本发明公开了一种旋臂式振动吸附机构，该旋臂式振动吸附机构由六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖、一个基座和一个驱动组件组成；所述驱动组件由直流伺服电机、旋转臂、A滚轮和B滚轮构成；其中，一个吸盘、一个导柱、一个轴承、一个弹簧和一个弹簧压盖形成一个吸附组件；在基座的圆周上分别设有六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖，故有六个吸附组件。该振动吸附机构通过一个电机带动旋转臂的转动时能够与两个对称设置的弹簧压盖相接触或远离，从而实现对称的两个吸盘与工作面的一吸一放的振动吸附。六个吸盘按圆周均布，有效地减小了振动吸附机构的尺寸，使各部分结构配合更紧凑。
1.一种旋臂式振动吸附机构，其特征在于：该旋臂式振动吸附机构由六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖、一个基座(1)和一个驱动组件(2)组成；所述驱动组件(2)由直流伺服电机(204)、旋转臂(201)、A滚轮(202)和B滚轮(203)构成；
六个吸盘是指A吸盘(41)、B吸盘(42)、C吸盘(43)、D吸盘(44)、E吸盘(45)和F吸盘(46)；
六个导柱是指A导柱(71)、B导柱(72)、C导柱(73)、D导柱(74)、E导柱(75)和F导柱(76)；
六个轴承是指A轴承(61)、B轴承(62)、C轴承(63)、D轴承(64)、E轴承(65)和F轴承(66)；
六个弹簧是指A弹簧(31)、B弹簧(32)、C弹簧(33)、D弹簧(34)、E弹簧(35)和F弹簧(36)；
六个弹簧压盖是指A弹簧压盖(51)、B弹簧压盖(52)、C弹簧压盖(53)、D弹簧压盖(54)、E弹簧压盖(55)和F弹簧压盖(56)；
基座(1)为一圆盘结构，基座(1)的上面板(11)的中心设有凸台(111)，该凸台(111)用于安装电机，凸台(111)的中心开有一通孔，该通孔用于电机的输出轴通过；基座(1)的下面板(12)中心位置设有方形孔(127)，基座(1)的下面板(12)的圆周上均匀设有六个轴承座，即A轴承座(121)、B轴承座(122)、C轴承座(123)、D轴承座(124)、E轴承座(125)和F轴承座(126)；A轴承座(121)用于安装A轴承(61)，B轴承座(122)用于安装B轴承(62)，C轴承座(123)用于安装C轴承(63)，D轴承座(124)用于安装D轴承(64)，E轴承座(125)用于安装E轴承(65)，F轴承座(126)用于安装F轴承(66)；
旋转臂(201)为一体成型件，旋转臂(201)的中间为圆柱(211)结构，圆柱(211)的中心开有一光孔(212)，该光孔(212)用于安装电机输出轴(241)，圆柱(211)的两侧分别是A支臂(213)、B支臂(214)，A支臂(213)的端部设有A螺纹孔，B支臂(214)的端部设有B螺纹孔(215)；A滚轮(202)的连接端(221)安装在A支臂(213)的A螺纹孔内；B滚轮(203)的连接端(231)安装在B支臂(214)的B螺纹孔(215)内；直流伺服电机(204)通过安装面(242)与基座(1)的凸台(111)连接实现将直流伺服电机(204)安装在基座(1)的下面板(12)上，直流伺服电机(204)的输出轴(241)安装在旋转臂(201)的圆柱(211)的光孔(212)内；
其中，一个吸盘、一个导柱、一个轴承、一个弹簧和一个弹簧压盖形成一个吸附组件；在基座(1)的圆周上分别设有六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖，故有六个吸附组件；六个吸附组件的连接关系为：第一个吸附组件中的A导柱(71)的一端顺次穿过A吸盘(41)的连接端(411)、A轴承(61)后，再套接上A弹簧(31)，最后在A导柱(71)的螺纹孔(711)内安装上A弹簧压盖(51)；A导柱(71)的上端设有螺纹孔(711)，该螺纹孔(711)用于与A弹簧压盖(51)的连接端(511)实现螺纹连接；A导柱(71)的下端设有阶梯段(712)，该阶梯段(712)用于与A吸盘(41)的连接端(411)相配合，在A弹簧(31)的压缩与伸长状态下，阶梯段(712)与连接端(411)固连使A吸盘(41)与工作面的一吸一放；
