一种用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构的制作方法

[0001]
本发明涉及爬壁机器人技术领域，尤其涉及一种用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构。


背景技术：

[0002]
机器人是能够自动执行任务的机器装置，可重复编程，其任务是协助或代替人类的工作，特别是对于危险、人类能力不能达到、精度要求极高的工作。发展了多年的爬壁机器人是工业机器人家族的一个重要成员，可在高建筑的壁面上或顶部运动工作，更多用于消防、清洁、核工业、石化企业等高危行业，特别是在海底检测、工业检测、等众多工程领域应用广泛，但现有的真空吸附足式爬壁机器人存在无法在曲面上工作。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构，旨在解决现有技术中的现有的真空吸附足式爬壁机器人存在无法在曲面上工作的技术问题。
[0004]
为实现上述目的，本发明采用的一种用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构，包括密封圈、密封圈压板、固定结构、活动结构和附加结构，所述密封圈的内部从下至上依次设置有所述活动结构、所述固定结构和所述密封圈压板，所述附加结构与所述密封圈压板固定连接，并位于所述密封圈压板的上方；
[0005]
所述固定结构包括掌部、四根电磁铁安装柱、四根上盖板安装柱、电磁铁安装板、电磁铁、电磁铁安装座和上盖板，四根所述电磁铁安装柱和四根所述上盖板安装柱均与所述掌部螺纹连接，并位于所述掌部的上方，且均匀分布在所述掌部的四周，所述电磁铁安装板与四根所述电磁铁安装柱螺栓连接，所述电磁铁安装座与所述电磁铁安装板螺栓连接，并位于所述电磁铁安装板的上方，所述电磁铁安装座内设置有所述电磁铁，所述上盖板与四根所述上盖板安装柱螺栓连接，并位于四根所述上盖板安装座远离所述掌部的一端；
[0006]
所述活动结构包括八个手指式结构、传动结构和电磁铁推杆，八个所述手指式结构均匀分布在所述掌部的四周，所述手指式结构与所述电磁铁推杆之间设置有所述传动结构，每个所述手指式结构均包括第一指节、第二指节、第一转轴和第二转轴，所述第一指节与所述第二指节之间通过所述第一转轴铰接，所述第二指节和所述掌部之间通过所述第二转轴铰接，所述传动机构包括指节推环、传动杆和连接板，所述指节推环位于所述第二指节的上方，所述传动杆的一端与所述指节推环螺栓连接，并位于所述指节推环的上方，所述传动杆的另一端与所述连接板螺栓连接，并位于所述传动杆远离所述连接板的一端，所述电磁铁推杆与所述连接板螺栓连接。
[0007]
其中，所述掌部、所述第一指节和所述第二指节与吸附壁面的接触面均设置有钉刺结构。
[0008]
其中，所述密封圈的下表面和所述钉刺结构及所述掌部的底面处于同一球面。
[0009]
其中，所述上盖板与所述密封圈压板之间的所述密封圈设置有走线槽和管路安装
孔，所述密封圈覆盖在所述固定结构和所述活动结构的外表面。
[0010]
其中，所述固定结构还包括四块挡板，每块所述挡板的一端与所述电磁铁安装板固定连接，每个所述挡板的另一端与所述上盖板固定连接，四个所述挡板均匀设置在所述上盖板和所述电磁铁安装板的四周之间。
[0011]
