爬壁机器人制造技术

本发明专利技术为一种爬壁机器人，由螺旋桨或涵道风扇、动力、移动机构、控制盒等部分构成。螺旋桨或涵道风扇在动力驱动下产生指向壁面的推力，使机器人贴于壁面，移动机构在控制盒的操纵下，驱动机器人在壁面爬行。该爬壁机器人可以用于各种高大建筑壁面作业，如玻璃幕墙的清洗、墙面喷涂等场合。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于高大建筑壁面作业的爬壁机器人。现代城市中，高楼林立，需要进行许多壁面作业。诸如高大建筑玻璃墙面清洗等大量的工作，由人来完成既不方便也不安全，这需要使用爬壁机器人代替人进行作业。目前使用的爬壁机器人，主要采用磁吸附、真空吸盘等方法使机器人吸附于壁面上。基于这些方法的爬壁机器人，由于其壁面适应能力及越障能力均较差，可靠性和工作效率也较低，因而仅能在较有限的范围内使用。JSME期刊V36No3、sep1993(P361-367)，较全面地对已有的几种方案进行了研究、比较，还讨论了日本研制的一种较新的爬壁机器人，它使用螺旋桨产生向上的升力克服机器人自重，推力的方向仅稍向壁面倾斜，工作中需保证轮子指向同一方向，且需控制机器人的方向基本保持向上，还需控制推力的大小、方向，其控制及操纵都较困难，可靠性及越障能力也很差，研究者自己也认为，这种爬壁机器人仅能在很有限的范围内使用。本专利技术的任务是要提供一种结构简单、壁面适应能力及越障能力强、适用范围广、可靠性和工作效率高的爬壁机器人。本专利技术目的是这样实现的机器人上装有螺旋桨或涵道风扇及移动机构，利用螺旋桨或涵道风扇产生指向壁面的推力，将机器人推压于壁面上，在移动机构的驱动下，整个爬壁机器人便可以贴在壁面上爬行。移动机构可以采用简单的轮式小车或履带结构，后者更适用于对越障能力有较高要求的场合，履带的两端还可以加上向上翘起的导引轮，以进一步提高越障能力。在工作环境允许的情况下，可以机器人可以带有缆绳，并通过卷扬机使缆绳产生向上的拉力，以部分或全部抵消机器人重力，提高其工作负载能力。本专利技术利用螺旋桨或涵道风扇产生指向壁面的推力，使机器人贴于壁面，推力大小或方向均无需控制，机构及控制都很简单；只要螺旋桨或风扇不失去动力，既使壁面不平整、有裂缝或障碍物，机器人仍可贴于壁面或贴于障碍物上行进而不致掉下，壁面适应能力、越障能力和可靠性很高；机器人的移动机构可以单独控制，可以使机器人以较高的速度爬行，工作效率高。以下所述实施例详细说明了本专利技术。附图说明图1是本专利技术的结构图。图1所述爬壁机器人(1)包括螺旋桨或涵道风扇(2)、动力(3)、移动机构(4)、控制盒(5)。螺旋桨或涵道风扇(2)联结在动力(3)上，形成的推力发生装置固联于移动机构(4)上，安装时可以使推力方向与壁面垂直或稍有倾斜，例如经常处于向上作业条件下的机器人，推力方向可以有向上的一点倾斜角。控制盒(5)用有线或无线的方式操纵控制移动机构(4)，形成爬壁机器人(1)整体。螺旋桨或涵道风扇(2)可以有一个或多个，以产生更大的推力并使反扭矩相抵消，使用涵道风扇方式可以有更大的推力，但结构稍复杂。对于使用电动机做动力(3)的爬壁机器人，还有供电电缆(6)以从地面供给电力。移动机构(4)可以采用简单的轮式小车，为提高机器人的越障能力，还可以覆上履带(7)，并在履带(7)前端及后端加装向上翘的导引轮(8)。在遇到障碍物(10)时，由于导引轮(8)较高，可以产生较大翻转力矩，使机器人整体贴着障碍物(10)爬行。这种移动机构还可保证机器人从地面直接爬向墙面，或从墙面爬到天花板上。也可以使机器人在崎岖陡峭的山路上爬行，因而还可以在军事用为排险、侦察的越野爬行机器人。