湿吸式真空辅助吸盘制造技术

本发明专利技术属于仿生学领域，具体涉及一种湿吸式真空辅助吸盘。包括基座、足垫固定外圈、足垫固定内圈、足垫、管接头、真空泵和压力泵。足垫分别通过足垫固定内圈、足垫固定外圈固定在基座上；真空泵通过管接头连在基座上，将足垫中部空心处的空气抽出，形成一个负压，产生真空吸附力；压力泵经过管接头连在基座上，将液体压入足垫的储液槽，经微孔在接触表面形成一层液体薄膜，产生湿吸附力。本发明专利技术结构精简，加工组装方便，融合了湿吸吸附、真空吸附，保证了吸附的可靠性，是一种吸附力可控型及吸附力增强型的结构，有利于爬壁机器人的运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仿生学领域，涉及一种仿生湿吸爬壁机器人的攀爬机构，尤其是一种湿吸式真空辅助吸盘。
技术介绍
爬壁机器人属于特种移动机器人，有着广阔的应用前景。按吸附机理可将爬壁机 器人大致划分为四类(1)真空(负压)吸附；(2)电磁吸附；(3)粘性吸附；(4)机械联锁 吸附。上述机理的爬壁机器人有着各自的优缺点真空吸附、粘性吸附机器人的吸附力大且 相对稳定，但真空吸附机器人不能在真空环境下吸附于垂直壁面，粘性吸附机器人难以快 速剥离壁面，并且在长时间爬行后会失去吸附力；机械联锁吸附机器人可应对粗糙壁面，但 不能爬行于光滑壁面上；磁吸附机器人对吸附的金属表面粗糙度依赖相对较少，但大都只 能爬行于特定的金属表面。 鉴于以上
技术介绍
，结合湿吸吸附、真空吸附各自的特点，基于湿吸附理论，提供 了 一种新型的湿吸式真空辅助吸盘。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种湿吸式真空辅助吸盘。 本专利技术基于仿生学原理，将湿吸吸附方法和真空吸附方法，二者进行有机组合，设计吸盘结构，提供可靠的吸附力，实现爬壁机器人在一些复杂表面情况下的运动。 本专利技术提出的湿吸式真空辅助吸盘，包括基座1、足垫固定外圈2、足垫固定内圈4、足垫3、管接头、真空泵和压力泵； 其中所述基座l包括第一通孔5、第二通孔6、第一螺纹孔8、第二螺纹孔9，第一通孔5位于基座1中心，第二通孔6位于基座1四周； 所述足垫固定外圈2呈圆环形结构，具有第一台阶孔10 ; 所述足垫固定内圈4呈圆环形结构，具有第二台阶孔11 ; 所述足垫3包括储液槽7、第三通孔12、第四通孔13、第五通孔14，第五通孔14位 于足垫3中心，第五通孔14四周分布有第四通孔13，第三通孔12位于足垫3外围，储液槽 7呈圆环形结构，储液槽7的直径大于第五通孔14的直径； 所述足垫固定外圈2套在足垫3的表面凹槽内，第一台阶孔10分别与第一螺纹孔 8、第三通孔12相对应，通过足垫固定外圈2将基座1与足垫3固定在一起；足垫3中部空 心，足垫固定内圈4嵌于该中部空心处，圆环形足垫固定内圈4的内圈直径与第五通孔14 的直径相同；第二台阶孔11与第二螺纹孔9、第四通孔13相对应，通过足垫固定内圈4将 基座1与足垫3固定在一起； 所述基座1的第一通孔5通过管接头与真空泵相连接；第二通孔6通过管接头与 压力泵相连接。 本专利技术中，所述基座1的第一通孔5与足垫3的第五通孔14相连。 本专利技术中，所述基座1的第二通孔6与足垫3的储液槽7相连。本专利技术中，所述足垫3的储液槽7的下端分布有直径为0. lmm，长度为2mm的微孔，微孔均匀分布于足垫3的底部。 本专利技术具有以下特点液体由压力泵通过管接头压入吸盘中，在足垫储液槽中均 匀分布，通过足垫下端的微孔释放，在接触表面形成一层液体薄膜，产生一定的吸附力；吸 盘内部的空气，由真空泵经过管接头抽出，形成一个负压，产生真空吸附力；通过足垫固定 外圈、足垫固定内圈将足垫固定在基座上，保证了吸盘整体的密封性。该专利技术结构精简，加 工组装方便，融合了湿吸吸附、真空吸附，保证了吸附的可靠性，是一种吸附力可控型及吸 附力增强型的结构，有利于爬壁机器人的运动。附图说明 图l为吸盘结构图。 图2为图1的A-A剖面图。 图3为基座结构图。其中(a)为基座俯视图，(b)为基座仰视图。 图4为足垫固定外圈结构图。其中(a)为足垫固定外圈俯视图，(b)为足垫固定外圈仰视图。 图5为足垫固定内圈结构图。其中(a)为足垫固定内圈俯视图，(b)为足垫固定 内圈仰视图。 图6为足垫俯视图。 图7为足垫剖面图。 图8为足垫表面微孔结构图。 图中标号1为基座，2为足垫固定外圈，3为足垫，4为足垫固定内圈，5为第一通 孔，6为第二通孔，7为储液槽，8为第一螺纹孔，9为第二螺纹孔，IO为第一台阶孔，ll为第 二台阶孔，12为第三通孔，13为第四通孔，14为第五通孔。具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。 如图1、图2所示，本专利技术湿吸式真空辅助吸盘包括基座1、足垫固定外圈2、足垫 3、足垫固定内圈4、管接头、真空泵、压力泵。