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一种基于旋翼的增强表面贴附的装置的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

一种基于旋翼的增强表面贴附的装置的制作方法

1.本实用新型涉及设备的表面定位领域,尤其涉及一种基于旋翼的增强表面贴附的装置。


背景技术:

2.在工业生产领域和生活领域,一些大型装置或建筑等的某些位置需要周期性地监控、排查、清理或维修等,这些位置上需要定位检测或维护设备,例如,照相设备、清理设备等。这些目标位置往往存在于人工难以触及的表面,比如一些高楼的侧立面,大型设备的直立或高倾斜度表面,因此,上述检测或维护设备可以制成轮式机器人等自动化检测或维护设备的形式,以便相应的设备送达目标位置。
3.但是,一些大型装置或建筑等的目标位置的表面难以定位自动化设备,例如,在fast望远镜的面积巨大的主反射面上,尤其在该反射面靠近边缘的部分,存在着倾斜角较大的情况,最大倾斜角接近60
°
,这种大坡度斜面情况下,机器人平台等自动化设备也很难控制自身平衡。
4.为了改善自动化设备在难以定位表面的平衡问题,现有技术中采用了以下方式:1)采用牵引绳索对自动化设备进行牵引并提供拉力,以利于自动化设备平衡定位,但是该方式涉及到牵引绳索的另一端的固定,以及自动化设备上牵引绳索的固定位置,实施起来需要考虑的因素较多;2)在自动化设备上设置氦气球以抵消一部分设备的重力,但是该种方式可靠性较差,实施起来也很难控制;3)采用真空吸附或磁铁吸附的方式将自动化设备吸附到目标位置的表面,该种方式在某些特殊情况下难以适用,例如,长期处于室外的fast望远镜的反射面,该反射面是采用通孔铝板制成的,该通孔铝板具有50%的透孔率,真空吸附方法无法实施,又由于该反射面材料是铝,磁铁吸附也无法实施。再例如,对于一些建筑外立面,可能附有轻质非金属装饰材料,这些材料的表面均不适合采取真空吸附(可能会导致装饰材料的剥离)或磁铁吸附的方式。
5.因此,对于自动化检测或维护设备难以定位的表面,提供一种方便使用、通用性强的增强表面贴附装置,是一个亟待解决的问题。


技术实现要素:

6.针对现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种基于旋翼的增强表面贴附的装置,以解决现有技术中自动化检测或维护设备难以方便、可靠地定位于一些位置表面的问题。
7.为实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:
8.一种基于旋翼的增强表面贴附的装置,包括:相互连接的连接部件、旋翼组件和弹性支脚;功能设备与所述连接部件连接;所述旋翼组件包括正转能够产生上升推力、反转能够产生下压推力的旋翼,所述旋翼的反转和正转能够使所述弹性支脚压缩和伸长,所述弹性支脚压缩时,能够使所述连接部件将所述功能设备顶压到预定位置的接触面上。
9.进一步,所述增强表面贴附的装置包括一个所述连接部件和位于所述连接部件周围的若干个所述弹性支脚,每个所述弹性支脚通过连接支架与所述连接部件连接。
10.进一步,所述连接部件包括:与所述连接支架连接的连接部,连接于所述连接部一侧的功能设备连接结构,所述功能设备连接在所述功能设备连接结构的一侧。
11.进一步,所述连接支架为l型支架、u型支架或t型支架。
12.进一步,每个所述连接支架上安装一套所述旋翼组件,与所述连接部中心存在不同距离的每个所述连接支架上设置若干个安装位,所述旋翼组件安装到其中的一个所述安装位上,安装于不同所述连接支架的所述旋翼组件中心到所述连接部中心的距离均相同。
13.进一步,所述连接部和所述功能设备连接结构通过弹性件连接。
14.进一步,所述弹性支脚包括弹性伸缩杆和连接在所述弹性伸缩杆端部的支撑盘,所述弹性伸缩杆和所述支撑盘的连接处设置缓冲结构。
15.进一步,所述支撑盘与所述接触面的接触端面还安装弹性垫。
16.进一步,所述旋翼组件还包括:用于驱动所述旋翼旋转的电机,用于控制所述电机的控制装置,用于为所述电机供电的供电装置。
17.进一步,所述控制装置用于同步控制所述旋翼正转使所述装置移动至靠近所述预定位置后,控制所述旋翼反转使所述弹性支脚压缩。
18.在本实用新型中,基于旋翼的增强表面贴附的装置通过旋翼的旋转和弹性支脚运动的配合,使功能设备贴附到预定位置的接触面和脱离预定位置的接触面。通过旋翼的工作使功能设备定位到预定位置处,易于实现,方便控制,使功能设备能够可靠地定位到预定位置的接触面上,增加功能设备的稳固性。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供基于旋翼的增强表面贴附的装置结构示意图;
20.图2为本实用新型实施例提供基于旋翼的增强表面贴附的装置应用示意图;
21.图3为本实用新型实施例提供基于旋翼的增强表面贴附的装置第一使用阶段示意图;
22.图4为本实用新型实施例提供基于旋翼的增强表面贴附的装置第二使用阶段示意图;
23.图中:
24.1—连接部件;1

