[發明專利]一種氣動軟體爬桿機器人

有效

• 申請號: 201710058195.9
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106965868B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 徐豐羽;楊裕棟;蔣國平
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發明公開了一種氣動軟體爬桿機器人，包括軟體機器人本體、電磁夾緊裝置、驅動控制系統和遙控設備。軟體機器人本體為設有開口的環形，且截面為圓形。軟體機器人本體設有中心容納空腔和若干個密閉氣腔。軟體機器人本體具有三個剛度逐漸遞增的材料層，分別為變形層、中間層和約束層。電磁夾緊裝置包括設在兩個開口端面上的電磁鐵A和電磁鐵B。驅動控制系統設置在中心容納空腔內，驅動控制系統包括充氣控制閥、氣泵、微型控制器和便攜電源。便攜電源用于向電磁鐵A和電磁鐵B供電，遙控設備與微型控制器無線連接。本發明采用軟體材料構建，具有很強的環境適應能力，能適用于桿狀物管內或管外的爬升，以及能攀爬一定程度的彎管。

技術領域

本發明涉及一種爬桿機器人，特別是一種氣動軟體爬桿機器人。

背景技術

現在的電線桿、路燈或拉索等高桿類建筑，長年累月的處在沒有保護的空氣中，受到來自各種方面的腐蝕和污染。如果采用人工對這些高桿類建筑進行檢測和維護是十分麻煩的，而且可能達不到預期效果。因此，可以代替人力的爬桿機器人，得到廣泛研究和應用。

然而，傳統爬桿機器人都是基于硬質或剛性材料的剛性運動副連接，例如上海交通大學研制的用于拉索檢測維護工業機器人，雖然其負載能力很強，能很好地完成大橋拉索的檢測、涂裝、維護等功能，其技術方案公布在專利號為99252056.8的中國實用新型專利文件中。

上述傳統爬桿機器人均存在著如下技術問題：

1.靈活性低，對于未知環境適應能力低，不能任意改變尺寸和大小，在特定環境中應用時需要提供障礙物形狀尺寸等先驗環境信息。另外，大多采用凸輪機構夾緊，由于凸輪機構的不可伸縮性，一個爬行器只能爬行特定直徑的等直徑的桿件。這個給實際應用帶來了很大的約束，頻繁的重新設計和更換設備其設計成本和維護成本較高。

2.只能實現單一的管內或是管外爬升，處在不同的外部環境時必須重新設計和制造，浪費了大量的人力、物力、財力。

3.高桿類建筑，由于生產、加工或后期使用等原因，在日后的使用中產生了形變或是彎曲，具有一定的彎曲度。上述傳統剛性爬桿機器人無法實現彎管的攀爬。

4.對于專利99252056.8來講，拉索檢測維護機器人的爬升裝置結構外形較大；整機采用有纜供電，其連接電纜的長度必須大于機器人所爬升的大橋拉索的長度，高空作業時受風力影響較明顯。另外，該機器人沒有設計相關的下降裝置，當作業過程中出現意外情況時，是采用連接在機器人上的鋼絲繩，從幾十甚至幾百米的高空用人力拖拽回收機器人。

5.傳統剛性爬桿機器人自身重量較大，且夾緊機構是滾輪，在意外故障斷電情況下在重力下自行下降，在落地時往往速度過大，很容易造成機器人整個損壞。

6.在爬升的過程中，目前要實現變直徑桿的爬行則只能依靠氣動蠕行式爬行器來解決，運行相對緩慢，摩擦力過大情況下難以進行爬升。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種氣動軟體爬桿機器人，該氣動軟體爬桿機器人采用軟體材料構建，結構簡單，具有很強的環境適應能力，能適用于桿狀物管內或管外的爬升，另外，還能攀爬一定程度的彎管。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種氣動軟體爬桿機器人，包括軟體機器人本體、電磁夾緊裝置、驅動控制系統和遙控設備。

軟體機器人本體為設置有開口的環形，具有兩個開口端面，且軟體機器人本體的截面為圓形。

軟體機器人本體的中心環線處設置有中心容納空腔，位于中心容納空腔外側的軟體機器人本體上均勻設置有若干個密閉氣腔，每個密閉氣腔內均設置有一根氣管。