第二个吸附组件中的B导柱(72)的一端顺次穿过B吸盘(42)的连接端、B轴承(62)后，再套接上B弹簧(32)，最后在B导柱(72)的螺纹孔内安装上B弹簧压盖(52)；
第三个吸附组件中的C导柱(73)的一端顺次穿过C吸盘(43)的连接端、C轴承(63)后，再套接上C弹簧(33)，最后在C导柱(73)的螺纹孔内安装上C弹簧压盖(53)；
第四个吸附组件中的D导柱(74)的一端顺次穿过D吸盘(44)的连接端、D轴承(64)后，再套接上D弹簧(34)，最后在D导柱(74)的螺纹孔内安装上D弹簧压盖(54)；
第五个吸附组件中的E导柱(75)的一端顺次穿过E吸盘(45)的连接端、E轴承(65)后，再套接上E弹簧(35)，最后在E导柱(75)的螺纹孔内安装上E弹簧压盖(55)；
第六个吸附组件中的F导柱(76)的一端顺次穿过F吸盘(46)的连接端、F轴承(66)后，再套接上F弹簧(36)，最后在F导柱(76)的螺纹孔内安装上F弹簧压盖(56)。
2.根据权利要求1所述的旋臂式振动吸附机构，其特征在于：直流伺服电机(204)的旋转使旋转臂(201)转动，进而带动A滚轮(202)和B滚轮(203)旋转，A滚轮(202)和B滚轮(203)在旋转过程中，A滚轮(202)和B滚轮(203)分别与对称装配的两个弹簧压盖接触，且使弹簧压盖压下使弹簧压缩，进而使导柱让吸盘压缩；当A滚轮(202)和B滚轮(203)滚过该弹簧压盖时，弹簧伸长，吸盘被拉起。
3.根据权利要求1所述的旋臂式振动吸附机构，其特征在于：采用直流伺服电机(204)带动旋转臂(201)使六个吸盘压缩的结构形式，通过改变直流伺服电机(204)的转速能够调节六个吸盘之间的振动频率。
4.根据权利要求1所述的旋臂式振动吸附机构，其特征在于：旋转臂(201)两端的A滚轮(202)和B滚轮(203)分别与过基座(1)中心点对称放置的两个弹簧压盖的接触和分离实现了吸盘的方波振动。
一种旋臂式振动吸附机构
技术领域
[0001] 本发明涉及一种运用吸盘进行振动吸附的机构，更特别地说，是指一种具有振动与振幅互不干涉的旋臂式振动吸附机构。
[0002] 背景技术
[0003] 从广义上说振动是指描述系统状态的参量(如位移、电压)在其基准值上下交替变化的过程。狭义的是指机械振动，即力学系统中的振动。设吸盘腔内气压等于外界大气压时所处的状态为平衡状态，吸盘在自然状态下其裙边与壁面良好接触时，令其高度为平衡高度，吸盘在外力的作用下使其高度以平衡高度为中心，以一定振幅振动而与壁面吸附的现象，叫做振动吸附。
[0004] 负压吸附包括主动吸附和被动吸附。主动吸附是指真空的形成和维持均依靠来自外界的主动抽吸，一般采用真空发生装置在吸盘内产生负压。这种方式产生的负压值比较大，相对真空度一般能达到-80KPa～-90KPa(标准大气压相对压强为0KPa)。该负压值能够保证吸盘产生足够的吸附力，但缺点是真空发生装置需要拖带很长的气管，使整个机器人本体变得笨重，不利于实现机器人的小型化。被动吸附是靠吸盘扩容产生负压，不需要真空发生装置和气管，容易实现机器人本体的小型化，但缺点是产生的负压较小，由于吸盘与壁面的漏气现象存在，使机器人的安全性降低，不能持续地吸附在壁面上。 [0005] 发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种旋臂式振动吸附机构，该振动吸附机构通过一个电机带动旋转臂的转动时能够与两个对称设置的弹簧压盖相接触或远离，从而实现对称的两个吸盘与工作面的一吸一放的振动吸附。六个吸盘按圆周均布，有效地减小了振动吸附机构的尺寸，使各部分结构配合更紧凑。
[0007] 本发明的一种旋臂式振动吸附机构由六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖、一个基座1和一个驱动组件2组成；所述驱动组件2由直流伺服电机204、旋转臂201、A滚轮202和B滚轮203构成；
