專利名稱：非接觸式提升與移動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于伯努利原理的非接觸式提升裝置、附著機(jī)構(gòu)和爬壁機(jī)器人裝置。
背景技術(shù)：
伯努利提升裝置基于伯努利原理的提升裝置已用作諸如半導(dǎo)體晶片搬運(yùn)、食品搬運(yùn)和材料輸送的應(yīng)用的非接觸式提升機(jī)構(gòu)。諸如 Bosch Rexroth NCT 系列的提升器(見(jiàn)www. boschrexroth. com/pneumatics) 的末端執(zhí)行器用作諸如ABB Flexpicker的材料搬運(yùn)機(jī)器人上的非接觸式取放裝置?；诓?yīng)的這樣的裝置的提升力的程度是流場(chǎng)中的流動(dòng)速率、空氣壓力和位置的函數(shù)。美國(guó)專利6，601，888提供確定所產(chǎn)生的提升力的大小的因素的說(shuō)明以及本領(lǐng)域已知的方法的說(shuō)明。諸如Rexroth NCT 40裝置的現(xiàn)有裝置利用5巴的操作壓力在1101/min的流動(dòng)速率時(shí)產(chǎn)生2N的提升力。Rexroth NCT 60裝置在5巴的操作壓力下產(chǎn)生6N的提升力，但需要2101/min的氣流速率以獲得該力。爬壁裝置爬壁機(jī)器人具有許多的用途，例如它們能替代人類執(zhí)行諸如在有害環(huán)境中的檢查、維護(hù)和清潔的危險(xiǎn)任務(wù)，并用于非破壞性試驗(yàn)應(yīng)用。吸力附著和磁附著是爬壁機(jī)器人最普通的附接機(jī)構(gòu)。吸力附著機(jī)器人通常承載機(jī)載泵，以在被壓在壁或天花板上的杯內(nèi)產(chǎn)生真空。有效的吸力附著取決于平滑的非滲透性表面，以產(chǎn)生足夠保持機(jī)器人的力。磁附著實(shí)現(xiàn)于用于諸如核設(shè)施檢查的特定應(yīng)用的爬壁機(jī)器人中。這可能是非常可靠的技術(shù)，但需要表面允許磁附接。存在諸如使用合成纖絲粘合劑的干燥粘附的其它新穎的粘附機(jī)構(gòu)，然而具有對(duì)平滑豎直壁應(yīng)用的限制。正如靜電粘附機(jī)構(gòu)一樣，在本領(lǐng)域中還已知渦流粘附機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的或至少替代性的伯努利型非接觸式提升機(jī)構(gòu)和/ 或爬壁裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種伯努利型非接觸式附著墊，包括本體，其包括襯墊區(qū)并包括銷；用于將襯墊聯(lián)接至流體供應(yīng)部的裝置，以便將加壓流體流引至圍繞銷的襯墊區(qū)和在襯墊區(qū)上引導(dǎo)加壓流體流；所述襯墊區(qū)中的成形底切，其包括角形斜坡，以在使用中控制壓力分布并將銷維持在避免與表面接觸的距離處；所述銷在高速流體圍繞銷離開(kāi)的點(diǎn)處包括鋒利后邊緣，從
4而在使用中附加地帶走相鄰的流體，以產(chǎn)生靜壓的在表面與襯墊區(qū)之間的區(qū)域中增大橫跨該裝置的壓差的變化。在本發(fā)明的該方面中，還可被說(shuō)成包括一種伯努利型非接觸式附著墊，包括襯墊區(qū)，其包括襯墊區(qū)的外部和襯墊區(qū)的相對(duì)于外部為底切的內(nèi)部；至少一個(gè)孔隙，其在襯墊區(qū)的內(nèi)部中，用于將加壓流體流從在使用中位于襯墊區(qū)與用于襯墊的非接觸式附著的表面之間的孔隙引至該表面；元件，其從孔隙延伸超出孔隙的周邊，但不超出襯墊區(qū)的外部，使得來(lái)自孔隙的流體在元件與孔隙的周邊之間流動(dòng)并圍繞該元件與該周邊流動(dòng)，元件包括在孔隙處或超出孔隙圍繞元件的邊緣。優(yōu)選地，加壓流體流沿銷插入件的后邊緣與底切相交的間隙的徑向方向離開(kāi)銷的后邊緣。