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首页 / 专利分类库 / 无轨陆用车辆 / 应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置和爬壁机器人

应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置和爬壁机器人

申请号 CN202210985822.4 申请日 2022-08-15 公开(公告)号 CN115158506B 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 中关村科学城城市大脑股份有限公司; 发明人 张昆鹏; 王远航; 王静宇; 李建华; 李蹊; 刘振;
摘要 本公开的 实施例 公开了应用于爬壁 机器人 的组合式 吸盘 装置和爬壁机器人。该装置的一具体实施方式包括:吸盘装置本体、电磁 铁 、内凹式吸盘和 真空 连接头,吸盘装置本体内部开设有空腔,吸盘装置本体的两端均设置有开口。电 磁铁 与吸盘装置本体一端的开口连接,电磁铁上开设有第一通孔,内凹式吸盘设置在电磁铁的一面,内凹式吸盘设置有凹槽,且内凹式吸盘开设有第二通孔,真空连接头与吸盘装置本体另一端的开口连接,真空连接头用于连接真空 泵 。该实施方式可以在 负压 吸附 和磁 力 吸附之间进行变换,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。
权利要求

1.一种爬壁机器人,包括机器人本体和应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,所述应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括吸盘装置本体、电磁、内凹式吸盘和真空连接头,其中,
所述吸盘装置本体内部开设有空腔,所述吸盘装置本体的两端均设置有开口,且所述吸盘装置本体两端的开口与所述空腔连通;
所述电磁铁与所述吸盘装置本体一端的开口连接,所述电磁铁上开设有第一通孔,所述第一通孔与所述吸盘装置本体连接有所述电磁铁的开口连通,在所述电磁铁工作状态下,所述电磁铁与电源电连接,所述电源用于对所述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制所述电磁铁的磁大小;
所述内凹式吸盘设置在所述电磁铁未与所述吸盘装置本体连接的一面,所述内凹式吸盘设置有凹槽,且所述内凹式吸盘开设有第二通孔,所述第二通孔与所述凹槽和所述第一通孔连通,在所述内凹式吸盘工作状态下,与所述真空连接头连接的真空用于抽取所述空腔内的空气和所述凹槽内的空气;
所述真空连接头与所述吸盘装置本体另一端的开口连接,所述真空连接头设置有与所述吸盘装置本体另一端的开口连通的第三通孔,所述真空连接头用于连接真空泵
所述机器人本体与所述组合式吸盘装置连接,所述机器人本体包括电源和真空泵;
所述电源与所述组合式吸盘装置包括的电磁铁电连接;
所述机器人本体还包括主控单元和霍尔传感器,所述主控单元与所述电源、所述真空泵和所述霍尔传感器通信连接;
所述霍尔传感器被配置成对攀爬物体的材质进行识别,得到材质识别信息,并将所得到的材质识别信息发送至所述主控单元;
所述主控单元被配置成执行以下步骤:
响应于确定所接收到的材质识别信息表征所述攀爬物体的材质为金属材质,控制所述电源对所述电磁铁进行供电;
响应于确定所接收到的材质识别信息表征所述攀爬物体的材质非金属材质,控制所述真空泵抽取所述空腔内的空气和所述凹槽内的空气;
所述机器人本体还包括倾斜传感器,所述倾斜角传感器与所述主控单元通信连接;
所述倾斜角传感器被配置成对所述爬壁机器人的倾斜角进行检测,得到倾斜角信息,以及将所述倾斜角信息发送至所述主控单元;所述主控单元还被配置成执行以下步骤:
确定所述爬壁机器人的重量信息;
根据所述爬壁机器人的重量信息和所接收的倾斜角信息,确定对应所述真空泵的目标工作压强和/或对应所述电源的目标供电电流,其中,所述目标工作压强和/或所述目标供电电流是通过所述主控单元包括的人工智能芯片根据所述爬壁机器人的重量信息和所述倾斜角信息生成的;
根据所确定的目标工作压强,对所述真空泵的工作压强进行调节,和/或根据所确定的目标供电电流值,对所述电源的供电电流进行调节。
2.根据权利要求1所述的爬壁机器人,其中,所述吸盘装置本体的结构为波纹褶皱结构,所述吸盘装置本体的材质为橡胶材质。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人,其中,所述电磁铁与所述吸盘装置本体连接的一面设置有第一卡合部,所述吸盘装置本体与所述电磁铁连接的一端设置有第二卡合部,所述电磁铁与所述吸盘装置本体通过所述第一卡合部和所述第二卡合部卡合连接。
