[發明專利]一種利用輔助桿爬桿的復合型機器人

有效

• 申請號: 201611255947.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106737621B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王大虎;王滿利;黃凱征;馮朝陽;李恩賜;王沛雄
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/00;B25J5/00;B62D57/024
• 代理公司: 41130 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王國旭

本發明屬于高空作業機械領域，涉及一種利用輔助桿爬桿的復合型機器人。本發明的機器人由攀爬部、固定部和作業臂三個部分組成，三個部分相互連接；所述攀爬部由上板、下板、異步小夾具、導桿、傳動絲桿及齒輪組成；所述固定部由同步大夾具、齒輪對及齒輪組成；所述作業臂由支撐架、固定爪、水平回轉關節、肩彎曲關節、肘彎曲關節、腕關節、夾具組成。本發明機器人基于絲杠傳動原理，在靈活可移動的輔助桿上攀爬，實現了作業位置靈活可變，機器人的大夾具鎖定在目標桿上，可進行綜合作業，同時作業臂360度自由旋轉的設計，可實現多角度的檢修作業；本發明結構輕巧，重量輕，工作地點靈活，可靠性強，可代替人工高處作業，并且成本低，實用性強。

技術領域

本發明屬于高空作業機械領域，涉及一種利用輔助桿爬桿的復合型機器人。

背景技術

目前高空作業越來越普遍，相關技術人員需要沿桿攀爬到高處進行高空作業，進行檢測和維修等任務，例如電線桿、風電塔桿、路燈桿等。由于目前高空技術主要是由大型設備或者依靠人工來完成的，這種作業方法成本高，風險大，效率低，在工作過程中難免會出現一些意外情況發生，導致人身安全或者財產損失，因此很有必要設計出一種借助輔助桿來攀爬至目標桿的復合型爬桿機器人來代替人工高空作業。

目前爬桿機器人種類較多，但大多數是采用上下夾持結構來直接攀爬目標桿結構，這樣在爬桿的過程中一旦遇到障礙物導致機器人夾持不穩定導致掉落等現象，而且只能適應于比較細的等直徑桿，對于粗細不一或者較細的桿則無能為力，且機器人體積較大，結構復雜，成本較高，實用性差，難以普及。

發明內容

本發明所解決現有技術中存在的技術問題是：在機器人爬桿過程中不能適應直桿爬行，遇到障礙物無法超越障礙，對于粗細不一的桿無法穩定固定以及爬桿范圍受限等問題，希望設計出一種利用輔助桿來攀爬的機器人，可以使機器人靈活自由攀爬到目標桿上，并配合多自由度靈活自由的作業臂，機器人可以到高處進行綜合作業。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種利用輔助桿爬桿的復合型機器人，由攀爬部、固定部和作業臂三個部分組成，三個部分相互連接；所述攀爬部由上板、下板、異步小夾具、導桿、傳動絲桿及齒輪組成；所述固定部由同步大夾具、齒輪對及齒輪組成；所述作業臂由支撐架、固定爪、水平回轉關節、肩彎曲關節、肘彎曲關節、腕關節、夾具組成。

進一步，所述傳動絲桿11的上端固定于上板，傳動絲桿11的下端與第一齒輪9內圈之間進行絲桿螺母傳動，齒輪9通過傳動螺母固定連接于底部軸承內環上，底部軸承通過軸承蓋21固定連接于下板上，第二齒輪10下端連接變速電機并與第一齒輪9相嚙合，從而帶動第一齒輪9與傳動絲杠11進行絲杠傳動。

進一步，所述導桿3共有兩個，導桿3的上端分別固定安裝在上板上，導桿3的下端穿過下板上相對應的預設小孔，兩個相對分列設置，以防止下板升降移動時向兩邊偏離。

進一步，所述異步小夾具共有兩個，分別設置在上板和下板上相對應的中心通孔處，即上部小夾具17和下部小夾具8，上部小夾具17通過與第一電機12連接的上部帶動齒輪18的帶動進行開合活動，下部小夾具8通過與第二電機19連接的下部帶動齒輪14的帶動進行開合活動。

進一步，所述同步大夾具共有兩個，即上部大夾具4和下部大夾具6，分別連接在上板和下板上，上部大夾具4與上板連接處有上部嚙合齒輪對15，上部嚙合齒輪對15中的一個齒輪與上部主動齒輪16相嚙合，上部主動齒輪16與第三電機13通過銷釘連接，下部大夾具6與下板連接處有下部嚙合齒輪對5，下部嚙合齒輪對5中的一個齒輪與下部主動齒輪7嚙合，下部主動齒輪7與第四電機20通過銷釘連接。

進一步，所述作業臂通過固定爪27固定連接在支撐架1上，所述支撐架1焊接在上部大夾具4上，所述作業臂由水平回轉關節26、肩彎曲關節25、肘彎曲關節24、腕關節23、夾具22依次連接組成。