[0008] 六个吸盘是指A吸盘41、B吸盘42、C吸盘43、D吸盘44、E吸盘45和F吸盘46； [0009] 六个导柱是指A导柱71、B导柱72、C导柱73、D导柱74、E导柱75和F导柱76； [0010] 六个轴承是指A轴承61、B轴承62、C轴承63、D轴承64、E轴承65和F轴承66； [0011] 六个弹簧是指A弹簧31、B弹簧32、C弹簧33、D弹簧34、E弹簧35和F弹簧36； [0012] 六个弹簧压盖是指A弹簧压盖51、B弹簧压盖52、C弹簧压盖53、D弹簧压盖54、E弹簧压盖55和F弹簧压盖56；
[0013] 基座1为一圆盘结构，基座1的上面板11的中心设有凸台111，该凸台111用于安装电机，凸台111的中心开有一通孔，该通孔用于电机的输出轴通过；基座1的下面板12中心位置设有方形孔127，基座1的下面板12的圆周上均匀设有六个轴承座，即A轴承座121、B轴承座122、C轴承座123、D轴承座124、E轴承座125和F轴承座126；A轴承座121用于安装A轴承61，B轴承座122用于安装B轴承62，C轴承座123用于安装C轴承63，D轴承座124用于安装D轴承64，E轴承座125用于安装E轴承65，F轴承座126用于安装F轴承66；
[0014] 旋转臂201为一体成型件，旋转臂201的中间为圆柱211结构，圆柱211的中心开有一光孔212，该光孔212用于安装电机输出轴241，圆柱211的两侧分别是A支臂213、B支臂214，A支臂213的端部设有A螺纹孔，B支臂214的端部设有B螺纹孔215；A滚轮202的连接端221安装在A支臂213的A螺纹孔内；B滚轮203的连接端231安装在B支臂214的B螺纹孔215内；直流伺服电机204通过安装面242与基座1的凸台111连接实现将直流伺服电机204安装在基座1的下面板12上，直流伺服电机204的输出轴241安装在旋转臂201的圆柱211的光孔212内；
[0015] 其中，一个吸盘、一个导柱、一个轴承、一个弹簧和一个弹簧压盖形成一个吸附组件；在基座1的圆周上分别设有六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖，故有六个吸附组件；六个吸附组件的连接关系为：
[0016] 第一个吸附组件中的A导柱71的一端顺次穿过A吸盘41的连接端411、A轴承61后，再套接上A弹簧31，最后在A导柱71的螺纹孔711内安装上A弹簧压盖51； [0017] 第二个吸附组件中的B导柱72的一端顺次穿过B吸盘42的连接端、B轴承62后，再套接上B弹簧32，最后在B导柱72的螺纹孔内安装上B弹簧压盖52；
[0018] 第三个吸附组件中的C导柱73的一端顺次穿过C吸盘43的连接端、C轴承63后，再套接上C弹簧33，最后在C导柱73的螺纹孔内安装上C弹簧压盖53；
[0019] 第四个吸附组件中的D导柱74的一端顺次穿过D吸盘44的连接端、D轴承64后，再套接上D弹簧34，最后在D导柱74的螺纹孔内安装上D弹簧压盖54；
[0020] 第五个吸附组件中的E导柱75的一端顺次穿过E吸盘45的连接端、E轴承65后，再套接上E弹簧35，最后在E导柱75的螺纹孔内安装上E弹簧压盖55；
[0021] 第六个吸附组件中的F导柱76的一端顺次穿过F吸盘46的连接端、F轴承66后，再套接上F弹簧36，最后在F导柱76的螺纹孔内安装上F弹簧压盖56。
[0022] 本发明的一种旋臂式振动吸附机构的优点在于：
[0023] (1)采用一个直流伺服电机作为驱动源，通过旋臂带动滚轮使吸盘下压和抬起，实现了方波式振动吸附。
[0024] (2)弹簧的预压缩可使吸盘自然扩容，无需额外的驱动源来实现吸盘的拉起动作，简化了吸附组件。
[0025] (3)通过改变电机的转速即可调节吸盘振动的频率，无需复杂的传动机构，提高了该振动吸附机构的可控性。
