一种攀爬机器车制造技术

本发明专利技术公开了一种攀爬机器车，包括车体，车体前后端安装设置有车轮，车体面向墙面的端面与一吸附机构连接固定，所述的吸附机构包括有本体，所述的本体为中空圆筒，所述的中空圆筒的上方设置有一盖板，所述的盖板的上端面与车体连接固定，所述的盖板的下端面与中空圆筒的上端面封闭连接；所述的中空圆筒的内壁面上设置有切向喷嘴；所述的中空圆筒的下端面与墙面之间留有间隙，所述的间隙形成中空圆筒下端面外缘与墙面之间的第一排气流道，所述的第一排气流道连通中空圆筒的内部与外周环境。本发明专利技术的攀爬机器车能吸附在各种墙面上，吸附能力强，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种攀爬机器车
本专利技术涉及一种攀爬机器车。
技术介绍
攀爬机器车是能够在垂直墙面和天花板上行走的车体，在很多特定的场合中发挥着重要的作用。比如，我们在车体上安装超声探伤仪，攀爬机器车就能够代替人来进行大型建筑物(桥梁，涵洞等)的探伤检验等工作，极大地降低了作业成本，缩短了工时。为了让攀爬机器车攀附在墙面上，我们需要对车体施加一个指向墙面的压迫力。攀爬机器车攀附垂直墙面的情况，压迫力使车体和墙面之间产生摩擦力，摩擦力不仅克服车体自身重力而且提供车体运动所需的驱动力；攀爬机器车攀附在天井壁面的情况时，一部分的压迫力直接克服了车体自身的重力，剩余的压迫力使车体和壁面之间产生摩擦力，为车体的运动提供驱动力。专利申请号为CN201210405689的专利技术专利公开了一种攀爬机器车人，该机器人安装有电磁吸盘，并通过电磁吸盘产生吸附力。但是，其缺点是：该机器人所能攀爬的墙面必须是磁场能够产生吸力的墙面，因此它的应用具有很大的局限性。
技术实现思路
为了克服现有攀爬机器车存在的应用局限性小的缺点，本专利技术提供一种攀爬机器车。本专利技术采用的技术方案是：一种攀爬机器车，包括车体，车体前后端安装设置有车轮，车体面向墙面的端面与一吸附机构连接固定，所述的吸附机构包括有本体，其特征在于：所述的本体为中空圆筒，所述的中空圆筒的上方设置有一盖板，所述的盖板的上端面与车体连接固定，所述的盖板的下端面与中空圆筒的上端面封闭连接；所述的中空圆筒的内壁面上设置有切向喷嘴；所述的中空圆筒的下端面与墙面之间留有间隙，所述的间隙形成中空圆筒下端面外缘与墙面之间的第一排气流道，所述的第一排气流道连通中空圆筒的内部与外周环境。进一步，所述的车体上端面安装有电机，所述的电机通过其驱动的螺杆与所述的盖板连接；所述的螺杆与所述的盖板螺纹连接；所述的盖板和中空圆筒上开设有测压孔，所述的测压孔与压力传感器连接。进一步，所述的车体上开设有导向孔，所述的导向孔内设置有导向柱，所述的导向柱一端穿过所述的导向孔与所述的盖板的上端面固定连接，所述的导向柱可在所述的导向孔内滑动。进一步，所述的中空圆筒的下方设置有环形隔板，所述的环形隔板的上端面通过垫块与中空圆筒的下端面外缘固定连接；所述的环形隔板的下端面和墙面之间形成第一排气流道；所述的垫块遮盖环形隔板的部分面积，所述的垫块与垫块之间的间距形成中空圆筒下端面外缘与环形隔板之间的第二排气流道，所述的第二排气流道连通中空圆筒的内部与外周环境。进一步，所述的环形隔板的下端面外缘设置有柔软垫片。进一步，所述的柔软垫片为绒毛条。进一步，所述的切向喷嘴通过管子与高压流体源连接。本专利技术的有益效果体现在：1、设置第一排气流道后，旋转流动的离心力使腔体内部形成低于外周环境压力的低压分布，该低压分布使车体受到一个指向墙面的压迫力，在攀爬机器车攀附垂直墙面的情况，压迫力使车体和墙面之间产生摩擦力，摩擦力不仅克服车体自身重力而且提供车体运动所需的驱动力。2、通过调节中空圆筒下端面与墙面之间的间距，即第一排气流道的高度，可使车体所受到的压迫力始终处于或接近最大压迫力。3、在中空圆筒的下端面设置的环形隔板和安装在环形隔板的下端面的柔软垫片起到的作用是：柔软垫片阻断了流经墙面的流动，中空圆筒内的空气流经环形隔板和中空圆筒之间的第二排气流道排出，因此消除了因墙面的凹凸及不平整所引起的紊乱流动，从而最大限度地抑制了墙面的凹凸及不平整对中空圆筒内的旋转流动的影响。附图说明图1a是本专利技术实施例1的示意图。图1b是中空圆筒在切向喷嘴的位置处的剖面图。图2a是本专利技术实施例2的示意图。图2b是本专利技术实施例2中中空圆筒与墙面之间的第一排气流道的高度与各面压力分布之间的关系图。图3a是本专利技术实施例3的示意图。图3b是本专利技术机器车的前方有障碍物时的示意图。图4a是本专利技术切向喷嘴与蜗轮喷气发动机连接示意图。图4b是本专利技术切向喷嘴与燃料发动机连接示意图。