4.根据权利要求3所述的爬壁机器人,其中,所述第一卡合部的外径大于所述第二卡合部的内径,且所述一卡合部的外径与所述第二卡合部的内径的差值小于第一预设差值。
5.根据权利要求1所述的爬壁机器人,其中,所述吸盘装置本体与所述真空连接头连接的一端设置有第三卡合部,所述真空连接头与所述吸盘装置本体连接的一面设置有第四卡合部,所述真空连接头与所述吸盘装置本体通过所述第三卡合部与所述第四卡合部卡合连接。
6.根据权利要求5所述的爬壁机器人,其中,所述第三卡合部的内径小于所述第四卡合部的外径,且所述三卡合部的内径与所述第四卡合部的外径的差值小于第二预设差值。
7.根据权利要求1所述的爬壁机器人,其中,所述真空连接头的外侧设置有夹持部,所述夹持部围绕所述真空连接头向外凸出。
8.根据权利要求1所述的爬壁机器人,其中,所述电磁铁为环形电磁铁,所述环形电磁铁上缠绕有金属线。
9.根据权利要求1‑8之一所述的爬壁机器人,其中,所述内凹式吸盘的材质为橡胶材质。

说明书全文

应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置和爬壁机器人

技术领域

[0001] 本公开的实施例涉及机器人技术领域,具体涉及应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置和爬壁机器人。

背景技术

[0002] 随着科技的发展,机器人的种类也越来越丰富,越来越多的机器人应用在城市建设中,尤其是爬壁机器人,爬壁机器人是一种可以在壁面上自由移动的机器人。由于爬壁机器人可以在垂直的壁面上移动,因此除了良好的运动性能外,还需要有稳定的吸附。而常见的吸附方式为单独的负压吸附、或者单独的磁力吸附。
[0003] 然而,发明人发现,当采用上述吸附方式时,经常会存在如下技术问题:
[0004] 第一,采用负压吸附的爬壁机器人只能在极为光滑的表面(例如城市玻璃壁幕)上进行作业,而采用磁力吸附的爬壁机器人只能在金属壁面上进行作业,导致只具有负压吸附能力或者磁力吸附能力的爬壁机器人功能单一,应用范围较小。
[0005] 第二,对于材质复杂的壁面(例如既具有玻璃材质也具有金属材质的壁面),需要工作人员手动切换对应的爬壁机器人,导致爬壁机器人的工作效率较低。
[0006] 第三,对于不同斜度的壁面,所需的磁力吸附的磁力或负压吸附的压力不同,需要工作人员手动进行调节,进一步导致爬壁机器人的工作效率较低。

发明内容

[0007] 本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思,这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。本公开的一些实施例提出了应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置和爬壁机器人,来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。
[0008] 第一方面,本公开的一些实施例提供了一种应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,该装置包括:吸盘装置本体、电磁、内凹式吸盘和真空连接头,其中,上述吸盘装置本体内部开设有空腔,上述吸盘装置本体的两端均设置有开口,且上述吸盘装置本体两端的开口与上述空腔连通。上述电磁铁与上述吸盘装置本体一端的开口连接,上述电磁铁上开设有第一通孔,上述第一通孔与上述吸盘装置本体连接有上述电磁铁的开口连通,在上述电磁铁工作状态下,上述电磁铁与电源电连接,上述电源用于对上述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。上述内凹式吸盘设置在上述电磁铁未与上述吸盘装置本体连接的一面,上述内凹式吸盘设置有凹槽,且上述内凹式吸盘开设有第二通孔,上述第二通孔与上述凹槽和上述第一通孔连通,在上述内凹式吸盘工作状态下,与上述真空连接头连接的真空用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。上述真空连接头与上述吸盘装置本体另一端的开口连接,上述真空连接头设置有与上述吸盘装置本体另一端的开口连通的第三通孔,上述真空连接头用于连接真空泵
[0009] 第二方面,本公开的一些实施例提供了一种爬壁机器人,爬壁机器人包括:机器人本体和如第一方面所描述的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置。上述机器人本体与上述组合式吸盘装置连接,上述机器人本体包括电源和真空泵。上述电源与上述组合式吸盘装置包括的电磁铁电连接。上述真空泵与上述组合式吸盘装置包括的真空连接头连接。