替代性地，諸如葉片或凹槽的特征可被設(shè)計(jì)在銷中，以控制流體離開(kāi)噴嘴的鋒利后邊緣的方向。還能夠以將切向流動(dòng)分量引入輸入流體流的方式將加壓流體引至主體與銷插入件之間的間隙。優(yōu)選地，加壓流體供應(yīng)部為壓縮空氣供應(yīng)部。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種改善伯努利型提升裝置的提升力的方法，包括在包含本體和銷的裝置中建立加壓流體流，使得加壓流體流被引導(dǎo)至銷的出口、裝置中的在銷的后邊緣與附著墊的成形底切之間的間隙被優(yōu)化以將相鄰流體帶入離開(kāi)銷的出口的高速流體流的間隙，從而產(chǎn)生增大提升力的低壓區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種包括至少一個(gè)伯努利型非接觸式附著墊的機(jī)器人裝置，該至少一個(gè)伯努利型非接觸式附著墊在使用中能產(chǎn)生足夠的吸引力，借助于足以附著到傾斜、豎直或倒置的平滑和不平滑的表面的壓力比的力分布，以維持對(duì)所述表面的附著。該裝置能夠在狀況從平滑到粗糙變動(dòng)的傾斜、豎直或倒置的表面上承載有效載荷，并且該裝置能夠在裂縫和小間隙以及多孔表面上通過(guò)。優(yōu)選地，從用于裝置的每個(gè)附著墊獲得的吸引力具有產(chǎn)生至少6N的比率，其中氣流速率不高于521/min，并且操作壓力不高于5巴。優(yōu)選地，在裝置中利用多個(gè)附著墊。該裝置可連接至局部壓力與動(dòng)力供應(yīng)部。替代性地，裝置可包含機(jī)載加壓流體供應(yīng)部。優(yōu)選地，通過(guò)電池與空氣壓縮機(jī)獲得機(jī)載加壓流體供應(yīng)部。優(yōu)選地，裝置是模塊化的，使得為所選擇的特定應(yīng)用附接各種各樣的控制裝置和儀器。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種能夠附著至不水平的表面和沿不水平的表面移動(dòng)的機(jī)器人裝置，包括一個(gè)或多個(gè)伯努利型非接觸式附著墊，該一個(gè)或多個(gè)伯努利型非接觸式附著墊在使用中產(chǎn)生足以維持附著到表面的吸引力。由于改善的附著墊在不接觸壁的情況下產(chǎn)生吸力，所以產(chǎn)生高的摩擦的至少一個(gè)接觸裝置是優(yōu)選的，以避免從表面滑落。接觸點(diǎn)對(duì)于裝置的運(yùn)動(dòng)和機(jī)動(dòng)性也是優(yōu)選的。
優(yōu)選地，將輪用于提供移動(dòng)。輪允許高速的機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。為目標(biāo)表面優(yōu)化摩擦系數(shù)。 伺服電機(jī)附接至輪。附著墊和輪對(duì)稱的對(duì)準(zhǔn)允許機(jī)器人沿各個(gè)方向爬。替代性地，可代替輪例如通過(guò)腳或軌道獲得移動(dòng)。


參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中圖1是示出試驗(yàn)裝置中的力與壓力分布的圖表；圖加-c示出用于本發(fā)明的裝置的襯墊的外徑的一系列邊緣設(shè)計(jì)；圖3是三種試驗(yàn)裝置的最大力與壓力的圖表；圖4是用三個(gè)試驗(yàn)裝置通過(guò)不同的壓力獲得的流動(dòng)速率的圖表；圖5(a)和(b)是附接裝置的兩個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖；圖6a是本發(fā)明的實(shí)施例的附著墊的橫截面視圖，圖6b和6c以放大的細(xì)節(jié)示出部件；圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的爬壁機(jī)器人的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖；圖8是不同表面上的試驗(yàn)襯墊的最大吸引力的圖表；圖9是吸引力與表面粗糙度的相關(guān)性的圖表；圖10是吸引力與間隙距離的相關(guān)性的圖表；圖11是吸引力與玻璃表面的取向角的相關(guān)性的圖表；圖12是橫跨間隙的附著襯墊的例子；圖13是示出吸引力與間隙尺寸的相關(guān)性的圖表。
