发明名称 一种爬壁机器人的运动吸附装置
摘要 一种爬壁机器人的运动吸附装置,两组运动吸附机构对称安装在机架上,使每组运动吸附机构的两个驱动轮(1)分别位于机架一侧轴支架(46)的外侧;通过配合面(36)相贴合形成的移动凸轮(4)位于机架一侧的移动凸轮支架(47)上,使驱动轮(1)的主动轮处于移动凸轮近休止段(38)的一端,并使近休止段(38)的圆弧与主动轮同心;凸轮片外廓两端的圆弧亦分别与驱动轮(1)的主动轮和驱动轮(1)的从动轮同心。本发明利用移动凸轮(4)的运动轨迹,使真空吸盘对墙面的吸附和脱离简单易行,既实现了机器人的灵活运动,又能保证运动过程中各吸盘组件能保持足够的吸附力,具有结构简单、操作方便易控制和可靠性高的特点。
申请公布号 CN101804639B 申请公布日期 2011.07.20
申请号 CN200910021127.0 申请日期 2009.02.16
申请人 西北工业大学 发明人 葛文杰;徐志佳;周雷;随银岭;徐健;周奕超
分类号 B25J19/00(2006.01)I 主分类号 B25J19/00(2006.01)I
代理机构 西北工业大学专利中心 61204 代理人 慕安荣
主权项 一种爬壁机器人的运动吸附装置,包括两组由两个驱动轮(1)、两条同步带(2)和多个吸盘组件(3)组成的运动吸附机构,其特征在于,运动吸附机构中还包括移动凸轮(4);两组运动吸附机构对称安装在机架上,使每组运动吸附机构的两个驱动轮(1)分别位于机架一侧轴支架(46)的外侧;将通过配合面(36)相贴合形成的移动凸轮(4)通过凸轮片上部的安装孔(37)与机架中部两侧的移动凸轮支架(47)固定连接,使驱动轮(1)的主动轮处于移动凸轮近休止段(38)的一端,并且近休止段(38)的圆弧与主动轮同心;凸轮片外廓两端的圆弧亦分别与驱动轮(1)的主动轮和驱动轮(1)的从动轮同心;将同步带(2)与驱动轮(1)相配合;将柱塞(20)装入吸盘组件(3)的气缸筒(29)中,并使吸盘组件滚轮轴(18)的轴线垂直于移动凸轮运动槽(34)的内侧面;所述的各组运动吸附机构中的两个驱动轮(1)分别为主动轮和从动轮;所述的凸轮片外形同凸轮片的运动轨迹;凸轮片外轮廓的底边为直线边,两端分别为1/4圆弧;直线边与1/4圆弧相切;凸轮片截面的一个侧面为阶梯状,并且该侧上部为两个凸轮片的配合面(36),下部为非配合面(35),当两片凸轮片通过配合面(36)贴合时,非配合面(35)之间的距离大于吸盘组件(3)的柱塞杆(32)的直径;吸盘组件(3)的滚轮(19)的运动槽(34)亦位于阶梯状的一侧表面,当两个凸轮片贴合组成移动凸轮(4)时,两个运动槽(34)分别位于移动凸轮(4)的内侧,且配合后移动凸轮的截面形成“T”形槽(43);凸轮片上部的两端与第二同步带轮(6)相对应处分别有同步带轮凸缘(11)的配合槽;凸轮片的上部有与移动凸轮支架(47)配合的安装孔(37);所述的凸轮片运动槽(34)的轨迹包括近休止段(38)、柱塞上升段(39)、远休止段(40)、气缸进气段(41)和回程段(42);其中:a.近休止段(38)和回程段(42)分别位于轨迹的两端;近休止段(38)为1/4凹圆弧,与凸轮外轮廓两个1/4圆弧中的一个同心,近休止段(38)圆弧起点亦为运动槽(34)轨迹的起点;近休止段(38)的1/4圆弧终点与远休止段(40)之间过渡连接,并且由近休止段(38)与远休止段(40)之间的连接段形成了运动槽(34)的柱塞上升段(39),机构运动时可实现柱塞(20)相对于气缸筒(29)的上升;b.远休止段(40)为直线运动轨迹,与近休止段(38)的1/4圆弧终点处的切线平行,位于近休止段(38)圆弧起点与近休止段(38)圆弧圆心间连线和近休止段(38)圆弧终点处切线之间,且与近休止段(38)圆弧终点处切线之间的距离须使机构运动时气缸(17)在远休止段(40)保持密封;若将近休止段(38)的1/4圆弧补全,远休止段(40)中靠近近休止段(38)的端点与该全圆弧没有交点;c.气缸进气段(41)由两段变曲率的圆弧组成,其中一段变曲率圆弧为凹圆弧,另一段变曲率圆弧为凸圆弧;凹圆弧的一端与远休止段(40)远离近休止段(38)的一端相切连续,另一端与凸圆弧过渡连接;凸圆弧与回程段过渡连接;凸圆弧终点处的切线与远休止段(40)平行;远休止段(40)与凹圆弧相切处的切线与凸圆弧最高点之间的距离须满足吸盘组件(3)中柱塞(20)密封端(31)运动至气缸筒(29)筒壁进气孔之上所需的行程;d.回程段(42)为变曲率的凹圆弧,该凹圆弧一端与气缸(17)进气端相切,另一端的凹圆弧形终点亦为运动槽(34)轨迹的终点,并且该运动槽轨迹的终点与起点之间的连线与远休止段(40)平行;回程段(42)圆弧的曲率须满足吸盘组件(3)的柱塞(20)密封端(31)运动至气缸(17)底部所需的行程。
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