[0010] 可选地,上述机器人本体还包括主控单元和霍尔传感器,上述主控单元与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器通信连接;以及上述霍尔传感器被配置成对攀爬物体的材质进行识别,得到材质识别信息,并将所得到的材质识别信息发送至上述主控单元;上述主控单元被配置成响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质为金属材质,控制上述电源对上述电磁铁进行供电,以及响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质非金属材质,控制上述真空泵抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。
[0011] 可选地,上述机器人本体还包括倾斜传感器,上述倾斜角传感器与上述主控单元通信连接;以及上述倾斜角传感器被配置成对上述爬壁机器人的倾斜角进行检测,得到倾斜角信息,以及将上述倾斜角信息发送至上述主控单元;上述主控单元还被配置成执行以下步骤:确定上述爬壁机器人的重量信息。根据上述爬壁机器人的重量信息和所接收的倾斜角信息,确定对应上述真空泵的目标工作压强和/或对应上述电源的目标供电电流。其中,上述目标工作压强和/或上述目标供电电流是通过上述主控单元包括的人工智能芯片,根据上述爬壁机器人的重量信息和上述倾斜角信息生成的。根据所确定的目标工作压强,对上述真空泵的工作压强进行调节,和/或根据所确定的目标供电电流值,对上述电源的供电电流进行调节。
[0012] 本公开的上述各个实施例具有如下有益效果:通过本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,可以在负压吸附和磁力吸附之间进行变换,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。具体来说,造成爬壁机器人功能单一,应用范围较小的原因在于:采用负压吸附的爬壁机器人只能在极为光滑的表面(例如城市玻璃壁幕)上进行作业,而采用磁力吸附的爬壁机器人只能在金属壁面上进行作业,导致只具有负压吸附能力或者磁力吸附能力的爬壁机器人功能单一,应用范围较小。基于此,本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括吸盘装置本体、电磁铁、内凹式吸盘和真空连接头,其中,上述吸盘装置本体内部开设有空腔,上述吸盘装置本体的两端均设置有开口,且上述吸盘装置本体两端的开口与上述空腔连通。上述电磁铁与上述吸盘装置本体一端的开口连接,上述电磁铁上开设有第一通孔,上述第一通孔与上述吸盘装置本体连接有上述电磁铁的开口连通,在上述电磁铁工作状态下,上述电磁铁与电源电连接,上述电源用于对上述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。上述内凹式吸盘设置在上述电磁铁未与上述吸盘装置本体连接的一面,上述内凹式吸盘设置有凹槽,且上述内凹式吸盘开设有第二通孔,上述第二通孔与上述凹槽和上述第一通孔连通,在上述内凹式吸盘工作状态下,与上述真空连接头连接的真空泵用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。上述真空连接头与上述吸盘装置本体另一端的开口连接,上述真空连接头设置有与上述吸盘装置本体另一端的开口连通的第三通孔,上述真空连接头用于连接真空泵。因为上述电源用于对上述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。从而可以通过电磁铁的磁力吸附使上述组合式吸盘装置吸附于金属材质的攀爬物体的表面。也因为在上述内凹式吸盘工作状态下,与上述真空连接头连接的真空泵用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。进而可以通过上述内凹式吸盘的负压吸附使上述组合式吸盘装置吸附于非金属材质的攀爬物体的表面。由此,通过本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。附图说明
[0013] 结合附图并参考以下具体实施方式,本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的,元件和元素不一定按照比例绘制。
[0014] 图1是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置的一些实施例的结构示意图;
[0015] 图2是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置的一些实施例的立体图;
[0016] 图3是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的吸盘装置本体和电磁铁的一些实施例的垂直剖视图;