具體實(shí)施例方式將參考附圖描述本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例。這些實(shí)施例不表示本發(fā)明的全部范圍，而是本發(fā)明可用于其他的實(shí)施例。本發(fā)明利用伯努利型提升力。如美國(guó)專利6，601，888所描述地，通常承認(rèn)伯努利提升力的大小取決于多種因素，諸如由正壓流體源供應(yīng)的流體的流動(dòng)速率、流體的密度、拾取軸和拾取口的直徑、拾取表面相對(duì)于對(duì)象表面的接近度和周圍介質(zhì)的壓力、當(dāng)正壓流體經(jīng)過(guò)拾取面與對(duì)象之間的空間時(shí)該正壓流體能維持層流模態(tài)的程度。圖6描繪了證實(shí)足夠的力與壓力比的裝置和方法，以提供將裝置附著至傾斜、豎直或倒置的表面所需的提升力。附著墊1包含設(shè)置成提供允許加壓流體流動(dòng)的特定間隙8 的鏈節(jié)銷2，加壓流體流動(dòng)進(jìn)入裝置4以通過(guò)噴嘴出口 7離開(kāi)襯墊，該噴嘴出口 7具有特定的尺寸以便優(yōu)化離開(kāi)噴嘴7和襯墊1的流體速度。優(yōu)化襯墊1的包括用于所需的特定應(yīng)用的邊緣設(shè)計(jì)11的外徑10，并且襯墊1的外徑10包含有助于壓力分布的控制并且還保護(hù)銷 2的斜坡底切7。提升力可通過(guò)其他流體動(dòng)力現(xiàn)象增大，以提高將襯墊保持于表面的流體壓力差。尤其地，在鏈節(jié)銷噴嘴12鋒利的后邊緣處，離開(kāi)銷噴嘴的高速空氣的徑向流動(dòng)從銷區(qū)域的下側(cè)帶走流體流動(dòng)，以產(chǎn)生低壓區(qū)域。除以可拆卸的方式連接底部21以便允許用于特定應(yīng)用的地板容易拆卸和替換外，圖恥描繪了類似于圖6的裝置。
圖7描繪了爬壁機(jī)器人裝置，其采用圖6的附著墊設(shè)計(jì)以便附著至傾斜、豎直和倒置的表面。爬壁機(jī)器人包含兩個(gè)在圖6中所描繪的設(shè)計(jì)的附著墊，每個(gè)附著墊分別相等地分開(kāi)供應(yīng)至裝置的1001/min的氣流。增加伺服電機(jī)和輪以便于沿豎直表面定位和移動(dòng)。本發(fā)明還通過(guò)以下作為示例給出并且不用于限制的試驗(yàn)工作的說(shuō)明例。出口設(shè)計(jì)在伯努利提升器中，力的增大由通過(guò)提升器的流體流動(dòng)速度的增大產(chǎn)生。當(dāng)在流動(dòng)到達(dá)噴嘴之前調(diào)節(jié)該流動(dòng)時(shí)，噴嘴處的間隙不是系統(tǒng)的最小管路。由于每個(gè)橫截面中相同的質(zhì)量流，所以在管道系統(tǒng)最小的管路中達(dá)到最高的流體速度。因此，噴嘴處的速度由于流量閥減小流量而降低。最大的力由裝置與壁之間最高的流體速度產(chǎn)生。為了在噴嘴處以及因此在裝置與壁之間達(dá)到最高流體速度，伯努利裝置總是必須以工作壓力中最高可能的流動(dòng)速率運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，必須考慮壓力供應(yīng)的規(guī)格設(shè)計(jì)裝置。尺寸和邊緣設(shè)計(jì)已知的是，流速隨著伯努利墊的半徑而減慢，因此間隙中的靜壓隨著半徑而增大。 獲得的合力僅隨著襯墊的外徑的增大而稍微增大，但襯墊與表面之間的氣隙越小，并且襯墊相對(duì)于表面的傾斜變得越普通。機(jī)器人應(yīng)能夠爬諸如壁的表面，因此必須考慮尺寸和力。如圖加所示的伯努利墊的鋒利邊緣同樣增大傾斜。