[發(fā)明專利]一種爬桿機(jī)器人及其爬桿方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810726555.2
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: 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（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: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 南寧東智知識產(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

本發(fā)明公開了一種爬桿機(jī)器人，涉及機(jī)器人研制技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有的爬桿機(jī)器人無法避障或者避障功能、效率低下的問題，主要包括有手爪機(jī)構(gòu)、攀爬機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)，攀爬機(jī)構(gòu)在手爪機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)協(xié)同下實(shí)現(xiàn)手爪機(jī)構(gòu)、攀爬機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)的攀爬，旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)在手爪機(jī)構(gòu)和攀爬機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手爪機(jī)構(gòu)、攀爬機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)的避障。本發(fā)明還提供上述爬桿機(jī)器人的爬桿方法。本發(fā)明能夠在爬桿過程中實(shí)現(xiàn)避障調(diào)姿，從而能夠使得爬桿機(jī)器人在爬桿過程中躲避部分障礙；爬桿和避障可以同時(shí)進(jìn)行，互相協(xié)作卻互不干擾，從而保證了爬桿和避障的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人研制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種爬桿機(jī)器人及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

在各種作業(yè)，尤其是電力行業(yè)的作業(yè)中，往往需要進(jìn)行爬桿作業(yè)。傳統(tǒng)的爬桿作業(yè)都是人工進(jìn)行，即作業(yè)人員依靠各種輔助裝置爬桿，來實(shí)現(xiàn)各種操作。這種方式有很大的限制，一方面，即使有輔助工具幫忙，但是爬桿作業(yè)依然是一項(xiàng)極度耗損體力的工作，對爬桿人員身體要求高；再則就是爬桿作業(yè)危險(xiǎn)很大，一是登高操作，一不小心會有墜落的風(fēng)險(xiǎn)，二是在桿上作業(yè)，增加了作業(yè)難度，從而增加了危險(xiǎn)系數(shù)。隨著機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，爬桿機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，用來取代人類來進(jìn)行爬桿作業(yè)。操作機(jī)器人可以代替人類爬桿作業(yè)，避免了人工作業(yè)時(shí)體力下降對工作效率和人員安全的有害影響。然則現(xiàn)有的爬桿機(jī)器人主要是注重機(jī)器人的爬桿效率，而往往沒能夠考慮到在爬桿過程中的避障以及避障效率，有時(shí)候碰上桿件上有一點(diǎn)障礙就無法實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中依然存在很大的不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上不足，本發(fā)明提供一種具有良好的避障功能的爬桿機(jī)器人。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種爬桿機(jī)器人，包括有手爪機(jī)構(gòu)、攀爬機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)，所述攀爬機(jī)構(gòu)包括有機(jī)架、攀爬電機(jī)、連桿、曲柄、手爪升降驅(qū)動架和光桿，所述攀爬電機(jī)固定設(shè)置于所述機(jī)架上，所述曲柄通過聯(lián)軸器安裝在所述攀爬電機(jī)的輸出軸上，所述連桿一端與所述曲柄鉸接，另一端與所述手爪升降驅(qū)動架鉸接，所述光桿豎直設(shè)置于所述機(jī)架上；所述旋轉(zhuǎn)避障機(jī)構(gòu)包括有避障電機(jī)、傳動軸、傳動齒輪、圓弧旋轉(zhuǎn)部件和限位部件，所述避障電機(jī)固定設(shè)置于所述機(jī)架的下面，所述傳動軸通過聯(lián)軸器安裝在所述避障電機(jī)的輸出軸上，所述傳動齒輪安裝在所述傳動軸上；所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件為具有開口的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件的外周上設(shè)置有與所述傳動齒輪相匹配的輪齒，所述傳動齒輪與所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件上的輪齒嚙合連接，所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件在周向上設(shè)置有圓弧凹槽，所述限位部件的頂端固定連接于所述機(jī)架的底面，底端穿過所述圓弧凹槽，所述限位部件的底端設(shè)置有限位塊以使得所述限位部件只能與所述圓弧凹槽相互周向轉(zhuǎn)動；所述手爪機(jī)構(gòu)為兩個(gè)以上，至少一個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件的底面，至少一個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動架上，位于所述手爪升降驅(qū)動架上的所述手爪機(jī)構(gòu)設(shè)置有限位環(huán)，所述限位環(huán)套設(shè)在所述光桿上。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)包括有手爪電機(jī)、卡爪、手爪外殼、絲杠、絲杠螺母，所述手爪電機(jī)固定設(shè)置于所述手爪外殼上，所述絲杠通過聯(lián)軸器安裝在所述手爪電機(jī)的輸出軸上，所述絲杠螺母安裝在所述絲杠上，每個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)中的卡爪為兩個(gè)，對稱設(shè)置于所述絲杠兩側(cè)，所述卡爪的中部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述手爪外殼上，所述卡爪的后端開設(shè)有滑槽，所述絲杠螺母的兩側(cè)上設(shè)置有滑塊，所述滑塊位于所述滑槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述攀爬電機(jī)、避障電機(jī)和手爪電機(jī)為直流減速電機(jī)。

進(jìn)一步地，兩個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)為一組，同一組中兩個(gè)所述手爪機(jī)構(gòu)相對設(shè)置；一組所述手爪機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于所述圓弧旋轉(zhuǎn)部件的底面，一組所述手爪機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述手爪升降驅(qū)動架上。

進(jìn)一步地，所述限位部件為豎直設(shè)置的弧形板。

進(jìn)一步地，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)的底部與位于下方的所述爬桿機(jī)器人的光桿固定連接。