[0017] 图4是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的真空泵连接头的一些实施例的立体图;
[0018] 图5是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的电磁铁的一些实施例的立体图;
[0019] 图6是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的电磁铁的一些实施例的平剖视示意图。

具体实施方式

[0020] 下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例,然而应当理解的是,本公开可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是,本公开的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本公开的保护范围。
[0021] 另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022] 需要注意,本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
[0023] 需要注意,本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
[0024] 本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的,而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
[0025] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
[0026] 图1是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置的一些实施例的结构示意图。图1包括内凹式吸盘1、电磁铁2、吸盘装置本体3和真空连接头4。
[0027] 图2是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置的一些实施例的立体图。图2包括内凹式吸盘1、电磁铁2、吸盘装置本体3和真空连接头4。
[0028] 图3是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的吸盘装置本体和电磁铁的一些实施例的垂直剖视图。图3包括电磁铁2和吸盘装置本体3。其中,上述电磁铁2包括第一卡合部201。上述吸盘装置本体3包括第二卡合部301和第三卡合部302。
[0029] 图4是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的真空泵连接头的一些实施例的立体图。图4包括真空连接头4。其中,上述真空连接头4包括夹持部401和第四卡合部402。
[0030] 图5是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的电磁铁的一些实施例的立体图。图5包括金属线501。
[0031] 图6是根据本公开的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括的电磁铁的一些实施例的水平剖视示意图。
[0032] 在一些实施例中,应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置可以包括吸盘装置本体3、电磁铁2、内凹式吸盘1和真空连接头4。上述吸盘装置本体3内部可以开设有空腔。其中,上述吸盘装置本体3可以为上述组合式吸盘装置中用于连接电磁铁2和真空连接头4的本体部分。例如,上述吸盘装置本体3可以为内部中空的管状零件。上述内凹式吸盘1可以为内侧凹陷的吸盘。上述真空连接头4可以为用于连接真空泵的连接头。上述吸盘装置本体3的两端均可以设置有开口,且上述吸盘装置本体3两端的开口可以与上述空腔连通。如图1所示,上述吸盘装置本体3的两端可以为上述吸盘装置本体3的上端和上述吸盘装置本体3的下端。
[0033] 在一些实施例中,上述电磁铁2可以与上述吸盘装置本体3一端的开口连接。这里,对于上述电磁铁2与上述吸盘装置的具体连接方式,不作限定。作为示例,上述电磁铁2与上述吸盘装置的连接方式可以为粘接。上述电磁铁2上可以开设有第一通孔。上述第一通孔可以为上述电磁铁2上开设的竖直贯穿上述电磁铁2的孔。上述第一通孔可以与上述吸盘装置本体3连接有上述电磁铁2的开口连通。在上述电磁铁2工作状态下,上述电磁铁2可以与电源电连接,上述电源可以用于对上述电磁铁2进行供电,且可以用于根据供电电流大小控制上述电磁铁2的磁力大小。具体而言,电源的供电电流越大,上述电磁铁2的磁性越大。由此,在需要调大上述组合式吸盘的吸力时,可以通过调大电源的电流,从而调大电磁铁的磁性。
