[發(fā)明專利]一種爬桿機(jī)器人及其爬桿方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810726555.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN108657302A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭麗娟;陳梁遠(yuǎn);唐彬;張玉波;蘇星華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B62D57/024
• 分類號(hào): B62D57/024
• 代理公司: 南寧東智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;汪治興

1.一種爬桿機(jī)器人，包括有手爪機(jī)構(gòu)（1）、攀爬機(jī)構(gòu)（2）和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3），其特征在于：

所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）包括有機(jī)架（21）、攀爬電機(jī)（22）、連桿（23）、曲柄（24）、手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）和光桿（26），所述攀爬電機(jī)（22）固定設(shè)置于所述機(jī)架（21）上，所述曲柄（24）通過(guò)聯(lián)軸器安裝在所述攀爬電機(jī)（22）的輸出軸上，所述連桿（23）一端與所述曲柄（24）鉸接，另一端與所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）鉸接，所述光桿（26）豎直設(shè)置于所述機(jī)架（21）上；

所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）包括有避障電機(jī)（31）、傳動(dòng)軸（32）、傳動(dòng)齒輪（33）、圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）和限位部件（35），所述避障電機(jī)（31）固定設(shè)置于所述機(jī)架（21）的下面，所述傳動(dòng)軸（32）通過(guò)聯(lián)軸器安裝在所述避障電機(jī)（31）的輸出軸上，所述傳動(dòng)齒輪（33）安裝在所述傳動(dòng)軸（32）上；所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）為具有開口的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）的外周上設(shè)置有與所述傳動(dòng)齒輪（33）相匹配的輪齒，所述傳動(dòng)齒輪（33）與所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的輪齒嚙合連接，所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）在周向上設(shè)置有圓弧凹槽（36），所述限位部件（35）的頂端固定連接于所述機(jī)架（21）的底面，底端穿過(guò)所述圓弧凹槽（36），所述限位部件（35）的底端設(shè)置有限位塊（37）以使得所述限位部件（35）只能與所述圓弧凹槽（36）相互周向轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述手爪機(jī)構(gòu)（1）為兩個(gè)以上，至少一個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）的底面，至少一個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上，位于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）設(shè)置有限位環(huán)（18），所述限位環(huán)（18）套設(shè)在所述光桿（26）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人，其特征在于：每個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）包括有手爪電機(jī)（11）、卡爪（12）、手爪外殼（13）、絲杠（14）、絲杠螺母（15），所述手爪電機(jī)（11）固定設(shè)置于所述手爪外殼（13）上，所述絲杠（14）通過(guò)聯(lián)軸器安裝在所述手爪電機(jī)（11）的輸出軸上，所述絲杠螺母（15）安裝在所述絲杠（14）上，每個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）中的卡爪（12）為兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于所述絲杠（14）兩側(cè)，所述卡爪（12）的中部可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述手爪外殼（13）上，所述卡爪（12）的后端開設(shè)有滑槽（16），所述絲杠螺母（15）的兩側(cè)上設(shè)置有滑塊（17），所述滑塊（17）位于所述滑槽（16）內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人，其特征在于：所述攀爬電機(jī)（22）、避障電機(jī)（31）和手爪電機(jī)（11）為直流減速電機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人，其特征在于：兩個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）為一組，同一組中兩個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)（1）相對(duì)設(shè)置；一組所述手爪機(jī)構(gòu)（1）固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）的底面，一組所述手爪機(jī)構(gòu)（1）設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人，其特征在于：所述限位部件（35）為豎直設(shè)置的弧形板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人，其特征在于：所述爬桿機(jī)器人上下堆疊設(shè)置，位于上方的所述爬桿機(jī)器人的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）的底部與位于下方的所述爬桿機(jī)器人的光桿（26）固定連接。

7.一種爬桿機(jī)器人的爬桿方法，具有權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的爬桿機(jī)器人，爬桿機(jī)器人的各電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與電源連接，其特征在于，包括以下步驟：

1）將所述爬桿機(jī)器人靠近待爬行的桿件，固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件；所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）驅(qū)動(dòng)設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）沿所述光桿（26）上升；待設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）上升到一定位置時(shí)，設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件；固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）從待爬行的桿件上松開；所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）、旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）以及固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）在所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）作用下上升，整個(gè)爬桿機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一次向上攀爬；

2）重復(fù)步驟1）以實(shí)現(xiàn)爬桿機(jī)器人連續(xù)向上攀爬；

3）固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件時(shí)，所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）驅(qū)動(dòng)設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）沿所述光桿（26）下降，待設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）下降到一定位置時(shí)，設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件，固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）從待爬行的桿件上松開，所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）、旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）以及固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）在所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）作用下下降，整個(gè)爬桿機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一次向下攀爬；

4）重復(fù)步驟3）以實(shí)現(xiàn)爬桿機(jī)器人連續(xù)向下攀爬；

5）爬桿機(jī)器人需要避障調(diào)姿時(shí)，當(dāng)爬桿機(jī)器人處在固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件、設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）松開待爬行的桿件的狀態(tài)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）驅(qū)動(dòng)所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）的位置從而實(shí)現(xiàn)所述攀爬機(jī)構(gòu)（2）、旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）和設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）的避障調(diào)姿；當(dāng)爬桿機(jī)器人處在固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）上的手爪機(jī)構(gòu)（1）松開待爬行的桿件、設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）卡緊待爬行的桿件的狀態(tài)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）驅(qū)動(dòng)圓弧旋轉(zhuǎn)部件（34）轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）的位置從而實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)（3）和設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動(dòng)架（25）上的所述手爪機(jī)構(gòu)（1）的避障調(diào)姿；

6）重復(fù)步驟5）以實(shí)現(xiàn)爬桿機(jī)器人連續(xù)避障調(diào)姿。