当然，在工作环境中没有很大的障碍物时，也可以不使用履带(7)及导引轮(8)，直接使用轮式小车，以求结构简单。移动机构(4)自带动力源，或由动力(3)传动驱动。工作时，螺旋桨或涵道风扇(2)在动力(3)的驱动下高速旋转产生指向壁面的推力，使机器人(1)整体贴于壁面(9)上，操纵者通过控制盒(5)控制移动机构(4)，依靠壁面的摩擦力，驱动爬壁机器人(1)在壁面上爬行。以履带式小车为例，两边车轮转动速度受控制盒控制，爬壁机器人(1)可以前进、后退或转弯。在工作环境允许的情况下，机器人上还可以安上缆绳(11)，并连接到壁面顶部的卷扬机(12)上，利用卷扬机(12)上的控制装置，自动调节缆绳(11)向上的拉力，以部分或全部的抵消机器人的重量，使之工作或爬行中不易向下打滑，也就可以带更大的负载，同时也增加了保险系数。此种情况下供电电缆可以与缆绳(11)合用。制作了一台样机，功率为700w，推力为5.5kg，自重2kg，壁面摩擦系统约0.8，不用缆绳时，机器人可载重2.2kg，用缆绳时，载重无明显的限制，可提供4.4kg的力用于作业。权利要求1.爬壁机器人，包括螺旋桨或涵道风扇(2)、动力(3)、移动机构(4)、控制盒(5)等部分组成。螺旋桨或涵道风扇(2)在动力(3)驱动下旋转，产生指向壁面的推力，使机器人贴于壁面(6)，移动机构(4)在控制盒(5)的操纵下产生驱动力，依靠壁面摩擦，驱动机器人在壁面爬行。2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是推力装置安装得使推力方向垂直地指向壁面。3.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是推力装置安装得使推力方向指向壁面且有一个较小的倾斜角度，倾斜角度在30度以内。4.根据权利要求1、2或3所述的爬壁机器人，其特征是移动机构(4)采用轮式小车。5.根据权利要求1、2或3所述的爬壁机器人，其特征是移动机构(4)采用履带(8)驱动，两端装有位置较高的导引轮(7)。6.根据权利要求1、2或3所述的爬壁机器人，其特征是机器人上系有缆绳(11)，缆绳(11)连于壁面顶部的卷扬机(12)上，利用缆绳(11)的拉力，部分或全部克服机器人的自重，同时，利用移动机构(4)的驱动力，依靠壁面摩擦，驱动机器人爬行。7.根据权利要求1、2或3所述的爬壁机器人，其特征是直接利用移动机构(4)的驱动力，依靠壁面摩擦，克服机器人自重并驱动机器人爬行。全文摘要本专利技术为一种爬壁机器人,由螺旋桨或涵道风扇、动力、移动机构、控制盒等部分构成。螺旋桨或涵道风扇在动力驱动下产生指向壁面的推力,使机器人贴于壁面,移动机构在控制盒的操纵下,驱动机器人在壁面爬行。该爬壁机器人可以用于各种高大建筑壁面作业,如玻璃幕墙的清洗、墙面喷涂等场合。文档编号B25J5/00GK1219457SQ9712189公开日1999年6月16日 申请日期1997年12月12日 优先权日1997年12月12日专利技术者唐世明 申请人:唐世明本文档来自技高网...

【技术保护点】
爬壁机器人，包括：螺旋桨或涵道风扇（２）、动力（３）、移动机构（４）、控制盒（５）等部分组成。螺旋桨或涵道风扇（２）在动力（３）驱动下旋转，产生指向壁面的推力，使机器人贴于壁面（６），移动机构（４）在控制盒（５）的操纵下产生驱动力，依靠壁面摩擦，驱动机器人在壁面爬行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世明，
申请(专利权)人：唐世明，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]