[0034] 在一些实施例中,上述内凹式吸盘1可以设置在上述电磁铁2未与上述吸盘装置本体3连接的一面。这里,对于上述内凹式吸盘1设置在上述电磁铁2的具体方式,不作限定。作为示例,上述内凹式吸盘1可以粘接在上述电磁铁2未与上述吸盘装置本体3连接的一面。作为又一示例,上述内凹式吸盘1也可以套设在上述电磁铁2未与上述吸盘装置本体3连接的一面。上述内凹式吸盘1可以设置有凹槽,且上述内凹式吸盘1可以开设有第二通孔。上述第二通孔可以为上述内凹式吸盘1开设的竖直贯穿上述内凹式吸盘1的通孔。上述第二通孔可以与上述凹槽和上述第一通孔连通。在上述内凹式吸盘1工作状态下,与上述真空连接头4连接的真空泵可以用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。具体而言,上述真空泵可以通过上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3内设置的空腔连通。由此,在上述真空泵开启的状态下,由于上述空腔、上述第一通孔、上述第二通孔以及上述凹槽连通,从而可以通过上述真空泵抽取上述空腔、上述第一通孔、上述第二通孔以及上述凹槽内的空气,进而压缩上述内凹式吸盘,使上述内凹式吸盘与攀爬物体的表面紧密吸附。进一步,可以通过调节上述真空泵的压强,从而调节上述内凹式吸盘与攀爬物体的表面之间的吸附力。
[0035] 在一些实施例中,上述真空连接头4可以与上述吸盘装置本体3另一端的开口连接。这里,对于上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3另一端的开口连接的具体方式,不作限定。上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3另一端的开口连接的方式包括但不限于:插接、粘接、焊接。上述真空连接头4可以设置有与上述吸盘装置本体3另一端的开口连通的第三通孔。上述第三通孔可以为上述真空连接头4上设置的竖直贯穿上述真空连接头4的孔。上述真空连接头4可以用于连接真空泵。
[0036] 可选地,上述吸盘装置本体3的结构可以为波纹褶皱结构。作为示例,上述吸盘装置本体3可以为波纹管。上述吸盘装置本体3的材质可以为橡胶材质。由此,通过设置波纹褶皱结构,更便于上述吸盘装置本体的形变和压缩,从而可以使得上述内凹式吸盘与攀爬物体的表面结合地更紧密。
[0037] 可选地,上述电磁铁2与上述吸盘装置本体3连接的一面可以设置有第一卡合部201。上述吸盘装置本体3与上述电磁铁2连接的一端可以设置有第二卡合部301。上述电磁铁2与上述吸盘装置本体3可以通过上述第一卡合部201和上述第二卡合部301卡合连接。其中,上述第一卡合部201可以为设置在上述电磁铁2上的环形凸台。上述第二卡合部301可以为上述吸盘装置本体3上开设的用于与上述第一卡合部201卡合的圆环孔。在上述电磁铁2与上述吸盘装置本体3连接状态下,上述第一卡合部201嵌入上述第二卡合部301。由此,与粘接的连接方式相比,卡设连接可以在增加上述电磁铁与上述吸盘装置本体连接的稳定性基础上,方便上述电磁铁与上述吸盘装置本体的拆卸。
[0038] 可选地,上述第一卡合部201的外径可以大于上述第二卡合部301的内径,且上述一卡合部的外径与上述第二卡合部301的内径的差值可以小于第一预设差值。例如,上述第一预设差值的取值范围可以为[1mm,2mm]。上述第一卡合部201的外侧还可以设置有密封圈。由此,可以提高上述第一卡合部与上述第二卡合部连接的紧密性和密封性
[0039] 进一步,上述第一卡合部的外侧可以设置有至少一个弹簧碰珠。上述第二卡合部301的内侧可以设置有上述至少一个弹簧碰珠包括的每个弹簧碰珠对应的凹槽,在上述第一卡合部嵌入上述第二卡合部301时,上述第一卡合部的外侧设置的弹簧碰珠可以与上述第二卡合部301的内侧设置的凹槽卡设。由此,可以进一步提高上述第一卡合部与上述第二卡合部连接的紧密性。
[0040] 可选地,上述吸盘装置本体3与上述真空连接头4连接的一端可以设置有第三卡合部302。上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3连接的一面可以设置有第四卡合部402。上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3可以通过上述第三卡合部302与上述第四卡合部402卡合连接。其中,上述第三卡合部302可以为上述吸盘装置本体3上开设的用于与上述第四卡合部402卡合的圆环孔。上述第四卡合部402可以为上述真空连接头4设置的用于与上述第三卡合部302卡设的环形凸台。在上述真空连接头4与上述吸盘装置本体3连接状态下,上述第四卡合部402可以嵌入上述第三卡合部302。由此,与粘接的连接方式相比,卡设连接可以在增加上述真空连接头与上述吸盘装置本体连接的稳定性的基础上,方便上述真空连接头与上述吸盘装置本体的拆卸。
