[發明專利]一種伸縮自適應的紅外探測爬桿機器人

在審

• 申請號: 202011089663.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112388645A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 梅瀟;劉宗沁;曹蓉;鄭建斌;陳堅;王鑫
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/04;B25J9/08;B25J9/16;B25J17/02;B25J18/00;B62D57/024
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本發明涉及一種伸縮自適應的紅外探測爬桿機器人，包括機械支撐框架、自動抱合系統、自動伸縮系統、攀爬機構以及機械手臂系統。本發明結構特點主要是攀爬輪對心安裝在三角形支撐框架各邊，攀爬輪通過電機及電機支架與自動伸縮裝置相連，當攀爬輪與桿狀物進行接觸后，能夠自動對桿狀物進行尺寸伸縮適應并自動抱合，再根據操作指令進行爬桿，完成高空作業任務。本發明結構簡單，三角形支撐框架能夠保證機器人的爬行穩定性，電動伸縮設置能夠巧妙適用于多種直徑尺寸的桿狀物、管道，通用性強，牢固度好，攀爬能力優越，且擁有較長的使用壽命和較高的安全性。

技術領域

本發明涉及機械技術領域，具體涉及一種貼合桿狀物伸縮自適應的紅外探測爬桿機器人。

背景技術

隨著科技的發展，電力和網絡已經逐漸成為人們生活中不可或缺的必需品。而電線電纜的架設和維護是保證電力輸送和網絡暢通的重要途徑。在大風雨雪天氣、自然災害之后往往伴隨著高桿設施的損壞和繁多的線路檢修工作。傳統的維修策略是檢修人員通過腳蹬或者云梯攀爬至電線桿高處進行作業，不僅效率低下，危險性系數大，更存在著重大的安全隱患，事故幾率大。近年來，線路維修維護人員登桿作業頻發傷亡事故，爬桿機器人的出現和發展應運而生。

爬桿機器人是機器人中較為重要的分支，爬桿機器人需要在克服重力的情況下依附于管道、電線桿、路燈桿等桿狀物進行攀爬，完成特定條件下的檢測任務，能夠代替人類完成高難度、高危險性的高空作業，不僅實用性強而且用途廣泛，是當前研究發展的熱門。但是，現有的爬桿機器人通用性差，無法適應較多尺寸的桿狀物；體積較大，較為笨重，無法輕巧地進行攀爬作業；且考慮到使用難度、價格成本等因素，爬桿機器人的實際應用性較低。

紅外熱成像技術是一項應用前景廣闊的高新技術，它集光電成像技術、圖像處理技術、計算機技術于一體，經紅外探測器轉化為電子信號，再將電子信號通過電子處理系統處理，使熱像顯示在熒光屏上，從而判斷物體表面的溫度分布情況，具有準確、實時、快速等特點。紅外熱成像技術已經在實踐中不斷發展與完善，憑借其獨特的技術優勢被推廣到很多領域。而對電力設備維修檢測而言，紅外熱像儀是一種理想的無損檢測儀器，熱像儀可以在不打開電箱的情況下準確地檢測到電箱內部的溫度并以顏色表示其溫度分布。

因此，本發明需要設計一種結構簡單輕便、自動伸縮適應多種尺寸直桿的紅外探測爬桿機器人。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種能夠自動伸縮、依附在桿狀物上并根據指令進行攀爬完成高空作業的紅外探測爬桿機器人，解決了現有爬桿機器人體積大笨重，桿徑尺寸不適應，攀爬過程中牢固性差，容易出現打滑跌落甚至損壞的情況。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種伸縮自適應的紅外探測爬桿機器人，包括爬行機構和工作機構，所述爬行機構包括機械支撐框架、自動抱合系統、自動伸縮系統和攀爬機構，所述工作機構為機械手臂系統，設于支撐框架的一側；所述機械支撐框架包括固定臂和轉臂，所述自動抱合系統包括叉架單元和卡扣機構，所述自動伸縮系統包括伸縮支架、雙伺服驅動電機和電機支架，所述機械手臂系統包括上臂、前臂、控制底座、夾持裝置和工作裝置；其特征在于：還包括用于電路安全監測的紅外熱像儀設備、用于檢驗機器人是否接觸目標桿狀物的應變片和用于提醒操作人員的蜂鳴器響鈴模塊；所述的紅外熱像儀設備、應變片、蜂鳴器模塊皆與信號控制器電連接。

進一步，所述支撐框架主體呈等邊三角形，以保證爬桿機器人結構穩定。

進一步，所述攀爬機構包括攀爬輪和電機驅動單元，所述攀爬輪包括三個，三個所述攀爬輪分別設于支撐框架相對的三邊，且三個所述攀爬輪在支撐框架上對中安裝，對準支撐框架的重心，保證機器人攀爬時結構受力均勻，增強牢固性。