因此，如圖2c和2b所示測(cè)試圓形邊緣和角形邊緣。用圓形邊緣獲得表面上最佳的性能。對(duì)于角形邊緣和圓形邊緣，取決于邊緣變更的尺寸，與鋒利邊緣相比較存在非常小的力減小。還通過(guò)圓形邊緣減小氣流噪聲。流量調(diào)節(jié)附接機(jī)構(gòu)如圖5所示的附接機(jī)構(gòu)由用螺釘(未示出)和密封圈(未示出)連接以避免氣壓損失的頂部和底部20和21組成。上部在22處連接至空氣供應(yīng)部，而底部包括壓縮空氣出口 23。兩部分的構(gòu)造允許不同試驗(yàn)的底部的變化和氣流的微調(diào)，以適合特定的應(yīng)用，并且允許僅通過(guò)改變底部來(lái)調(diào)整吸引力和分布。在如圖fe所示的一個(gè)附接中，底部21包括七個(gè)對(duì)稱布置的孔和與豎直方向成60 度的三個(gè)斜孔23。如圖恥所示的另一附接僅具有在中間的一個(gè)孔和錐形出口。匹配的錐形銷25被安置在孔中并擰入裝置的頂部，這使從孔出來(lái)的氣流徑向地朝裝置的外邊緣偏轉(zhuǎn)。這為氣流引導(dǎo)提供平滑的管路以及經(jīng)由銷的擰入和擰出調(diào)節(jié)氣流的附加的靈活性?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)銷位置改變氣流速率。在兩種情況下，襯墊由重量輕的鋁制成，以減輕裝置的重量。附著襯墊設(shè)計(jì)參考圖6a所示的襯墊的本體的橫截面，襯墊包括在圖6b中放大地示出的襯墊底切和在圖6c中單獨(dú)地示出的銷插入件，主體1是具有在中間擰入3的銷2的一個(gè)部件。提供到加壓空氣供應(yīng)部(未示出)的螺紋入口連接4。圖6a的襯墊通過(guò)頂部5上的兩個(gè)螺紋安裝至圖7的爬壁機(jī)器人。噴嘴6的外徑為6mm。得到的銷2與主體1之間對(duì)于6mm的直徑以在5巴時(shí)獲得期望的501/min的流動(dòng)速率的噴嘴間隙7僅為0. IOmm(并且可通過(guò)較大的銷2使該噴嘴間隙7小得多)。
通過(guò)主體1中的銷2和銷支座3處的緊密度公差確保銷2與主體1之間的間隙8。 在銷2的結(jié)構(gòu)中包括精確配合到本體1的5mm直徑的鉆孔中的平面止動(dòng)件9。在出口 7處沒(méi)有氣流擾動(dòng)。在圖6c中單獨(dú)地示出具有止動(dòng)件的銷。底切9(見(jiàn)圖6b)保護(hù)銷2。由于主體1比銷2靠近表面(未示出)，所以銷2避免與表面(未示出)接觸。同樣地，防止銷2潛在的擦傷和噴嘴系統(tǒng)12的損壞。底切9的角形斜坡用作出口空氣的引導(dǎo)件。該角形斜坡減小表面(未示出)與襯墊之間的間隙距離，使得減慢由增大的半徑引起的空氣速度降低。否則這將導(dǎo)致壓力較慢地提高和同樣地吸引力的減小。在一個(gè)試驗(yàn)襯墊中，將主體10的包括具有3mm半徑的圓形邊緣的外徑減小至45mm。該直徑的減小是吸引力與補(bǔ)償傾斜的能力之間的折衷。在稍微減小的外徑10和圓形邊緣11的情況下，襯墊還可允許當(dāng)機(jī)器人(未示出)在不平坦的表面 (未示出)上橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)可能遇到的小的傾斜。改善的提升力已通過(guò)將伯努利效應(yīng)與其他流體動(dòng)力現(xiàn)象增加以提高將襯墊保持于表面的氣壓差來(lái)增大提升力。尤其地，在銷插入噴嘴12鋒利的后邊緣處，離開(kāi)銷噴嘴的高速空氣的徑向流動(dòng)從銷的下側(cè)面帶走流體流動(dòng)，以產(chǎn)生低壓區(qū)域。各種表面上的吸引力構(gòu)造并測(cè)試7如參考圖6所描述的兩個(gè)襯墊。使用5巴時(shí)511/min的流量。圖3 示出將圖6的裝置(填充方形)與圖fe的裝置(填充的棱形以及501/min的流動(dòng)速率設(shè)定)和圖恥的裝置(填充的三角形)相比較的提升力與壓力。在圖4中示出裝置在壓力上的流動(dòng)速率狀態(tài)。