1—连接部;1

2—功能设备连接结构;2—旋翼组件;2

1—旋翼;3—弹性支脚;3

1—弹性伸缩杆;3

2—支撑盘;3

3—缓冲结构;4—功能设备;5—接触面;6—连接支架;7—弹性垫;8—弹性件。
具体实施方式
25.为清楚地说明本实用新型的设计思想,下面结合示例对本实用新型进行说明。
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的方案,下面结合本实用新型示例中的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的示例仅仅是本实用新型的一部分示例,而不是全部的示例。基于本实用新型中的示例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,所获得的所有其他实施方式都应当属于本实用新型
保护的范围。
27.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
28.如图1

2所示,本实施例提供了本实用新型的一种基于旋翼的增强表面贴附的装置,包括:相互连接的连接部件1、旋翼组件2和弹性支脚3;功能设备4与连接部件1连接;旋翼组件2包括正转能够产生上升推力、反转能够产生下压推力的旋翼2

1,旋翼2

1的反转和正转能够使弹性支脚3压缩和伸长,弹性支脚3压缩时,能够使连接部件1将功能设备4顶压到预定位置的接触面5上。
29.在本实施例中,基于旋翼的增强表面贴附的装置通过旋翼2

1的旋转和弹性支脚3运动的配合,使功能设备4贴附到预定位置的接触面5和脱离预定位置的接触面5。
30.需要说明的是,本实施例中的功能设备4可以是用于探测或检测的设备,可以是用于清理的设备,也可以是用于维修的设备,本领域技术人员可以根据具体预定位置的使用需要进行选择,相应地,预定位置即为需要探测或检测的位置,需要清理的位置或者需要维修的位置。旋翼2

1的正转可以是顺时针转动,也可以是逆时针转动,旋翼2

1的反转方向与旋翼正转方向相反。
31.在本实施例中,旋翼2

1具有两个功能,第一,旋翼2

1正转产生上升推力,此时,本实施例的增强表面贴附的装置处于普通无人机模式,该装置携带功能设备4离开地面或倾斜或直立预定位置的接触面5。第二,旋翼2

1反转产生下压推力,此时,本实施例的增强表面贴附的装置处于为表面贴附模式,该装置通过弹性支脚3触压在预定位置的接触面5上,通过旋翼2

1的推力推动弹性支脚3产生足够的压力,使得功能设备4可以稳定定位在预定位置的接触面5上,使功能设备4完成在预定位置的工作。
32.通过旋翼2

1的工作使功能设备4定位到预定位置处,易于实现,方便控制,使功能设备4能够可靠地定位到预定位置的接触面上,增加功能设备4的稳固性。尤其是,本实施例增强表面贴附的装置能够实现功能设备4在高倾斜度表面上的吸附并增强吸附效果。
33.本实施例增强表面贴附的装置包括一个连接部件1和位于连接部件1周围的若干个弹性支脚3,每个弹性支脚3通过连接支架6与连接部件1连接。参见图1,本实施例中的连接部件1位于中部,四个弹性支脚3周向均匀地连接在连接部件的周围。
34.在本实施例中,连接部件1包括:与连接支架6连接的连接部1

1,连接于连接部1

1一侧的功能设备连接结构1

2,功能设备4连接在功能设备连接结构1

2的一侧。具体地,功能设备4可以通过粘接、焊接或螺钉等连接方式固定到功能设备连接结构1

2上。参见图1,优选地,连接支架6为l型支架,在旋翼2

1反转产生向下推力时,连接在连接部1

1周围的四个弹性支脚3能够为整个装置提供较为平衡稳定的支撑。功能设备连接结构1

2可以是图1中的连接盘,也可以是连接杆,或连接耳板等连接结构。
35.在本实用新型的其他实施方式中,连接支架6也可以是u型支架或t型支架。
36.在本实施例中,每个连接支架6上安装一套旋翼组件2,与连接部1

1中心存在不同
距离的每个连接支架6上设置若干个安装位(图中未示出),旋翼组件2安装到其中的一个安装位上,安装于不同连接支架6的旋翼组件2中心到连接部1

1中心的距离均相同,以保证旋翼2

1对整个装置的施力均匀。将旋翼组件2安装到与连接部1

1中心存在不同距离的安装位中,通过调整旋翼组件2与连接部1

1不同的安装距离,可以实现旋翼2

1向上推力和向下推力大小的调整。
37.在本实用新型的其他实施方式中,安装于不同连接支架6的旋翼组件2中心到连接部1

1中心的距离也可以不同,但是,旋翼组件2中心到连接部1

1中心的距离相同更方便旋翼组件2的设置。为了实现调整旋翼2

1向上推力和向下推力的大小,还可以给该增强表面贴附的装置配置若干组尺寸不同的连接支架6,以便通过更换连接支架6,实现调整旋翼2

1向上推力和向下推力。
38.本领域技术人员可以根据功能设备4贴附在接触面5上所需压力的大小,灵活调整旋翼2

1与连接部1

1中心的距离。
39.在本实施例中,连接部1

1和功能设备连接结构1

2通过弹性件8连接。该弹性件8可以是弹簧、弹片等,在旋翼2

1产生向下推力对功能设备4施压时,该弹性件8的弹力可以增大对功能设备4的压力,使功能设备4能够更加稳定贴附到接触面5上。
40.在本实施例中,弹性支脚3包括弹性伸缩杆3