[0026] (4)改变电机的安装高度，即可调节振动吸附的振幅，增强了该振动吸附机构在工作面上吸附的适应性和可靠性。
[0027] 附图说明
[0028] 图1是本发明旋臂式振动吸附机构的结构图。
[0029] 图1A是本发明未装配驱动组件和基座时的旋臂式振动吸附机构的结构图。 [0030] 图2是本发明基座的底部结构图。
[0031] 图3是本发明驱动组件的结构图。
[0032] 图3A是本发明驱动组件的分解图。
[0033] 图4是本发明吸附组件的分解图。
[0034] 图中： 1.基座 11.上面板 111.凸台 12.下面板 [0035] 121.A轴承座 122.B轴承座 123.C轴承座 124.D轴承座 125.E轴承座 [0036] 126.F轴承座 127.方形孔 2.驱动组件 201.旋转臂 211.圆柱 [0037] 212.光孔 213.A支臂 214.B支臂 215.B螺纹孔 202.A滚轮 [0038] 221.连接端 203.B滚轮 231.连接端 204.直流伺服电机 [0039] 241.输出轴 242.安装面 31.A弹簧 32.B弹簧 33.C弹簧 [0040] 34.D弹簧 35.E弹簧 36.F弹簧 41.A吸盘 411.连接端 [0041] 42.B吸盘 43.C吸盘 44.D吸盘 45.E吸盘 46.F吸盘 [0042] 51.A弹簧压盖 511.螺纹柱 52.B弹簧压盖 53.C弹簧压盖 54.D弹簧压盖 [0043] 55.E弹簧压盖 56.F弹簧压盖 61.A轴承 62.B轴承 63.C轴承 [0044] 64.D轴承 65.E轴承 66.F轴承 71.A导柱 711.螺纹孔 [0045] 712.阶梯段 72.B导柱 73.C导柱 74.D导柱 75.E导柱 76.F导柱 具体实施方式
[0046] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0047] 参见图1、图1A所示，本发明的一种旋臂式振动吸附机构，由六个吸盘、六个导柱、六个轴承、六个弹簧、六个弹簧压盖、一个基座1和一个驱动组件2组成。其中一个弹簧压盖、一个弹簧、一个轴承、一个导柱和一个吸盘形成第一个吸附组件，即本发明有六个吸附组件。
[0048] 六个吸盘是指A吸盘41、B吸盘42、C吸盘43、D吸盘44、E吸盘45和F吸盘46。 [0049] 六个导柱是指A导柱71、B导柱72、C导柱73、D导柱74、E导柱75和F导柱76。 [0050] 六个轴承是指A轴承61、B轴承62、C轴承63、D轴承64、E轴承65和F轴承66。 [0051] 六个弹簧是指A弹簧31、B弹簧32、C弹簧33、D弹簧34、E弹簧35和F弹簧36。 [0052] 六个弹簧压盖是指A弹簧压盖51、B弹簧压盖52、C弹簧压盖53、D弹簧压盖54、E弹簧压盖55和F弹簧压盖56。
[0053] 参见图2所示，基座1为一圆盘结构，基座1的上面板11的中心设有凸台111，该凸台111用于安装直流伺服电机204，凸台111的中心开有一通孔，该通孔用于电机的输出轴通过；基座1的下面板12中心位置设有方形孔127，该方形孔127用于放置直流伺服电机204的前端，并通过螺钉将凸台111与电机安装面242进行连接，从而实现将直流伺服电机
204固定安装在基座1的下面板12上；基座1的下面板12的圆周上均匀设有六个轴承座，即A轴承座121、B轴承座122、C轴承座123、D轴承座124、E轴承座125和F轴承座126。
A轴承座121用于安装A轴承61，B轴承座122用于安装B轴承62，C轴承座123用于安装C轴承63，D轴承座124用于安装D轴承64，E轴承座125用于安装E轴承65，F轴承座126用于安装F轴承66。
[0054] 基座1与六个轴承座设计成一体件，减小了装配带来的误差，提高了机械精度，使六个吸盘在各自的导柱上能严格按照轴向振动，减小了径向振动的扰动现象。 [0055] 参见图3、图3A所示，驱动组件由直流伺服电机204、旋转臂201、A滚轮202和B滚轮203构成；