本发明的有益效果体现在：四根所述电磁铁安装柱与所述掌部螺纹连接，所述电磁铁安装座与所述电磁铁安装板螺栓连接，所述电磁铁安装座内设置有所述电磁铁，每个所述手指式结构均包括第一指节、第二指节、第一转轴和第二转轴，所述指节推环位于所述第二指节的上方，所述传动杆的一端与所述指节推环螺栓连接，并位于所述指节推环的上方，所述传动杆的另一端与所述连接板螺栓连接，并位于所述传动杆远离所述连接板的一端，所述电磁铁推杆与所述连接板螺栓连接，所述电磁铁通电，所述电磁铁推杆向下动作，带动所述指节推环、所述传动杆、所述连接板向下动作，此时，所述第二指节的内端受到所述指节推环的向下推力，以所述第二指节的支点为旋转中心进行旋转，所述第二指节的外端被翘起，所述第一指节由于限位面的作用随所述第二指节的外端一同被翘起，所述掌部贴合吸附面后，所述电磁铁断电，所述电磁铁推杆的向下推力消失，此时所述传动机构被所述电磁铁推杆带动向上复位至初始位置，由于此时所述密封圈处于扩张状态，对所述第一指节、所述第二指节外端施加向下的压力，将所述第一指节、所述第二指节推向吸附面，所述第一指节、所述第二指节接触吸附面后，吸附面对所述第一指节、所述第二指节的支持力与所述密封圈的张紧合力相平衡，从而对曲面进行吸附。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]
图1是本发明的用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构的结构示意图。
[0014]
图2是本发明的用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构的内部结构示意图。
[0015]
图3是本发明的手指式结构与掌部的连接结构示意图。
[0016]
1-密封圈、2-掌部、3-电磁铁安装柱、4-电磁铁安装板、5-电磁铁、6-电磁铁安装座、7-上盖板安装柱、8-上盖板、9-挡板、10-第一指节、11-第二指节、12-第一转轴、13-第二转轴、14-电磁铁推杆、15-指节推环、16-传动杆、17-连接板、18-关节轴承、19-密封圈压板、20-复位弹簧、21-弹簧压板、22连接件。
具体实施方式
[0017]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0018]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]
请参阅图1至图3，本发明提供了一种用于足式爬壁机器人曲面吸附的主动式爪部结构，包括密封圈1、密封圈压板19、固定结构、活动结构和附加结构，所述密封圈1的内部从下至上依次设置有所述活动结构、所述固定结构和所述密封圈压板19，所述附加结构与所述密封圈压板19固定连接，并位于所述密封圈压板19的上方；
[0020]
所述固定结构包括掌部2、四根电磁铁安装柱3、四根上盖板安装柱7、电磁铁安装板4、电磁铁5、电磁铁安装座6和上盖板8，四根所述电磁铁安装柱3和四根所述上盖板安装柱7均与所述掌部2螺纹连接，并位于所述掌部2的上方，且均匀分布在所述掌部2的四周，所述电磁铁安装板4与四根所述电磁铁安装柱3螺栓连接，所述电磁铁安装座6与所述电磁铁安装板4螺栓连接，并位于所述电磁铁安装板4的上方，所述电磁铁安装座6内设置有所述电磁铁5，所述上盖板8与四根所述上盖板安装柱7螺栓连接，并位于四根所述上盖板8安装座远离所述掌部2的一端；
[0021]
所述活动结构包括八个手指式结构、传动结构和电磁铁推杆14，八个所述手指式结构均匀分布在所述掌部2的四周，所述手指式结构与所述电磁铁推杆14之间设置有所述传动结构，每个所述手指式结构均包括第一指节10、第二指节11、第一转轴12和第二转轴13，所述第一指节10与所述第二指节11之间通过所述第一转轴12铰接，所述第二指节11和所述掌部2之间通过所述第二转轴13铰接，所述传动机构包括指节推环15、传动杆16和连接板17，所述指节推环15位于所述第二指节11的上方，所述传动杆16的一端与所述指节推环15螺栓连接，并位于所述指节推环15的上方，所述传动杆16的另一端与所述连接板17螺栓连接，并位于所述传动杆16远离所述连接板17的一端，所述电磁铁推杆14与所述连接板17螺栓连接。
[0022]