在所有三種情況下，吸引力與壓力成比例地增大。圖恥的裝置在相同的壓力下提供比圖6的裝置高的力。在5巴的壓力下，在玻璃表面上獲得6. 4N的最大的力。 為了將附接用于爬壁機(jī)器人，需要在不同的表面材料和表面狀況上具有可靠的附著。因此，在金屬、塑料和木制表面上進(jìn)行許多試驗(yàn)，并最終擴(kuò)展至具有圖8所示的結(jié)果的不同的顆粒砂紙及其他材料。示出吸引力取決于如圖9所示的表面粗糙度。還示出吸引力取決于襯墊與表面之間的間隙距離(如圖10所示)和表面的取向角(如圖11所示)。還用表面上的仿真裂縫進(jìn)行測(cè)試。在圖12和圖13中示出結(jié)果。爬壁機(jī)器人使用輸送5巴的壓力和1201/min的不變流動(dòng)速率的空氣供應(yīng)系統(tǒng)。如圖7所示的機(jī)器人由兩個(gè)圖6所示設(shè)計(jì)的襯墊70構(gòu)成。對(duì)于相等地達(dá)到50至601/min的流動(dòng)速率的每個(gè)襯墊，最重要的設(shè)計(jì)考慮是噴嘴口。在原型機(jī)器人中，具有6mm的直徑和0. IOmm的非常精確的開(kāi)口間隙的噴嘴在兩個(gè)襯墊之間獲得相同的氣流。由鋁制成的一個(gè)吸力墊的重量為19克。用于壓力供應(yīng)的管接頭重量為4克。在5巴的壓力時(shí)以51-521/min的氣流操作的一個(gè)襯墊產(chǎn)生6. ON的力。產(chǎn)生的吸引力對(duì)于不同的表面相對(duì)一致。由于伯努利型襯墊是非接觸式的，并且在氣墊上流動(dòng)，所以機(jī)器人需要接觸物理點(diǎn)，以通過(guò)依賴于諸如由DC電機(jī)72驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)輪71的摩擦力保持在壁上的受控位置。采用高摩擦系數(shù)的輪材料，摩擦力足夠高，以將機(jī)器人和任何機(jī)載工具穩(wěn)定在豎直壁上。原型機(jī)器人能夠在各種表面上爬。采用在玻璃上具有0. 74的摩擦系數(shù)與支持在布和非常粗糙的表面上的爬行的尼龍搭扣(Velcro)細(xì)條帶的組合獲得最好的結(jié)果?？蓪⑤喐淖兂捎糜谄谕膽?yīng)用的最佳材料。對(duì)于不同的表面，可現(xiàn)場(chǎng)改變輪。通過(guò)在機(jī)器人的前部和后部180mm的距離處的兩個(gè)伯努利吸力墊獲得原型機(jī)器人的穩(wěn)定性。這些非接觸式裝置將它們自安置在壁大約0.5mm的距離中。整個(gè)機(jī)器人沿兩根軸線對(duì)稱地設(shè)計(jì)，使得當(dāng)機(jī)器人頭朝下爬時(shí)仍然維持穩(wěn)定性。主體由具有T形輪廓的塑料桿73制成，以減輕總重量并獲得高的剛度。為了獲得吸引力到接觸點(diǎn)最好的傳遞，優(yōu)選地提供用于輪的重量輕的懸掛系統(tǒng)。電機(jī)和輪可安裝在細(xì)的柔性鋁梁上，該細(xì)的柔性鋁梁是彈性的，足以用作懸掛系統(tǒng)。在圖7中示出原型爬壁機(jī)器人。該原型爬壁機(jī)器人的總長(zhǎng)為224mm，而其寬度為 156mm。利用兩個(gè)齒輪床頭箱微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)該機(jī)器人。一個(gè)傳動(dòng)鏈具有僅38克的重量。整個(gè)地，機(jī)器人重量為234克，并且在豎直的混凝土表面以及在玻璃表面上能夠提升500克的附加重量。該機(jī)器人能沿所有方向運(yùn)動(dòng)向前、向后、向左、向右和倒轉(zhuǎn)。在力/重量比高達(dá)5的情況下，該設(shè)計(jì)對(duì)于重量為234克的機(jī)器人獲得12N。除在各種類型表面上可靠的附著之外，該裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是其是表面“自清潔” 的。當(dāng)機(jī)器人在臟的灰塵表面上爬時(shí)，空氣流清潔表面，并且例如因此使表面準(zhǔn)備用于利用機(jī)載測(cè)量?jī)x器的表面檢查?