2.2 机构设计
本机器人主体结构由平行于壁面的两个无杆气缸、垂直于壁面的4个双联气缸和分布在四面的16个真空吸盘组成。横向无杆气缸的运动实现向左、向右的动作,纵向无杆气缸的运动实现向上、向下的动作,垂直于墙面的双联气缸控制吸盘与墙面之间的距离。
2.2.1 移动机构设计
爬壁机器人的移动机构主要由横向和纵向的两个无杆气缸构成,控制机器人在平行于墙面的平面内的移动。具体结构为:无杆气缸A横向放置,在无杆气缸A的滑块上安装一个大小,厚度合适的方形薄板,在此薄板的上方,在与气缸A垂直的方向上安装另一无杆气缸B,气缸B倒置,无杆气缸B的缸体下方的滑块连接在薄板上,气缸A和气缸B的滑块与薄板之间均采用螺钉来连接固定。如此则气缸A和气缸B构成一个十字形。这样,相当于两个无杆气缸的滑块相对固定,缸体可以自由滑动,以此来实现机器人的“足”向前后左右四个方向移动。此移动方式的特点是:当横向气缸移动时,纵向气缸不能移动需固定。即左右的“足”在运动时,前后的“足”须抓紧墙面。而且,横向的左右两端的“足”是同时运动的,且运动方向与运动距离也是一样的,即横向左右两端的“足”的运动完全一样。纵向“足”的运动情况与横向相同。
2.2.2 吸附机构设计
爬壁机器人的吸附结构主要由四端的16个真空吸盘构成,这16个真空吸盘大小型号完全一样。每四个吸盘对称分布构成一个“足”,每一个“足”连有一个真空发生器,通过真空发生器来控制吸盘内是否产生真空,即控制“足”是否“抓紧”壁面。
2.2.3 整体机构设计
作为一个爬壁机器人整体,吸附机构需要与移动机构连接固定到一起,协同工作,完成机器人的动作。
具体情况为:吸附机构与移动机构通过双联气缸及V型块等机构连接固定在一起。具体连接情况为:在横向气缸A的左右两个端面上,各安装一大小、厚度合适的V型块,V型块的一面通过螺钉连接在无杆气缸A的缸体上,另一面与气缸A的端面垂直。在V型块与气缸A端面垂直的面上,安装双联气缸C,气缸C与V型块之间用螺钉连接。在此V型块连有双联气缸的面得背面,安装一个真空发生器,真空发生器与此V型块之间也用螺钉连接。双联气缸C的推杆端面上连接一块大小厚度合适的方形薄板D,气缸C与薄板D之间用螺栓连接。在薄板D上的合适位置,对称安装四个真空吸盘,采用螺栓连接,如此,便将吸附机构与移动机构连接到了一起。
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