[發明專利]一種電塔攀爬機器人

在審

• 申請號: 201810281267.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108436964A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 魯彩江;蔡璨羽;高宏力;劉帥;王威;雷亞雄;楊愷;孫弋;由智超;姜雪冰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/00;B25J11/00;B62D57/024;H02G1/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種電塔攀爬機器人，屬于機器人技術領域。其包括：攀爬主體以及分別設置于攀爬主體上的架腿和機械臂；攀爬主體包括多個連桿以及轉動關節，轉動關節包括偏轉機構、俯仰機構以及十字轉向軸，十字轉向軸的豎軸與偏轉機構連接，十字轉向軸的橫軸與俯仰機構連接，偏轉機構和俯仰機構分別安裝至相鄰的兩個連桿上；架腿包括頭部架、尾部架和中部架，頭部架和尾部架分別與位于攀爬主體頭部和尾部的連桿連接，中部架設置于轉動關節處并且與十字轉向軸的豎軸連接。本發明的電塔攀爬機器人能夠在三維空間中自由攀爬，機動性強；機器人在提升攀爬能力的同時具備一定的越障能力。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種電塔攀爬機器人。

背景技術

隨著我國高壓、特高壓輸電工程的不斷建設，線路檢修維護的工作量越來越大，傳統的人工攀登鐵塔的檢修方式勞動強度大且工人的安全性得不到保證。綜合檢測精度、檢修安全性及經濟性等三個方面的考慮，提出以機器人代替人工實現對電力鐵塔及輸電線路的檢修，不僅可以減輕工人的勞動強度、降低其觸電和高空墜落的危險，還可以提高檢修效率及自動化程度，具有良好的經濟效益和廣闊的應用前景。

攀爬機器人作為一種能夠代替人在高空極限環境下工作的特種機器人，由于其在核能、石化、建筑、造船和軍事偵察等領域應用廣泛，目前已成為機器人研究的一個新熱點。近年來國內外學者對空間桁架及電力鐵塔攀爬機器人進行了大量研究，但目前尚無專門針對輸電線路鐵塔防墜與巡檢功能的攀爬機器人，僅有相關類似爬升的機構：Tavakoli M.等提出的四自由度爬桿機器人可以輕松爬越管道節點，沿折彎為任意角度的圓柱桿爬行；麻省理工大學Daniela Rus教授研制的Shady 3D桁架攀爬機器人，通過自重構可以完成在由細長方形截面桿構成的3維桁架空間移動；Balaguer C.教授設計的六自由度兩臂關節式機器人ROMA，可以攜帶必要的設備對由矩形或工字形截面構成的桁架橋梁進行無損檢測，但該機器人自重達75kg，不適用于電力鐵塔工作。

從國內外展出的攀爬機器人來看，能夠完成攀爬三維桁架和桿件的機器人少之又少，現有的只有幾種，而且這幾種機器人只是能夠完成攀爬過程，并不能投入到實際工作中去。并且，從對機器人的結構設計上看，現有的機器人有許多不足，只能滿足一維、二維環境，并且并不具備越障能力。同時，從對攀爬介質的夾持上看，目前的機器人對夾持介質的適應性十分受限，而且夾持器的夾持穩定性并不是很高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電塔攀爬機器人，以解決現有攀爬機器人的在三維環境中適應性差、越障能力差的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種電塔攀爬機器人，包括：攀爬主體以及分別設置于攀爬主體上的架腿和機械臂；

攀爬主體包括多個連桿以及連接相鄰兩個連桿的轉動關節，轉動關節包括偏轉機構、俯仰機構以及設置于偏轉機構和俯仰機構之間的十字轉向軸，十字轉向軸的豎軸與偏轉機構連接，十字轉向軸的橫軸與俯仰機構連接，并且，偏轉機構和俯仰機構分別安裝至相鄰的兩個連桿上；

架腿包括頭部架、尾部架和中部架，頭部架和尾部架分別與位于攀爬主體頭部和尾部的連桿連接，中部架設置于轉動關節處并且與十字轉向軸的豎軸連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述偏轉機構包括第一連接支座、設置于第一連接支座外側的第一帶輪組件以及設置于第一連接支座內的第一驅動組件，第一連接支座與連桿連接，第一帶輪組件的從動輪與十字轉向軸的豎軸連接，第一帶輪組件的主動輪與第一驅動組件的第一輸出軸連接。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述俯仰機構包括第二連接支座、設置于第二連接支座外側的第二帶輪組件以及設置于第二連接支座內的第二驅動組件，第二連接支座與連桿連接，第二帶輪組件的從動輪與十字轉向軸的橫軸連接，第二帶輪組件的主動輪與第二驅動組件的第二輸出軸連接。