[實用新型]一種復(fù)合蠕動式錐度桿維護(hù)機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120147740.X
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN202175127U
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛衛(wèi)平;董宏圖;龍良橋;馬麗;郭健虎
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B05B15/10;B05B13/04
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及錐度桿維護(hù)機(jī)械領(lǐng)域，特指一種復(fù)合蠕動式錐度桿維護(hù)機(jī)器人。?

背景技術(shù)

現(xiàn)代生活中高空作業(yè)不斷增加，如路燈桿、旗桿等桿狀建筑物的表面清洗、噴涂、檢查維護(hù)工作，費時費力，且給操作人員帶來了很大的不安全因素，因而設(shè)計一種高空作業(yè)機(jī)器人來代替其工作十分必要。目前高空作業(yè)順桿件自動升降的爬行器有很多，一些具有維護(hù)功能，如專利公開號CN?1011195119A?“立柱清洗機(jī)器人”，?以電機(jī)為驅(qū)動元件，借助機(jī)械手、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和凸輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)在桿上蠕動行走，配合噴頭和清洗刷的清洗裝置，可用于垂直立柱或傾斜桿的清洗作業(yè)。但在變直徑桿（如錐度桿）的攀爬中，機(jī)械手依靠彈簧拉力夾緊立柱，如果立柱較高，截面直徑變化較大，則必然使彈簧力有較大的變化，造成夾緊力不恒定就需要增加電機(jī)功率，當(dāng)機(jī)器人負(fù)載過大的情況下更可能燒壞電機(jī)。又如專利公開號為CN?1256189A的“氣動蠕動式纜索機(jī)器人”，以壓縮空氣為動力，利用氣缸組成的夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和移動機(jī)構(gòu)在任意傾斜度和形狀的纜索上蠕動行走，再通過維護(hù)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)對大型斜拉橋纜索的檢測、涂裝和清洗。但由于采用簡單的蠕動爬行動作，間斷行走，會帶來噴涂不均勻，工作效率不高。特別在變直徑桿的維護(hù)中，盡管使用氣缸，使夾緊力和和導(dǎo)向力保持恒定，但其涂裝維護(hù)機(jī)構(gòu)不能適應(yīng)，機(jī)器人下降時三支噴槍無法保持對心、相對桿面距離發(fā)生變化而影響噴涂質(zhì)量。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)沿錐度桿爬行并對桿件表面進(jìn)行清洗維護(hù)的機(jī)器人。?

機(jī)器人由行走裝置、夾緊裝置、導(dǎo)向壓緊裝置、功能裝置及控制系統(tǒng)組成，以氣缸作為動力元件。行走裝置包括上梁、下梁、兩根縱向滑桿、身板、行走氣缸、上夾爪安裝梁、下夾爪安裝梁及鉸鏈機(jī)構(gòu)。其中上梁、下梁、兩根縱向滑桿、身板連接成一個整體，行走缸缸體安裝在身板上，其活塞桿直接驅(qū)動下夾爪安裝梁并通過鉸鏈機(jī)構(gòu)驅(qū)動上夾爪安裝梁實現(xiàn)在縱向滑桿上行走功能。鉸鏈機(jī)構(gòu)是由兩根長桿、四根短桿和七個鉸支點組成的8字形全對稱結(jié)構(gòu)；鉸鏈機(jī)構(gòu)的中間鉸支點固定在身板的中心處，鉸鏈機(jī)構(gòu)的上鉸支點連接上夾爪安裝梁，鉸鏈機(jī)構(gòu)的下鉸支點連接下夾爪安裝梁。夾緊裝置由上夾緊氣缸、下夾緊氣缸、上V形夾爪和下V形夾爪組成，上夾緊氣缸安裝在上夾爪安裝梁上，下夾緊氣缸安裝在下夾爪安裝梁上。上、下夾緊氣缸分別與上、下V形夾爪連為一體，通過兩個夾緊氣缸控制上、下V形夾爪的擴(kuò)張角度，而機(jī)器人沿錐形桿爬升主要依靠V形夾爪與桿件之間的摩擦力承受。導(dǎo)向壓緊部分包括壓緊缸、壓緊輪及導(dǎo)向輪。身板兩端伸出有呈水平方向布置的支撐桿，壓緊缸缸體固定在支撐桿另一端的安裝板上，其活塞桿沿錐度桿徑向驅(qū)動壓緊輪，和兩個分別布置在上梁和下梁內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向輪一起，與桿壁接觸，保持機(jī)器人身體與桿壁等距，起到支撐和導(dǎo)向作用，防止機(jī)器人在爬行過程中傾覆。兩支撐桿分別穿過前后身板兩端水平伸出，壓緊缸的缸體固定在連接支撐桿伸出端的安裝板上，壓緊缸的活塞桿沿錐度桿徑向驅(qū)動壓緊輪，和布置在上梁內(nèi)側(cè)的上導(dǎo)向輪、下梁內(nèi)側(cè)的下導(dǎo)向輪同時與桿壁接觸，三點構(gòu)成的接觸面位于錐度桿軸向剖面上。功能部分包括噴洗頭導(dǎo)向缸、噴洗頭導(dǎo)向輪、由四個安裝塊及四根滑桿組成的正方形機(jī)構(gòu)。上梁兩端水平方向布置兩個伸出的支撐桿，噴洗頭導(dǎo)向缸缸體固定在兩個支撐桿另一端的安裝板上，其活塞桿沿錐度桿徑向驅(qū)動噴洗頭導(dǎo)向輪與桿壁接觸，兩固定安裝塊分別安裝于上梁和對面的噴洗頭導(dǎo)向輪上，沿錐度桿徑向，并與桿壁保持等距。兩固定安裝塊上各自伸出呈正交方向的兩根滑桿，其兩個交點處分別安裝可以在滑桿上滑動的兩個移動安裝塊，組成水平放置的正方形機(jī)構(gòu)。四個安裝塊上分別安裝有噴頭，機(jī)器人向上或向下爬行時，噴頭沿錐度桿徑向移動，噴頭到桿件表面的距離始終不變，保證了噴洗的效果和噴涂的均勻性。控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、電磁閥組、磁電傳感器、氣源和遙控器等，通過單片機(jī)控制電磁閥的得失電來控制行走氣缸和夾緊氣缸的順序動作，實現(xiàn)復(fù)合蠕動爬行，在爬行時控制噴頭開啟實現(xiàn)桿面噴洗、噴涂等維護(hù)工作。?

本實用新型的有益效果如下：?

(1)采用模塊化設(shè)計思想。本設(shè)計以爬桿部分為主體，安裝不同的功能部件實現(xiàn)多種維護(hù)功能（如噴洗、噴漆、噴塑）；

(2)復(fù)合蠕動，連續(xù)爬行。本設(shè)計采用復(fù)合蠕動爬行方式，通過氣缸和鉸鏈機(jī)構(gòu)的共同作用實現(xiàn)機(jī)器人身體的連續(xù)爬行，保持噴涂連續(xù)性；

(3)功能部件實現(xiàn)等距移動。機(jī)器人爬行的同時，噴頭隨著錐度桿截面直徑的變化沿徑向等距移動，與桿面距離保持不變，保證噴涂均勻性；