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)的高壓供應(yīng)或壓縮機(jī)。用于儀器和電機(jī)的電池可機(jī)載安裝。機(jī)器人可被遙控操縱或可布置成利用機(jī)載傳感器和控制器自動(dòng)導(dǎo)航。由于原型簡(jiǎn)單但非常有效的輪移動(dòng)和僅兩個(gè)吸力墊，所以可采用簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)以使運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向。非接觸式附著方法為廣泛的工業(yè)應(yīng)用開(kāi)辟巨大的潛力，諸如建筑檢查、監(jiān)視、生物醫(yī)學(xué)中的部件運(yùn)輸、檢查、和罐焊接。僅作為示例描述了本發(fā)明的方面，并且應(yīng)意識(shí)到的是，在不偏離如在所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明作出變型和添加。
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權(quán)利要求
1.一種伯努利型非接觸式附著墊，包括本體，其包括襯墊區(qū)并包括銷；用于將所述襯墊聯(lián)接至流體供應(yīng)部的裝置，以便將加壓流體流引至圍繞所述銷的所述襯墊區(qū)和在所述襯墊區(qū)上引導(dǎo)加壓流體流；所述襯墊區(qū)中的成形底切，其包括角形斜坡，以在使用中控制壓力分布并將所述銷維持在避免與一表面接觸的距離處；所述銷在高速流體圍繞所述銷離開(kāi)的點(diǎn)處包括鋒利后邊緣，從而在使用中附加地帶走相鄰的流體，以產(chǎn)生靜壓的在所述表面與所述襯墊區(qū)之間的區(qū)域中增大橫跨所述裝置的壓差的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附著墊，布置成使得在使用中，高速流體流沿所述銷的后邊緣與底切相交的間隙的徑向方向離開(kāi)所述后邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附著墊，包括制成銷出口的葉片或凹槽，以控制在使用中高速流體離開(kāi)所述銷出口的所述鋒利后邊緣的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的附著墊，布置成使得在使用中，能以將切向流動(dòng)分量引入加壓流體流的方式將加壓流體引至所述主體與所述銷之間的間隙。
5.一種改善伯努利型提升裝置的提升力的方法，包括在包含本體和銷的裝置中建立加壓流體流，使得所述加壓流體流被引導(dǎo)至所述銷的出口，所述裝置中在所述銷的后邊緣與附著墊的成形底切之間的間隙被優(yōu)化以將相鄰流體帶入離開(kāi)所述銷的所述出口的高速流體流，從而產(chǎn)生增大提升力的低壓區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述加壓流體流為壓縮空氣流。
7.一種機(jī)器人裝置，包括至少一個(gè)伯努利型非接觸式附著墊，所述至少一個(gè)伯努利型非接觸式附著墊在使用中能產(chǎn)生足夠的吸引力，借助于足以附著到傾斜、豎直或倒置的平滑和不平滑的表面的壓力比的力分布，維持對(duì)所述表面的附著。