具体实施方式实施例1参照图1a和图1b，一种攀爬机器车，包括车体2，车体2前后端安装设置有车轮3，车体2面向墙面1的端面与一吸附机构连接固定，所述的吸附机构包括有本体，所述的本体为中空圆筒4，所述的中空圆筒4的上方设置有一盖板5，所述的盖板5的上端面与车体2连接固定，所述的盖板5的下端面与中空圆筒4的上端面封闭连接；所述的中空圆筒4的内壁面上设置有切向喷嘴41；所述的中空圆筒4的下端面与墙面1之间留有间隙，所述的间隙形成中空圆筒4下端面外缘与墙面1之间的第一排气流道42，所述的第一排气流道42连通中空圆筒的内部与外周环境。为了方便接下来的说明，我们对车体的一些关键点进行标注，参见图1a。车体所受到的压迫力是空气流动在A-B面，C-D面和E-F面上所形成的压力分布(不特指的话，这里的压力均指表压)所产生的力之和。空气从喷嘴高速喷出后在中空圆筒内旋转，于是，在旋转流动的离心力的作用下，中空圆筒内会形成凹陷的压力分布。当第一排气流道的高度是适宜高度时，中空圆筒内压力分布就会处于低于环境压力的状态。该低压分布施加一压迫力作用在车体上。并且，空气在进入第一排气流道时具有圆周方向的流速分量，随着空气流经第一排气流道向外排出，这一流速分量会在粘性摩擦的作用下逐渐减弱为零。我们通过分析流体运动方程式(即Navier-Stokes方程)可知，圆周方向的流速分量会影响排气流道内的压力分布。当第一排气流道的高度处于适宜高度时，圆周方向的流速分量能够在第一排气流道内(即A-B段和E-F段)形成微弱的低压分布。该低压分布能够施加一个压迫力作用在车体上，从而增大车体所受的压迫力的总和。并且，中空圆筒下端面和墙面之间形成的第一排气流道使得中空圆筒和墙面之间不存在接触，从而使得车体能够顺利地在墙面上行驶。在攀爬机器车攀附垂直墙面的情况，压迫力使车体和墙面之间产生摩擦力，摩擦力不仅克服车体自身重力而且提供车体运动所需的驱动力；在攀爬机器车攀附在天井壁面的情况，一部分的压迫力直接克服了车体自身的重力，剩余的压迫力使车体和墙面之间产生摩擦力，为车体的运动提供驱动力。实施例2参照图2a和2b，在上述实施例1的基础上，在所述的车体2上端面安装电机6，所述的电机6通过其驱动的螺杆61与所述的盖板5连接；所述的螺杆61与所述的盖板5螺纹连接；所述的盖板5和中空圆筒4上开设有测压孔，所述的测压孔与压力传感器7连接。所述的车体2上开设有导向孔，所述的导向孔内设置有导向柱8，所述的导向柱8一端穿过所述的导向孔与所述的盖板5的上端面固定连接，所述的导向柱8可在所述的导向孔内滑动。车体所受的压迫力越大，车轮和墙面的接触力就越大，墙面给车轮的摩擦力也就越大，因此，如何提高车体所受压迫力是攀爬机器车设计中的一个重要问题。图2b是在不同的第一排气流道的高度的情况下实际测量到的3个面的压力分布的示意图。我们发现，中空圆筒内旋转的气流在中空圆筒内的C-D面上形成一个凹陷的压力分布，并且，该凹陷的压力分布会受到A-B面和E-F面的压力的影响。当中空圆筒与墙面之间的间距比较小的时候，空气通过中空圆筒的下端面外缘和墙面之间的第一排气流道流出时会在粘性摩擦阻力的作用下在A-B面和E-F面上形成高于外周环境压力的高压分布，该高压分布不仅会对机器车体施加一个背向墙面的排斥力，而且还会使中空圆筒内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种攀爬机器车，包括车体，车体前后端安装设置有车轮，车体面向墙面的端面与一吸附机构连接固定，所述的吸附机构包括有本体，其特征在于：所述的本体为中空圆筒，所述的中空圆筒的上方设置有一盖板，所述的盖板的上端面与车体连接固定，所述的盖板的下端面与中空圆筒的上端面封闭连接；所述的中空圆筒的内壁面上设置有切向喷嘴；所述的中空圆筒的下端面与墙面之间留有间隙，所述的间隙形成中空圆筒下端面外缘与墙面之间的第一排气流道，所述的第一排气流道连通中空圆筒的内部与外周环境。

【技术特征摘要】
1.一种攀爬机器车，包括车体，车体前后端安装设置有车轮，车体面向墙面的端面与一吸附机构连接固定，所述的吸附机构包括有本体，其特征在于：所述的本体为中空圆筒，所述的中空圆筒的上方设置有一盖板，所述的盖板的上端面与车体连接固定，所述的盖板的下端面与中空圆筒的上端面封闭连接；所述的中空圆筒的内壁面上设置有切向喷嘴；所述的中空圆筒的下端面与墙面之间留有间隙，所述的间隙形成中空圆筒下端面外缘与墙面之间的第一排气流道，所述的第一排气流道连通中空圆筒的内部与外周环境；所述的中空圆筒的下方设置有环形隔板，所述的环形隔板的上端面通过垫块与中空圆筒的下端面外缘固定连接；所述的垫块遮盖环形隔板的部分面积，所述的垫块与垫块之间的间距形成中空圆筒下端面外缘与环形隔板之间的第二排气流道，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33