本發(fā)明涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有具有行走功能的機(jī)器人，其行走機(jī)構(gòu)通常采用硅膠吸盤(pán)，通過(guò)將硅膠吸盤(pán)吸附在壁面上或者從壁面上脫離，在此過(guò)程中移動(dòng)機(jī)器人主體，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在壁面上的行走。此種結(jié)構(gòu)需要設(shè)置多組行走機(jī)構(gòu)，零部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在壁面有縫隙或不平整時(shí)，需將吸盤(pán)從壁面上脫離后重新調(diào)整吸盤(pán)落點(diǎn)，控制方式麻煩，運(yùn)行易不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人，其行走結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)制造，控制方便且運(yùn)行穩(wěn)定。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人，包括機(jī)架及設(shè)置在其上的吸盤(pán)、行走輪和驅(qū)動(dòng)裝置；所述行走輪的數(shù)量至少為2個(gè)，其對(duì)稱(chēng)設(shè)置在所述機(jī)架的兩側(cè)，并與所述機(jī)架可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述行走輪連接，用于驅(qū)動(dòng)所述行走輪；所述吸盤(pán)的數(shù)量為若干個(gè)，所述吸盤(pán)包括滑動(dòng)盤(pán)和與其密封配合的彈性皮碗，彈性皮碗上設(shè)有與所述機(jī)架連接的安裝部；所述吸盤(pán)與真空發(fā)生器連接。

為進(jìn)一步完善技術(shù)方案，本發(fā)明還包括以下技術(shù)特征：

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述滑動(dòng)盤(pán)與玻璃幕墻貼合的壁面上設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有與所述彈性皮碗連通的抽氣孔；所述滑動(dòng)盤(pán)表面光滑，材質(zhì)可為PTFE、POM、金屬鍍膜材料或陶瓷。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述滑動(dòng)盤(pán)的周壁設(shè)置倒角。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述彈性皮碗沿軸向設(shè)置風(fēng)琴型褶皺，褶皺的個(gè)數(shù)可為2個(gè)或3個(gè)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述滑動(dòng)盤(pán)與所述彈性皮碗配合的一側(cè)延伸有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)與所述彈性皮碗通過(guò)燕尾榫結(jié)構(gòu)配合連接。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述吸盤(pán)的數(shù)量為8個(gè)，所述吸盤(pán)呈矩形排列；每個(gè)所述吸盤(pán)上均設(shè)置有安全閥。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述行走輪數(shù)量為4個(gè)，所述機(jī)架的四角處分別設(shè)置行走輪安裝座，所述行走輪中心開(kāi)設(shè)軸向通孔，行走輪安裝軸穿過(guò)所述通孔將行走輪安裝在所述行走輪安裝座上。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述行走輪的表面為齒狀花紋、波浪形花紋或并排多列橫向花紋。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述所述行走輪為麥克納姆輪。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量與所述行走輪對(duì)應(yīng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)置為可滑動(dòng)式吸盤(pán)，吸盤(pán)吸附在壁面上滑動(dòng)，行走輪滾動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走，行走方式新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件較少使得便于生產(chǎn)制造；且吸盤(pán)直接在壁面上滑動(dòng)，機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)；吸盤(pán)滑動(dòng)盤(pán)的周壁設(shè)置倒角，機(jī)器人行走過(guò)程中遇到壁面縫隙，可直接滑動(dòng)越過(guò)縫隙，避免被卡??；彈性皮碗為風(fēng)琴型褶皺，吸盤(pán)壓緊貼合壁面時(shí)具有緩沖作用；采用麥克納姆輪，機(jī)器人在行走中轉(zhuǎn)向靈活。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中所示的滑動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的限制。

第一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1、圖3和圖4所示，本發(fā)明具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人，機(jī)架10及設(shè)置在其上的吸盤(pán)20、行走輪30和驅(qū)動(dòng)裝置40。在本實(shí)施例中，機(jī)架10為方形，行走輪30的數(shù)量設(shè)置為4個(gè)，其分別對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)架10的四角處。在其他實(shí)施例中，機(jī)架10也可以為其他形狀，相應(yīng)的，行走輪30的數(shù)量及分布根據(jù)機(jī)架10的大小形狀調(diào)整。機(jī)架10對(duì)應(yīng)行走輪30的位置固定有行走輪安裝座11。行走輪30的中部開(kāi)設(shè)軸向通孔，行走輪安裝軸31穿過(guò)通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)連接在行走輪安裝座11上。每個(gè)行走輪30對(duì)應(yīng)連接有一驅(qū)動(dòng)裝置40，驅(qū)動(dòng)裝置40可以為電機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)行走輪30轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠行走輪30與壁面的摩擦力，實(shí)現(xiàn)在壁面上行走。

