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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:一种基于负压原理的履带式壁面行走装置
学校名称:烟台科技学院
参赛队伍:远航数字化
参赛学生:孔嘉楠 魏子童  
指导老师:刘艳萍 李超  

详细说明

随着现在国内城镇化速度加快,二、三线城市已经高楼林立,玻璃幕墙越来多,研发设计一款结构合理、安全可靠、行动灵活的玻璃壁面行走装置具有很大的市场前景。

目前大型玻璃行走装置在我国大多只是应用在试验室阶段,并没有具体作为产品推广,而国外已经开始投入具体实际应用。因此国内大型玻璃行走装置有十分广阔的应用前景,尽快研制出一种能真正投入实际应用的大型玻璃行走装置就显得十分必要。吸盘式行走机构可广泛用于工程机械、清洗机构等高空作业和行走条件相对恶劣的环境。

现代社会人们对于自己的生命安全是非常重视的但是为了生活人们还是会去从事一些危险的行业就比如楼层玻璃的清洁工需要悬挂在高楼上进行作业极不方便而且还有危险;因此面对这种局面我们的这个新型技术是非常有必要的针对这种问题我们提供我们的:“蜘蛛侠”一种基于负压吸附原理的履带式壁面行走装置。

首先该产品可以替代人们高空作业可以对人类的生命作保障所以他的市场是非常有前景的,并且此类机器人比较少所以比较容易打开市场高科技更顺应新时代所以市场的销量和前景是有很大空间的经过市场调研发现,现如今人们都依赖于快捷方便的科技,逐渐懒惰我们的机器就很适应时代它可以解放人们的体力劳动动动手指就可以操作所以对于市场来说是很需求我们的产品。

采用了独特的吸盘吸附式履带装置,解决了避免光滑履带无法在壁面行走的问题.内部采用抽气电机结构,保证了吸盘吸附的稳定性,把传统的轮胎改成履带增加稳定性.

抽气电机主要由电动机和螺旋桨构成,其作用是使吸附行走履带吸盘内的空气在抽气电机的作用下得以抽取并使吸附行走履带吸盘有足够负压环境,从而使装置吸附在玻璃面上并完成行走和工作。

装置整体结构主要由连接机构、履带转向轴、吸附行走履带构成。该装置由连接机构和履带转向轴连接着吸附行走履带进行工作。其工作过程中行走吸附履带内部抽气电机进行抽气使其吸附在壁面上,然后动力源提供动力,履带吸盘进行转动,同时行走吸附履带的吸盘配合滚动轮同步转动,此时下落的履带吸盘内部弹簧上升使吸盘配合滚动轮通道打通并进行抽气,中间吸附在壁面上的履带吸盘在吸盘传送带作用下保持负压使履带整体向前移动,上升履带吸盘弹簧上升气体通道打开同时进行放气过程使其离开壁面上,这样履带就实现了壁面吸附行走。对于吸附行走履带的转向,主要由每个吸附行走履带的转速不同并和履带转向轴配合而完成转向

 在吸附行走履带结构系统中,考虑到履带有牵引力大、对接触面破坏小、接地压小、机体重量轻、易更换和维修等特点而设计研发了吸附行走履带结构。其是由主动轮、支撑架、负重轮、张紧轮、吸盘配合滚动轮、履带吸盘、吸盘传送带、履带片的吸附行走履带结构。

该吸附行走履带结构运动效率高、吸附性强、安全性能高、易更换和维修。

装置总体结构主要由动力机构、连接机构、履带转向轴、吸附行走履带构成。其吸附行走履带内部设有转向伸缩缸、负重轮、吸盘弹簧、履带吸盘、履带片、吸盘配合滚动轮、吸盘传送带、张紧轮、支撑架等。装置在工作时,首先行走吸附履带内部抽气电机进行抽气使其吸附在壁面上,然后动力源提供动力,履带吸盘进行转动,同时行走吸附履带的吸盘配合滚动轮同步转动,此时下落的履带吸盘内部弹簧上升使吸盘配合滚动轮通道打通并进行抽气,中间吸附在壁面上的履带吸盘在吸盘传送带作用下保持负压使履带整体向前移动,上升履带吸盘弹簧上升气体通道打开同时进行放气过程使其离开壁面上,这样履带就实现了壁面吸附行走。本装置所具有优点是:吸附更稳定、行走更灵活、应用广泛、安全系数更高等优点。

动态吸盘主要由吸盘配合轴、吸盘弹簧、吸盘构成。它是依靠盘内空气的负压将与其连接在一体的载重装置或其它器械吸压玻璃表面的。由于吸盘与玻璃的接触面不是完全密封的需不断有气体进入盘内因此吸气泵要不断地运转吸出这部分气体以维持盘内一定的负压

对于吸附在玻璃运动要求输出力较大而运动速度较低,所以液压驱动更适合基于负压吸附原理的履带式壁面行走装置的驱动机构,能够充分发挥各种性能。

生产真空吸盘的材料一般为各种橡胶、塑料和金属。我们经常见到的真空吸盘是SPUNRNBRSIFKMPURNEEPDMSE等多种橡胶制造的。如果我们按形状分类,可分为扁平吸盘,椭圆吸盘,波纹吸盘和异形吸盘,其中波纹吸盘有进一步细分为二层波纹吸盘,三层波纹吸盘和多层波纹吸盘。按稀薄密闭空间的方式分类,可分为气动吸盘和手动吸盘。真空吸盘品种多样,橡胶制成的吸盘可在高温下进行操作,由硅橡胶制成的吸盘非常适于抓住表面粗糙的制品,由聚氨酯制成的吸盘则很耐用。

该装置能够用大大减少人力高空作业中的危险性,本装置可搭载多种机械工具,例如机械手臂、雨刮器、焊接枪、角磨机等多种机械设备,能够完成不同种类的高空作业工作。
   目前已提交专利申请并进入实质审查阶段

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