[0041] 可选地,如图3和图4所示,上述第三卡合部302的内径可以小于上述第四卡合部402的外径,且上述三卡合部302的内径与上述第四卡合部402的外径的差值可以小于第二预设差值。例如,上述第二预设差值的范围可以为[1mm,2mm]。上述第三卡合部302的外侧还可以设置有密封圈。由此,可以提高上述第三卡合部与上述第四卡合部连接的紧密性和密封性。
[0042] 进一步,上述第四卡合部402的外侧可以设置有橡胶圈。在上述第四卡合部402嵌入上述第三卡合部302时,上述第四卡合部402的外侧设置的橡胶圈可以与上述第三卡合部302的内侧紧密相接。由此,可以进一步提高上述第三卡合部与上述第四卡合部连接的紧密性。
[0043] 可选地,如图4所示,上述真空连接头4的外侧可以设置有夹持部401。上述夹持部401可以为用于方便夹持真空泵的导管的部件。上述夹持部401围绕上述真空连接头4可以向外凸出。由此,可以方便夹持真空泵的导管,增加上述内凹式吸盘吸附的稳定性和安全性,提高了上述内凹式吸盘吸附的效率。
[0044] 可选地,如图5所示,上述电磁铁2可以为环形电磁铁。上述环形电磁铁上可以缠绕有金属线501。其中,金属线501可以紧密缠绕在上述环形电磁铁的四周。上述环形电磁铁的内圈缠绕的金属线501紧邻相接。如图6所示,外圈的金属线的电流流向向外。内圈的金属线的电流流向向内。较优的,上述金属线501可以为线。与其他材质的金属线501相比,银线的导电性更好,从而可以提高电磁铁的工作效率。
[0045] 可选地,上述内凹式吸盘1的材质可以为橡胶材质。具体而言,上述内凹式吸盘1的材质可以为软质橡胶材质。由此,由于软质材料具有较好的延展性,从而可以提高上述内凹式吸盘与爬壁物体的表面之间的密封性,进而增加爬壁机器人攀爬的摩擦力
[0046] 本公开的上述各个实施例具有如下有益效果:通过本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,可以在负压吸附和磁力吸附之间进行变换,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。具体来说,造成爬壁机器人功能单一,应用范围较小的原因在于:采用负压吸附的爬壁机器人只能在极为光滑的表面(例如城市玻璃壁幕)上进行作业,而采用磁力吸附的爬壁机器人只能在金属壁面上进行作业,导致只具有负压吸附能力或者磁力吸附能力的爬壁机器人功能单一,应用范围较小。基于此,本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置包括吸盘装置本体、电磁铁、内凹式吸盘和真空连接头,其中,上述吸盘装置本体内部开设有空腔,上述吸盘装置本体的两端均设置有开口,且上述吸盘装置本体两端的开口与上述空腔连通。上述电磁铁与上述吸盘装置本体一端的开口连接,上述电磁铁上开设有第一通孔,上述第一通孔与上述吸盘装置本体连接有上述电磁铁的开口连通,在上述电磁铁工作状态下,上述电磁铁与电源电连接,上述电源用于对上述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。上述内凹式吸盘设置在上述电磁铁未与上述吸盘装置本体连接的一面,上述内凹式吸盘设置有凹槽,且上述内凹式吸盘开设有第二通孔,上述第二通孔与上述凹槽和上述第一通孔连通,在上述内凹式吸盘工作状态下,与上述真空连接头连接的真空泵用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。上述真空连接头与上述吸盘装置本体另一端的开口连接,上述真空连接头设置有与上述吸盘装置本体另一端的开口连通的第三通孔,上述真空连接头用于连接真空泵。因为上述电源用于对上述电磁铁进行供电,且用于根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。从而可以通过电磁铁的磁力吸附使上述组合式吸盘装置吸附于金属材质的攀爬物体的表面。也因为在上述内凹式吸盘工作状态下,与上述真空连接头连接的真空泵用于抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。进而可以通过上述内凹式吸盘的负压吸附使上述组合式吸盘装置吸附于非金属材质的攀爬物体的表面。由此,通过本公开的一些实施例的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。