[0056] 旋转臂201为一体成型件，旋转臂201的中间为圆柱211结构，圆柱211的中心开有一光孔212，该光孔212用于安装电机输出轴241，圆柱211的两侧分别是A支臂213、B支臂214，A支臂213的端部设有A螺纹孔(图中未示出)，B支臂214的端部设有B螺纹孔215。
[0057] A滚轮202的连接端221安装在A支臂213的A螺纹孔内。
[0058] B滚轮203的连接端231安装在B支臂214的B螺纹孔215内。
[0059] 直流伺服电机204通过安装面242与基座1的凸台111连接实现将直流伺服电机204安装在基座上，直流伺服电机204的输出轴241安装在旋转臂201的圆柱211的光孔
212内。
[0060] 直流伺服电机204的旋转使旋转臂201转动，进而带动A滚轮202和B滚轮203旋转，A滚轮202和B滚轮203在旋转过程中，A滚轮202和B滚轮203分别与对称装配的两个弹簧压盖接触，且使弹簧压盖压下使弹簧压缩，进而使导柱让吸 盘压缩。当A滚轮202和B滚轮203滚过该弹簧压盖时，弹簧伸长，吸盘被拉起。本发明采用两个滚轮同时与两个弹簧压盖相接触，或者两个滚轮同时远离两个弹簧压盖的工作模式，使弹簧在弹簧压盖与滚轮接触时压缩，弹簧压盖与滚轮分离时伸长。弹簧的压缩与伸长实现了吸盘与工作面(该工作面是指将本发明旋臂式振动吸附机构应用到如地面、壁面、玻璃幕墙等)的一吸一放，从而完成一个机构的振动吸附。
[0061] 采用直流伺服电机204带动旋转臂201旋转使吸盘压缩的结构形式，可以通过改变电机的转速来调节三对吸盘(六个吸盘按照过基座中心点对称布置，故称为三对吸盘，三对吸盘通过各自的弹簧压盖与旋转臂201两端的A滚轮202和B滚轮203相接触和分离实现一对吸盘的方波振动吸附)振动的频率。旋转臂与弹簧压盖的接触和分离可实现吸盘的方波振动，提高了吸盘腔内的真空度。
[0062] 参见图4所示，第一个吸附组件中的A导柱71的一端顺次穿过A吸盘41的连接端411、A轴承61(A轴承61安装在基座1的A轴承座121内)后，再套接上A弹簧31，最后在A导柱71的螺纹孔711内安装上A弹簧压盖51。
[0063] 根据第一个吸附组件的装配关系同理得到第二个吸附组件、第三个吸附组件、第四个吸附组件、第五个吸附组件和第六个吸附组件的装配。其余五个吸附组件的连接关系为：
[0064] 第二个吸附组件中的B导柱72的一端顺次穿过B吸盘42的连接端、B轴承62(B轴承62安装在基座1的B轴承座122内)后，再套接上B弹簧32，最后在B导柱72的螺纹孔内安装上B弹簧压盖52。
[0065] 第三个吸附组件中的C导柱73的一端顺次穿过C吸盘43的连接端、C轴承63(C轴承63安装在基座1的C轴承座123内)后，再套接上C弹簧33，最后在C导柱73的螺纹孔内安装上C弹簧压盖53。
[0066] 第四个吸附组件中的D导柱74的一端顺次穿过D吸盘44的连接端、D轴承64(D轴承64安装在基座1的D轴承座124内)后，再套接上D弹簧34，最后在D导柱74的螺纹孔内安装上D弹簧压盖54。
[0067] 第五个吸附组件中的E导柱75的一端顺次穿过E吸盘45的连接端、E轴承65(E轴承65安装在基座1的E轴承座125内)后，再套接上E弹簧35，最后在E导柱75的螺纹孔内安装上E弹簧压盖55。
[0068] 第六个吸附组件中的F导柱76的一端顺次穿过F吸盘46的连接端、F轴承66(F轴承66安装在基座1的F轴承座126内)后，再套接上F弹簧36，最后在F导柱76的螺纹孔内安装上F弹簧压盖56。
[0069] A导柱71的上端设有螺纹孔711，该螺纹孔711用于与A弹簧压盖51的连接端511实现螺纹连接；A导柱71的下端设有阶梯段712，该阶梯段712用于与A吸盘41的连接端411相配合，在A弹簧31的压缩与伸长状态下，阶梯段712与连接端411固连使A吸盘41与工作面的一吸一放。
[0070] 吸附组件与驱动组件相对分离，无直接的装配关系，避免了由于装配而带来的误差。通过弹簧预压缩将吸盘所受的拉力转移到基座上，弹簧的弹性变形减小了刚性机构对吸盘的冲击，使吸盘的振动运动更加平滑连续。