通过足垫固定外圈2、足垫固定内圈4，将足垫 3固定在基座1上；通过管接头分别连接真空泵及压力泵。 如图3所示，基座1主要包括用做抽真空的第一通孔5、用做液体导入的第二通 孔6、用于连接足垫固定外圈2的第一螺纹孔8、用于连接足垫固定内圈4的第二螺纹孔9。 第一通孔5位于基座的中心，直径10mm，通过管接头KQ2H06-01S连接真空泵VM6005-12V的 输入口 ，在吸盘内部形成一个负压，产生真空吸附力。第二通孔6共有4个，直径为5mm，在 直径为25mm的圆周上均匀分布，通过管接头KQ2H06-M5连接压力泵，将液体压入足垫3的 储液槽7中。在基座1的下表面，直径为15mm的圆周上均匀分布4个直径为2mm的第二螺 纹孔9，用于将足垫3通过足垫固定内圈4固定在基座1上；直径为35mm的圆周上均匀分 布4个直径为2mm的第一螺纹孔8，用于将足垫3通过足垫固定外圈2固定在基座1上，增 强吸盘的密封性。 如图4所示，足垫固定外圈2是一个圆环，内径30mm，外径40mm，在直径35mm的圆 周上均匀分布4个第一台阶孔IO，第一台阶孔10的上端直径4mm，下端直径2mm。 如图5所示足垫固定内圈4是一个圆环，内径8mm，外径20mm，在直径15mm的圆周 上均匀分布4个第二台阶孔11，形状、尺寸与第一台阶孔10相同。 如图6 图8所示，足垫3的原材料是聚亚安酯，经模具成型法，在真空环境下浇 注而成，主要包括储液槽7、第三通孔12、第四通孔13、第五通孔14。足垫固定外圈2套在 足垫3的表面凹槽内，第一台阶孔10与第一螺纹孔8、第三通孔12相对应，通过足垫固定外 圈2将基座1与足垫3固定在一起；足垫3中部空心，空心部成一平面，足垫固定内圈4嵌 入足垫3的中部空心处，第二台阶孔11与第二螺纹孔9、第四通孔13相对应，通过足垫固定 内圈4将基座1与足垫3固定在一起；液体经过第二通孔6流入储液槽7中，经过储液槽7 下端的微孔，直径为0. lmm，长度为2mm，如图8所示，在接触表面形成一层液体薄膜，产生湿 吸附力；真空泵通过管接头经第一通孔5、第五通孔14将足垫3中部空心处的空气抽出，在 吸盘内部形成一个负压，产生真空吸附力。 本专利技术提出的湿吸式真空辅助吸盘，其创新点主要在于对采用单一吸附方法的结 构进行改进，使得真空吸附与湿吸吸附有机结合在一起。足垫的柔软特性和液体的释放， 模仿了生物足垫的湿吸附原理；真空吸附机制的存在，吸附壁面受到的垂直压力增大，显著 增强了湿吸吸附力，二者相辅相成。本专利技术提高了爬壁机器人对环境的适应性，增强了吸附 力，爬壁机器人的可靠性大为提高，可以在诸多领域中广泛使用。权利要求一种湿吸式真空辅助吸盘，包括基座(1)、足垫固定外圈(2)、足垫固定内圈(4)、足垫(3)、管接头、真空泵和压力泵，其特征在于所述基座(1)包括第一通孔(5)、第二通孔(6)、第一螺纹孔(8)、第二螺纹孔(9)，第一通孔(5)位于基座(1)中心，第二通孔(6)位于基座(1)四周；所述足垫固定外圈(2)呈圆环形结构，具有第一台阶孔(10)；所述足垫固定内圈(4)呈圆环形结构，具有第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿吸式真空辅助吸盘，包括基座（１）、足垫固定外圈（２）、足垫固定内圈（４）、足垫（３）、管接头、真空泵和压力泵，其特征在于：所述基座（１）包括第一通孔（５）、第二通孔（６）、第一螺纹孔（８）、第二螺纹孔（９），第一通孔（５）位于基座（１）中心，第二通孔（６）位于基座（１）四周；所述足垫固定外圈（２）呈圆环形结构，具有第一台阶孔（１０）；所述足垫固定内圈（４）呈圆环形结构，具有第二台阶孔（１１）；所述足垫（３）包括储液槽（７）、第三通孔（１２）、第四通孔（１３）和第五通孔（１４），第五通孔（１４）位于足垫（３）中心，第五通孔（１４）四周分布有第四通孔（１３），第三通孔（１２）位于足垫（３）外围，储液槽（７）呈圆环形结构，储液槽（７）的直径大于第五通孔（１４）的直径；所述足垫固定外圈（２）套在足垫（３）的表面凹槽内，第一台阶孔（１０）与第一螺纹孔（８）、第三通孔（１２）相对应，通过足垫固定外圈（２）将基座（１）与足垫（３）固定在一起；足垫（３）中部空心，足垫固定内圈（４）嵌于该中部空心处，圆环形足垫固定内圈（４）的内圈直径与第五通孔（１４）的直径相同；第二台阶孔（１１）与第二螺纹孔（９）、第四通孔（１３）相对应，通过足垫固定内圈（４）将基座（１）与足垫（３）固定在一起；所述基座（１）的第一通孔（５）通过管接头与真空泵相连接；第二通孔（６）通过管接头与压力泵相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，黎明和，周艳敏，陆汉雄，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]