8.一種機(jī)器人裝置，能夠附著至不水平的表面和沿不水平的表面移動(dòng)，包括一個(gè)或多個(gè)伯努利型非接觸式附著墊，所述一個(gè)或多個(gè)伯努利型非接觸式附著墊在使用中產(chǎn)生足以維持對(duì)所述表面的附著的吸引力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人裝置，還包括用于將所述裝置維持在所述表面上的設(shè)定位置處的至少一個(gè)接觸裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人裝置，包括用于通過(guò)繩索將加壓流體供應(yīng)部連接至所述裝置的部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人裝置，包括機(jī)載加壓空氣供應(yīng)部。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人裝置，其中所述至少一個(gè)接觸裝置還提供沿所述表面移動(dòng)的源部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人裝置，其中所述至少一個(gè)接觸裝置是輪。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人裝置，包括布置成驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)輪的電機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人裝置，包括附接至所述裝置的控制裝置和/或儀器。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至15中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人裝置，其中所述伯努利型非接觸式附著墊是根據(jù)權(quán)利要求1至4、16或17中任一項(xiàng)的附著墊。
17.一種伯努利型非接觸式附著墊，包括襯墊區(qū)，所述襯墊區(qū)包括所述襯墊區(qū)的外部和所述襯墊區(qū)的相對(duì)于所述外部為底切的內(nèi)部；至少一個(gè)孔隙，所述孔隙在所述襯墊區(qū)的所述內(nèi)部中，用于將加壓流體流從在使用中位于所述襯墊區(qū)與用于所述襯墊的非接觸式附著的表面之間的所述孔隙引至所述表面；元件，所述元件從所述孔隙延伸超出所述孔隙的周邊，但不超出所述襯墊區(qū)的所述外部，使得來(lái)自所述孔隙的流體在所述元件與所述孔隙的所述周邊之間流動(dòng)并圍繞所述元件與所述周邊流動(dòng)，所述元件包括在所述孔隙處或超出所述孔隙圍繞所述元件的邊緣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的伯努利型非接觸式附著墊，其中所述襯墊區(qū)的所述內(nèi)部在從所述孔隙到所述襯墊區(qū)的所述外部的環(huán)形斜坡中傾斜。
19.一種能夠非接觸式粘合至不水平的表面的表面附著裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1至 4、17和18中任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)伯努利型非接觸式附著墊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種伯努利型非接觸式附著墊，包括襯墊區(qū)，其包括襯墊區(qū)的外部和襯墊區(qū)的相對(duì)于外部為底切的內(nèi)部；至少一個(gè)孔隙，其在襯墊區(qū)的內(nèi)部中，用于將加壓流體流從在使用中位于襯墊區(qū)與用于襯墊的非接觸式附著的表面之間的孔隙引至該表面；元件，其從孔隙延伸超出孔隙的周邊，但不超出襯墊區(qū)的外部，使得來(lái)自孔隙的流體在元件與孔隙的周邊之間流動(dòng)并圍繞該元件與該周邊流動(dòng)，元件包括在孔隙處或超出孔隙圍繞元件的邊緣。本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用伯努利型非接觸式附著墊的爬壁機(jī)器人。
文檔編號(hào)B66C1/02GK102223987SQ200980147170
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者陳小奇 申請(qǐng)人:陳小奇