吸盤(pán)20包括滑動(dòng)盤(pán)21和與其密封配合的彈性皮碗22，彈性皮碗22遠(yuǎn)離滑動(dòng)盤(pán)21的一側(cè)上設(shè)有安裝部，使用螺栓將安裝部鎖固連接到機(jī)架10上?；瑒?dòng)盤(pán)21用于在壁面上滑動(dòng)，故必須采用光滑、耐磨的硬質(zhì)材料，如PTFE、POM、金屬鍍膜材料或陶瓷等，使得吸盤(pán)在壁面上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力小，較優(yōu)地，可以使用PTFE?；瑒?dòng)盤(pán)21與壁面貼合的面上設(shè)有凹槽211，該凹槽211的形狀與滑動(dòng)盤(pán)21的外形相匹配。本實(shí)施例中，滑動(dòng)盤(pán)21為圓形，凹槽211也設(shè)置為圓形。吸盤(pán)在吸附壁面上的吸附能力與凹槽11的大小有關(guān)，凹槽11越大，抽真空后，其產(chǎn)生的吸附能力越強(qiáng)，考慮到吸盤(pán)與吸附壁面的接觸面積，較佳的方案中,凹槽11的直徑r與滑動(dòng)盤(pán)10的直徑R設(shè)置為大致r＝0.8R。本實(shí)施例中，滑動(dòng)盤(pán)10的直徑為95.5mm，凹槽11的邊緣與滑動(dòng)盤(pán)10的外周壁的間隔距離為9.75mm。凹槽211的中部設(shè)有與彈性皮碗22連通的抽氣孔212。由于壁面可能存在縫隙，如玻璃幕墻上玻璃之間存在膠縫或高度差，在滑動(dòng)盤(pán)21的外周壁設(shè)置為倒角，當(dāng)吸盤(pán)20滑動(dòng)至縫隙處，倒角的圓滑曲面可使得吸盤(pán)直接越過(guò)縫隙而不會(huì)被卡住，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在壁面上平穩(wěn)順利地運(yùn)行。

彈性皮碗22材質(zhì)可為橡膠或聚氨酯，其沿軸向設(shè)置風(fēng)琴型褶皺。當(dāng)吸盤(pán)20壓緊貼合壁面時(shí)，由于壁面上可能存在高度差，彈性皮碗22的風(fēng)琴型褶皺起到緩沖作用，可適應(yīng)一定范圍內(nèi)的誤差。根據(jù)實(shí)際需要，褶皺的個(gè)數(shù)可以為2個(gè)或3個(gè)?；瑒?dòng)盤(pán)21與彈性皮碗22配合的一側(cè)延伸有凸臺(tái)213，凸臺(tái)213與彈性皮碗22之間通過(guò)燕尾榫結(jié)構(gòu)配合連接。吸盤(pán)20與真空發(fā)生器連接，吸盤(pán)20壓緊貼合壁面后，真空發(fā)生器將凹槽211內(nèi)的空氣通過(guò)抽氣孔212中抽出，形成真空，此時(shí)在燕尾榫結(jié)構(gòu)的作用下，滑動(dòng)盤(pán)21和彈性皮碗22之間連接更加緊密，密封效果好。

在本實(shí)施例中，吸盤(pán)20的數(shù)量為8個(gè)，其在機(jī)架10上呈矩形分布。吸盤(pán)20的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際機(jī)器人的大小調(diào)整，為了保證吸附效果，至少為2個(gè)。吸盤(pán)20與真空發(fā)生器連接，每個(gè)吸盤(pán)20均單獨(dú)設(shè)置有安全閥。在個(gè)別吸盤(pán)20越過(guò)壁面縫隙或不平整地方時(shí)，不影響其他吸盤(pán)20的真空度，保證機(jī)器人能在壁面上穩(wěn)定吸附。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以使真空發(fā)生器與每個(gè)吸盤(pán)20連接的管路相互獨(dú)立，當(dāng)個(gè)別吸盤(pán)20的真空度不滿足時(shí)，不至于使整個(gè)真空系統(tǒng)被破壞。吸盤(pán)20吸力大小可通過(guò)進(jìn)入真空發(fā)生器的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

由于機(jī)器人在壁面上的運(yùn)動(dòng)主要依靠行走輪30與壁面之間的摩擦，故要求行走輪30的胎面需滿足摩擦系數(shù)較大的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，行走輪30的表面花紋可采用齒狀花紋、波浪形花紋或并排多列橫向花紋等。

初始狀態(tài)下，與行走輪30的胎面相比，吸盤(pán)20上滑動(dòng)盤(pán)21的表面距離壁面更近，使得機(jī)器人放置至壁面上時(shí)，吸盤(pán)20更好地與壁面接觸。吸盤(pán)20吸附至壁面上后，彈性皮碗22上的風(fēng)琴型褶皺被壓縮，吸盤(pán)整體高度減少，行走輪30與壁面充分接觸，使得行走輪30與壁面之間產(chǎn)生足夠的摩擦力。

第二實(shí)施例請(qǐng)參閱圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例中與第一實(shí)施例的區(qū)別為，行走輪30’選擇麥克納姆輪，其好處在于結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，可以全方位實(shí)現(xiàn)前行、橫移、斜形、旋轉(zhuǎn)及組合等運(yùn)動(dòng)方式，方便機(jī)器人對(duì)玻璃幕墻上特定位置的清洗。

本發(fā)明具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人不僅可以實(shí)現(xiàn)在豎直壁面上行走，在傾斜甚至倒掛的狀態(tài)都可實(shí)現(xiàn)行走。且由于使用滑動(dòng)盤(pán)21在壁面上滑動(dòng)和行走輪30與壁面摩擦的方式，可適應(yīng)多種光滑表面，如玻璃、瓷磚、板材或光滑金屬材料等。

本發(fā)明具有新型行走機(jī)構(gòu)的壁面機(jī)器人的工作過(guò)程為：吸盤(pán)20壓緊貼合在壁面，真空發(fā)生器抽真空，使吸盤(pán)20吸附在壁面上；驅(qū)動(dòng)裝置40驅(qū)動(dòng)行走輪30轉(zhuǎn)動(dòng)，利用行走輪30與壁面的摩擦力，帶動(dòng)機(jī)器人在壁面上行走；在此過(guò)程中，吸盤(pán)20始終吸附在壁面上滑動(dòng)。

以上所述僅為發(fā)明的實(shí)施例，其并非用以限定本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。任何熟習(xí)相像技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，所作的更動(dòng)及潤(rùn)飾的等效替換，仍為本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。