[0047] 本公开的实施例还提供了一种爬壁机器人。该爬壁机器人可以包括机器人本体和上述任一实施例所描述的应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置。上述机器人本体可以为能够攀爬且半自主或全自主工作的智能机器。上述机器人本体可以与上述组合式吸盘装置连接,上述机器人本体可以包括电源和真空泵。这里,对于上述机器人本体与上述组合式吸盘装置连接的具体方式,不作限定。上述机器人本体与上述组合式吸盘装置连接的方式包括但不限于:卡扣连接、螺纹连接、焊接。作为示例,上述组合式吸盘装置可以设置在上述机器人本体的下端。且对于上述机器人本体上设置的组合式吸盘装置的具体数量,不作限定。上述电源与上述组合式吸盘装置包括的电磁铁电连接。上述真空泵与上述组合式吸盘装置包括的真空连接头连接。
[0048] 可选地,上述机器人本体还可以包括主控单元和霍尔传感器,其中,上述主控单元可以为用于对接收的各种信息进行处理的微控制器。例如,上述主控单元可以包括但不限于以下中的至少一项:SoC(System on Chip,系统级芯片)、MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)、DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)。上述主控单元可以与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器通信连接。这里,对于上述主控单元与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器通信连接的具体方式,不作限定。作为示例,上述主控单元可以与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器有线连接。作为又一示例,上述主控单元可以与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器无线连接。上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(ultra wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。
[0049] 可选地,上述霍尔传感器可以被配置成对攀爬物体的材质进行识别,得到材质识别信息,并将所得到的材质识别信息发送至上述主控单元。其中,上述材质识别信息可以为表征上述攀爬物体的材质是否为金属的信息。例如,当识别到的材质为金属,上述材质识别信息可以为“金属,1”。
[0050] 可选地,上述主控单元可以被配置成响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质为金属材质,控制上述电源对上述电磁铁进行供电,以及响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质非金属材质,控制上述真空泵抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。由此,在检测到攀爬的物体为金属材质时,可以采用磁吸。而检测到攀爬的物体为非金属时,可以采用负压吸附。因此上述爬壁机器人可以实现自动识别以及切换吸附方式,提高了工作效率。
[0051] 上述可选的内容作为本公开的实施例的一个发明点,解决了背景技术提及的技术问题二“对于材质复杂的壁面(例如既具有玻璃材质也具有金属材质的壁面),需要工作人员手动切换对应的爬壁机器人,导致爬壁机器人的工作效率较低”。导致工作完成效率较低的原因如下:对于材质复杂的壁面(例如既具有玻璃材质也具有金属材质的壁面),需要工作人员手动切换对应的爬壁机器人。如果解决了上述因素,就可以提高工作效率。为了达到这一效果,本公开的上述机器人本体还包括主控单元和霍尔传感器,上述主控单元与上述电源、上述真空泵和上述霍尔传感器通信连接。以及上述霍尔传感器被配置成对攀爬物体的材质进行识别,得到材质识别信息,并将所得到的材质识别信息发送至上述主控单元。上述主控单元被配置成响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质为金属材质,控制上述电源对上述电磁铁进行供电,以及响应于确定所接收到的材质识别信息表征上述攀爬物体的材质非金属材质,控制上述真空泵抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。由此,在检测到攀爬的物体为金属材质时,可以采用磁力吸附。而检测到攀爬的物体为非金属时,可以采用负压吸附。因此上述爬壁机器人可以实现自动识别攀爬物体的材质以及根据攀爬物体的材质切换吸附方式,提高了工作效率。
[0052] 可选地,上述机器人本体还可以包括倾斜角传感器,上述倾斜角传感器可以与上述主控单元通信连接。上述倾斜角传感器可以为用于检测上述机器人本体与水平面的夹角的传感器。上述倾斜角传感器可以被配置成对上述爬壁机器人的倾斜角进行检测,得到倾斜角信息,以及将上述倾斜角信息发送至上述主控单元。上述倾斜角信息可以为表征上述机器人本体与水平面的夹角的信息。上述主控单元还可以被配置成执行以下步骤:
[0053] 第一步,确定对应上述爬壁机器人的重量信息。上述重量信息可以为表征上述爬壁机器人的重量的信息。实践中,上述重量信息可以为上述主控单元预先存储的信息。上述重量信息也可以为通过相关联的重量传感器检测到的信息。
[0054] 第二步,根据上述爬壁机器人的重量信息和所接收的倾斜角信息,确定对应上述真空泵的目标工作压强和/或对应上述电源的目标供电电流。其中,上述目标工作压强和/或上述目标供电电流是通过上述主控单元包括的人工智能芯片,根据上述爬壁机器人的重量信息和上述倾斜角信息生成的。上述目标工作压强可以为表征上述真空泵提供的能够使上述爬壁机器人不掉落的最低压强。上述目标供电电流可以为表征上述电源提供的能够使上述爬壁机器人不掉落的最小供电电流。实践中,上述主控单元可以将上述爬壁机器人的重量信息和所接收的倾斜角信息输入上述人工智能芯片承载的机器学习模型,得到目标工作压强和/或目标供电电流。上述人工智能芯片所承载的机器学习模型是通过训练样本集合训练得到的。上述训练样本集合包括样本爬壁机器人的重量信息、样本倾斜角信息以及样本目标工作压强和/或样本目标供电电流,上述机器学习模型是以样本爬壁机器人的重量信息和样本倾斜角信息作为输入,并以样本目标工作压强和/或样本目标供电电流作为期望输出训练得到的。
[0055] 第三步,根据所确定的目标工作压强,对上述真空泵的工作压强进行调节,和/或根据所确定的目标供电电流,对上述电源的供电电流进行调节。实践中,上述主控单元可以在检测到上述真空泵处于工作状态下时,将上述真空泵的工作压强调节为目标工作压强。在检测到上述电源处于工作状态下时,将上述电源的供电电流调节为目标供电电流。
[0056] 上述可选的内容作为本公开的实施例的一个发明点,解决了背景技术提及的技术问题三“对于不同斜度的壁面,所需的磁力吸附的磁力或负压吸附的压力不同,需要工作人员手动进行调节,进一步导致爬壁机器人的工作效率较低”。进一步导致工作完成效率较低的原因如下:对于不同斜度的壁面,所需的磁力吸附的磁力或负压吸附的压力不同,需要工作人员手动进行调节。如果解决了上述因素,就可以进一步提高工作效率。为了达到这一效果,本公开的上述机器人本体还包括倾斜角传感器,上述倾斜角传感器与上述主控单元通信连接;以及上述倾斜角传感器被配置成对上述爬壁机器人的倾斜角进行检测,得到倾斜角信息,以及将上述倾斜角信息发送至上述主控单元;上述主控单元还被配置成执行以下步骤:确定上述爬壁机器人的重量信息。根据上述爬壁机器人的重量信息和所接收的倾斜角信息,确定对应上述真空泵的目标工作压强和/或对应上述电源的目标供电电流。其中,上述目标工作压强和/或上述目标供电电流是通过上述主控单元包括的人工智能芯片,根据上述爬壁机器人的重量信息和上述倾斜角信息生成的。根据所确定的目标工作压强,对上述真空泵的工作压强进行调节,和/或根据所确定的目标供电电流值,对上述电源的供电电流进行调节。由此,上述爬壁机器人可以自动确定倾斜角度和机器人重量,从而根据倾斜角度和机器人重量调节电流/压强,进而自动调整吸盘的抓力,进一步提高工作效率。
[0057] 本公开的上述各个实施例具有如下有益效果:通过本公开的一些实施例的爬壁机器人,可以在负压吸附和磁力吸附之间进行变换,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。具体来说,造成爬壁机器人功能单一,应用范围较小的原因在于:采用负压吸附的爬壁机器人只能在极为光滑的表面(例如城市玻璃壁幕)上进行作业,而采用磁力吸附的爬壁机器人只能在金属壁面上进行作业,导致只具有负压吸附能力或者磁力吸附能力的爬壁机器人功能单一,应用范围较小。基于此,本公开的一些实施例的爬壁机器人包括机器人本体和应用于爬壁机器人的组合式吸盘装置。上述机器人本体与上述组合式吸盘装置连接,上述机器人本体包括电源和真空泵。上述电源与上述组合式吸盘装置包括的电磁铁电连接。上述真空泵与上述组合式吸盘装置包括的真空连接头连接。因为上述电源与上述电磁铁电连接,可以根据供电电流大小控制上述电磁铁的磁力大小。从而可以通过电磁铁的磁力吸附使上述组合式吸盘装置吸附于金属材质的攀爬物体的表面。也因为在上述内凹式吸盘与真空泵连接,可以抽取上述空腔内的空气和上述凹槽内的空气。进而可以通过上述内凹式吸盘的负压吸附使上述组合式吸盘装置吸附于非金属材质的攀爬物体的表面。由此,通过本公开的一些实施例的爬壁机器人,既可以吸附金属表面也可以吸附非金属表面,从而使设置有组合式吸盘装置的爬壁机器人的功能较全面以及应用范围较广。
[0058] 以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本公开的实施例中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。