1和连接在弹性伸缩杆3

1端部的支撑盘3

2,弹性伸缩杆3

1和支撑盘3

2的连接处设置缓冲结构3

3。该缓冲结构3

3可以是缓冲弹簧结构,用来缓冲支撑盘3

2接触到预定位置的接触面5时的冲击力。
41.为了调整本实施例中功能设备4贴附到预定位置的接触面5上所需压力的大小,还可以通过调整支撑盘3

2尺寸的大小来实现。
42.参见图1,支撑盘3

2与接触面5的接触端面还安装弹性垫7。弹性垫7可采用柔性塑性材料,例如,丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber,nbr),避免支撑盘3

2损伤预定位置处的接触面5,弹性垫7还可以起到防滑作用,使支撑盘3

2与接触面5更好地贴附。特别地,对于fast反射面类似的铝质孔板结构,弹性垫7可以贴合接触面的局部形状,形成相匹配的局部接触凸起,弹性垫7与接触面5接触时,局部接触凸起可以局部嵌入孔内,能够使弹性垫7与接触面5具有更大附着力,且不影响二者的脱离。
43.在本实施例中,旋翼组件2还包括:用于驱动旋翼2

1旋转的电机,用于控制电机的控制装置,用于为电机供电的供电装置。通过控制装置同步控制四个旋翼2

1正转,将本实施例中增强表面贴附的装置上升,并将连接在该装置的功能设备连接结构1

2上的功能设备4移动到靠近预定位置,再通过控制装置控制旋翼2

1的反向旋转产生向下压力,使弹性支脚3压缩后,功能设备4稳定地贴附到预定位置的接触面5上,控制装置再控制功能设备4执行功能,或者,功能设备4可以通过其他控制设备来控制执行功能。
44.参见图1

2,连接部1

1可以是空心盒状结构,控制装置和供电装置可以均设置在盒状结构内。
45.为了保证增强表面贴附的装置的续航能力,在本实用新型的其他实施方式中,可以采用牵拉缆索的方式,给该装置提供电力,以提高该装置连续运行时间。
46.本实施例增强表面贴附的装置主要部件的材料为轻型碳纤维材料,以降低本体重量,增加功能设备4等负载的重量,增强贴附能力。
47.在本实用新型的一些实施方式中,可以通过其他机构将增强表面贴附的装置以及
与其连接的功能设备4移动至预定位置附近,然后再通过旋翼2

1的反向旋转使功能设备4完成贴附,执行功能。待功能设备4执行功能后,可以通过旋翼2

1正转对弹性支脚3进行泄压。
48.需要说明的是,本实施例增强表面贴附的装置,还可以通过调整旋翼2

1的直径以及通过控制装置调节电机的转速和电机功率等参数实现功能设备4贴附到接触面5上压力大小的调整。
49.参见图3

4,本实施例的增强表面贴附的装置使用过程为:参见图3,控制装置控制携带有功能设备的增强表面贴附的装置靠近预定位置的接触面,此时,弹性支脚3未被压缩,然后旋翼2

1反转,使弹性支脚3的支撑盘3

2接触接触面5,随着旋翼2

1的反转施力,支脚3和弹性件8逐渐被压缩,带动连接部1

1将功能设备4触压到预定位置的接触面5上,参见图4,在连接部1

1触压功能设备4的过程中,连接部1

1通过触压连接在连接部1

1和功能设备连接结构1

2之间的弹性件8,来对功能设备连接结构1

2施压,以便通过弹性件8的弹力增大对功能设备4的压力,使功能设备4能够更加稳定贴附到接触面5上。
50.需要说明的是,当本实施例中的增强表面贴附的装置需要贴附到竖直的接触面5时,该装置贴附时,旋翼2

1施加压力与其重力方向垂直,为了克服该装置的重力,可以采用以下方式:一是通过增强接触面5与该装置的摩擦力,具体地,可以采用摩擦力较大的材料制作弹性垫7;二是在连接支架上设置另外一组旋翼组件,使此组旋翼组件向某一方向旋转时能够对该装置产生向上的牵引力,以平衡该装置的重力。上述两种方式均可在装置需要贴附到竖直的接触面5时,平衡该装置的重力,使该装置更好地完成贴附到接触面5的操作。
51.最后,可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式,然而本实用新型并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言,在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。