本发明属于爬壁机器人,特别是一种可跨面的粘附履带式爬壁机器人。
背景技术:
1、爬壁机器人是指在垂直壁面、天花板等表面进行多自由度移动并作业的机电系统,具有良好的应用前景和发展需求。现有爬壁机器人通常采用足式、轮式和履带式结构,相比于足式和轮式机器人,履带式爬壁机器人具有结构简单、爬行速度快等特点。
2、粘附技术是爬壁机器人的关键技术,现有履带爬壁机器人主要采用负压吸附、磁吸附、静电吸附和干粘附材料,其中负压吸附存在密封性问题,磁吸附对粘附表面类型的限制较高,静电吸附稳定性差且粘附力小。干粘附材料负载能力强、粘附能力可控、适用于多种材料表面,但是由于干粘附材料只有在与粘附表面充分接触后才能发挥出较强的粘附效果,干粘附材料在粘附前需要垂直方向上的预载荷。
3、在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题,本发明提出一种可跨面的粘附履带式爬壁机器人,通过风扇高速旋转带来的负压对干粘附履带施加预压力,从而实现较高的粘附能力,同时利用弯角结构使机器人能够实现面面转换。本发明存在小型化、运动快速和可面面转换等多种优点,可用于解决狭窄壁面的检测难题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案予以实现,一种可跨面的粘附履带式爬壁机器人包括,
3、底盘,其底部具有向上凹进的空腔,所述底盘前端设有用于实现爬壁机器人从面到面的转换的弯角;
4、外壳,其可拆卸地盖设于底盘上,
5、负压吸附组件,其包括,
6、第一电机,其经由第一电机盖与螺钉固定连接所述底盘,所述第一电机盖内侧设有硅胶软垫,
7、风扇,其设于所述空腔中且所述风扇经由所述第一电机驱动,进一步地,风扇安装于所述第一电机的驱动轴;
8、履带行走组件,其包括,
9、第二电机,其经由第二电机盖与螺钉固定连接所述底盘,所述第二电机盖内侧设有硅胶软垫,
10、第一右带轮,其经由传动齿轮传动连接所述第二电机,所述第一右带轮一端经由第一右固定轴承与底盘连接,另一端经由第二右固定轴承连接外壳,
11、第二右带轮,其一端经由第三右固定轴承与底盘连接,另一端经由第四右固定轴承连接外壳,
12、右侧履带,其固定在第一右带轮和第二右带轮上,
13、第三电机,其经由第二电机盖与螺钉固定连接所述底盘,所述第二电机盖内侧设有硅胶软垫,
14、第一左带轮,其经由减速电机传动连接所述第三电机,所述第一左带轮一端经由第一左固定轴承与底盘连接,另一端经由第二左固定轴承连接外壳,
15、第二左带轮,其一端经由第三左固定轴承与底盘连接,另一端经由第四左固定轴承连接外壳,
16、左侧履带,其固定在第一左带轮和第二左带轮上,所述左侧履带和右侧履带的外层采用干粘附材料制作;
17、第一电机驱动风扇进行转动以带动底盘空腔内的空气流动,空腔内气体流速大于外界空气的流速形成压强差,进而在空腔的上端施加压强。
18、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述左侧履带和右侧履带的外层设有间隔的用于增强粘附的切痕以在外层上形成多个干粘附单元。
19、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,切痕之间等间距分布,有切痕的粘附材料剥离至切痕处时,每个干粘附单元产生更大的边变形,使得所需剥离力fpeel变大。
20、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述左侧履带和右侧履带均为三层结构,在外层内的中间层为薄膜层,在中间层内侧的内层采用软材料制作,三层之间采用等离子处理或者胶粘粘接。
21、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,外层包括pdms干粘附材料,中间层为pet膜,内层为软硅胶层。
22、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述内层为增大摩擦的v带结构,其内侧设有同步齿。
23、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述外层厚度3mm,中间层厚度为50μm,内层厚度1为mm。
24、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,空腔为圆柱形空腔。
25、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述底盘的前后两轴轴心距为24mm,空腔轴心距离前轴轴心4mm,空腔直径为23mm,深度为11mm,风扇直径为21mm,风扇叶片高度为10mm,叶片数量为7,叶片角度为旋转30度。
26、所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人中,所述左侧履带和右侧履带宽度为8mm。
27、和现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人通过利用负压吸附给干粘附履带施加预压,极大地保证了粘附履带机器人运行的可靠性和可持续性。通过在干粘附履带上制作处理一条条等间距的切痕,提高了履带抵抗剥离的能力,提高了爬壁机器人的承载能力。通过在机器人前端的弯角结构实现了从面到面的爬行转换,避免了机器人在墙角处受到阻碍不能实现面面转换。结构上小型化,布局紧凑合理,可以更好地适用于狭窄的壁面通道。
1.一种可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,其包括,
2.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,优选的,所述左侧履带和右侧履带的外层设有间隔的用于增强粘附的切痕以在外层上形成多个干粘附单元。
3.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,切痕之间等间距分布,有切痕的粘附材料剥离至切痕处时,每个干粘附单元产生更大的边变形,使得所需剥离力fpeel变大。
4.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,所述左侧履带和右侧履带均为三层结构,在外层内的中间层为薄膜层,在中间层内侧的内层采用软材料制作,三层之间采用等离子处理或者胶粘粘接。
5.根据权利要求4所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,外层包括pdms干粘附材料,中间层为pet膜,内层为软硅胶层。
6.根据权利要求4所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,所述内层为增大摩擦的v带结构,其内侧设有同步齿。
7.根据权利要求4所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,所述外层厚度3mm,中间层厚度为50μm,内层厚度1为mm。
8.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,空腔为圆柱形空腔。
9.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于,所述底盘的前后两轴轴心距为24mm,空腔轴心距离前轴轴心4mm,空腔直径为23mm,深度为11mm,风扇直径为21mm,风扇叶片高度为10mm,叶片数量为7,叶片角度为旋转30度。
10.根据权利要求1所述的可跨面的粘附履带式爬壁机器人,其特征在于所述左侧履带和右侧履带宽度为8mm。