在本实施方式中，四根所述电磁铁安装柱3和四根所述上盖板安装柱7均与所述掌部2螺纹连接，并位于所述掌部2的上方，所述电磁铁安装板4与四根所述电磁铁安装柱3螺栓连接，所述电磁铁安装座6与所述电磁铁安装板4螺栓连接，所述电磁铁安装座6内设置有所述电磁铁5，每个所述手指式结构均包括第一指节10、第二指节11、第一转轴12和第二转轴13，所述指节推环15位于所述第二指节11的上方，所述传动杆16的一端与所述指节推环15螺栓连接，并位于所述指节推环15的上方，所述传动杆16的另一端与所述连接板17螺栓连接，并位于所述传动杆16远离所述连接板17的一端，所述电磁铁推杆14与所述连接板17螺栓连接，所述电磁铁5通电，所述电磁铁推杆14向下动作，带动所述指节推环15、所述传动杆16、所述连接板17向下动作，此时，所述第二指节11的内端受到所述指节推环15的向下推力，以所述第二指节11的支点为旋转中心进行旋转，所述第二指节11的外端被翘起，所述第一指节10由于限位面的作用随所述第二指节11的外端一同被翘起，所述掌部2贴合吸附面后，所述电磁铁5断电，所述电磁铁推杆14的向下推力消失，此时所述传动机构被所述电磁铁推杆14带动向上复位至初始位置，由于此时所述密封圈1处于扩张状态，对所述第一指节10、所述第二指节11外端施加向下的压力，将所述第一指节10、所述第二指节11推向吸附面，所述第一指节10、所述第二指节11接触吸附面后，吸附面对所述第一指节10、所述第二指节11的支持力与所述密封圈1的张紧合力相平衡，从而对曲面进行吸附。
[0023]
进一步地，所述掌部2、所述第一指节10和所述第二指节11与吸附壁面的接触面均设置有钉刺结构。
[0024]
在本实施方式中，所述钉刺结构使得装置的下表面与吸附壁面之间的摩擦力更强，吸附更牢固。
[0025]
进一步地，所述密封圈1的下表面和所述钉刺结构及所述掌部2的底面处于同一球面。
[0026]
在本实施方式中，该球面半径为该结构所能吸附曲面的最小曲率半径。
[0027]
进一步地，所述上盖板8与所述密封圈压板19之间的所述密封圈1设置有走线槽和管路安装孔，所述密封圈1覆盖在所述固定结构和所述活动结构的外表面。
[0028]
在本实施方式中，通过所述走线槽和所述管路安装孔进行布线，使得所述电磁铁5供电，所述密封圈1为柔性橡胶材料制成，使得所述密封圈1的密封性更好。
[0029]
进一步地，所述固定结构还包括四块挡板9，每块所述挡板9的一端与所述电磁铁安装板4固定连接，每个所述挡板9的另一端与所述上盖板8固定连接，四个所述挡板9均匀设置在所述上盖板8和所述电磁铁安装板4的四周之间。
[0030]
在本实施方式中，所述挡板9使得所述密封圈1因内外压力差多大时，限制密封圈1形变量，使得所述密封圈1更加耐用。
[0031]
进一步地，所述手指式结构的指节长度和指节数量相对应，指节长度越短，指节数量越多。
[0032]
在本实施方式中，可以通过缩短指节并同时增加指节数目的方式，实现贴合多曲率半径的复杂曲面，以及实现更加紧密的装置与吸附壁面间的贴合。
[0033]
进一步地，所述附加结构包括关节轴承18、复位弹簧20、弹簧压板21和连接件22，所述密封圈压板19和所述弹簧压板21上均设置有弹簧安装槽，所述复位弹簧20位于所述弹簧安装槽内，所述关节轴承18的一端与所述密封圈压板19固定连接，所述关节轴承18的另一端与所述弹簧压板21螺栓连接，并位于所述复位弹簧20的内部，所述连接件22与所述弹簧压板21固定连接，并位于所述弹簧压板21的上方，所述连接件22与机器人的足端连接。
[0034]
在本实施方式中，所述关节轴承18位于所述复位弹簧20的内部，通过所述弹簧的弹性形变，使得机器人的足段通过所述关节轴承18控制爪部时不会出现运动不可控的情况。
[0035]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

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