CN101049898A - 爬线机器人 - Google Patents
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Abstract
一种爬线机器人，由攀爬装置、驱动电机(2)组成，其特征在于：所述的攀爬装置包括由驱动电机驱动、传动轮、传动轮带组成的攀爬主传动机构(1)，由传动轮、传动轮带组成的攀爬辅助传动机构(4)，所述的攀爬主传动机构(1)和攀爬辅助传动机构(4)的两端通过设于两端的夹紧组合件(3)连接成一体组成攀爬组合主体，且攀爬主传动机构(1)中的传动轮与攀爬辅助传动机构(4)中的传动轮呈错位状排布、并使两者的传动带呈紧密夹持中间绳索状态，应用传动带与载体绳索间的摩擦力形成攀爬位移动力。
Description
技术领域
本发明涉及一种可攀爬装置，尤其是一种在细软绳索上连续攀爬的爬线机器人，适用于各类运输、挂载等高空作业。
背景技术
在已知的爬升机器人中，攀爬装置的动力驱动方式有液压式、滚轮式、电动式、气压气动式等，动力传递速度较慢；并且所攀爬的载体是具有一定刚度与直度的竿、电缆，或直径较大的粗绳。如目前公开介绍的资料见到：天津大学一发明人提出的“爬杆机器人”要求载体是直径较大的直杆；苏州大学一发明人和Sloth(尺蠖)提出的“爬绳机器人”均要求绳子直径较大；也就是说使用中的爬绳机器人也要求载体具有一定的刚度和直度。但在实际应用这种机器人的特殊场合中，如在高空作业和隔着洪流时，不太可能存在上述那么理想的输送载体，也无法使较粗的绳子和直竿直接用作载体。同时，由于目前公开的气动、液动式等爬升装置都必须用有线传递的动力源作为驱动动力，因此攀爬距离受限制，无法攀升到足够的高度。
因此，提出一种适用性更为广阔的攀升移动机器人，减少对载体的限制和对有线传递动力源的依赖，就成为攀升移动机器人研发者为将这一装置真正广泛投入应用是必须解决的课题。
发明内容
本发明的目的旨在：提供一种爬线机器人，它能改善目前仅爬粗绳和直竿的局限，保证适用于细软绳和细刚性杆，且在此类攀爬介质上灵活、连续地任意角度移动、攀爬。
这种爬线机器人，由攀爬装置、驱动电机2组成，其特征在于：所述的攀爬装置包括由驱动电机驱动、传动轮、传动轮带组成的攀爬主传动机构1，由传动轮、传动轮带组成的攀爬辅助传动机构4，所述的攀爬主传动机构1和攀爬辅助传动机构4的两端通过设于两端的夹紧组合件3连接成一体组成攀爬组合主体，且攀爬主传动机构1中的传动轮与攀爬辅助传动机构4中的传动轮呈错位状排布、并使两者的传动带呈紧密夹持中间绳索状态，应用传动带与载体绳索间的摩擦力形成攀爬位移动力。
攀爬主传动机构1由槽形主机架1-1、设于该槽架内的多个传动轮1-3及一个带伞齿轮组件1-4的传动轮1-3构成的主传动轮1-2、与主传动轮主轴连接的驱动电机2以及套绕于传动轮组上环形传动带1-5组成；所述的攀爬辅助传动机构4由辅助机架4-1、设于该槽架内的多个传动轮4-2及套绕于传动轮组上环形传动带4-3组成。
所述的攀爬主传动机构1与攀爬辅助传动机构3的两端通过设于两端的夹紧组合件3连接成一体组成攀爬组合装置，且攀爬主传动机构1中的传动轮1-3与攀爬辅助传动机构4中的传动轮4-2呈错位状排布、并将两者的绕置传动带紧密压合。
所述的传动轮1-3和传动轮4-2的轮面为齿轮面。
所述的传动轮1-3和传动轮4-2的柱形轮面的设有防止环形传动带脱落的挡边1-31和挡边4-21。
所述的环形传动带1-5和4-3的内带面为与传动轮面相匹配的齿面。
所述槽形主机架1-1至少在一端设有导向机构，该导向机构是与传动带中线在同一轴线方向的限位槽，用以保证绳子始终保持在传动带中间位置，避免运行中的装置脱轨。此外，在所有传动轮的轮轴与机架壳体之间设置滚动轴承由此可以减小轮轴与壳体之间的摩擦力。
根据以上技术方案提出的这种可连续攀爬的爬线机器人，利用攀爬主传动机构因直流驱动电机产生的动力源，使环形传动带形成位移动作，并又通过与其紧密贴合在一起的辅助攀爬传动机构的共同作用，能使该攀爬装置沿着夹持两者之间的细软绳索实现攀升和位移；同时由于该装置采用可控直流电源驱动，因此可以免去有线传递的动力源，使该装置的使用空间范围得以扩大。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明装置中攀爬主传动机构的结构示意图；
图3为本发明的攀爬辅助传动机构的结构示意图。
图中：1-攀爬主传动机构 1-1主机架 1-2主传动轮 1-3传动轮 1-31挡边 1-4伞齿轮组件 1-5环形传动带 2-驱动电机 3-夹紧组合件 4-攀爬辅助传动机构 4-1辅助机架 4-2传动轮 4-21挡边 4-3环形传动带 5-紧固螺栓 6-绳索
具体实施方式
如图所示的这种可连续攀爬机器人，它是对现有沿直杆和绳索攀爬机器人的一种创造性改进，尤其适宜利用细软绳索和钢丝作载体时的攀爬之用。其具体结构如下：
这种爬线机器人，由攀爬装置、驱动电机2组成，其特征在于：所述的攀爬装置包括由驱动电机驱动、传动轮、传动轮带组成的攀爬主传动机构1，由传动轮、传动轮带组成的攀爬辅助传动机构4，所述的攀爬主传动机构1和攀爬辅助传动机构4的两端通过设于两端的夹紧组合件3连接成一体组成攀爬组合主体，且攀爬主传动机构1中的传动轮与攀爬辅助传动机构4中的传动轮呈错位状排布、并使两者的传动带呈紧密夹持中间绳索状态，应用传动带与载体绳索间的摩擦力形成攀爬位移动力。
所述的攀爬主传动机构1由槽形主机架1-1、设于该槽架内的多个传动轮1-3及一个带伞齿轮组件1-4的传动轮1-3构成的主传动轮1-2、与主传动轮主轴连接的驱动电机2以及套绕于传动轮组上环形传动带1-5组成；所述的攀爬辅助传动机构4由辅助机架4-1、设于该槽架内的多个传动轮4-2及套绕于传动轮组上环形传动带4-3组成。
所述的攀爬主传动机构1与攀爬辅助传动机构3的两端通过设于两端的夹紧组合件3连接成一体组成攀爬组合装置，且攀爬主传动机构1中的传动轮1-3与攀爬辅助传动机构4中的传动轮4-2呈错位状排布、并将两者的绕置传动带紧密压合。
所述的传动轮1-3和传动轮4-2的轮面为齿轮面。
所述的传动轮1-3和传动轮4-2的柱形轮面的设有防止环形传动带脱落的挡边1-31和挡边4-21。
所述的环形传动带1-5和4-3的内带面为与传动轮面相匹配的齿面。
所述槽形主机架1-1至少在一端设有导向机构，该导向机构是与传动带中线在同一轴线方向的限位槽，用以保证绳子始终保持在传动带中间位置，避免运行中的装置脱轨。
此外，在所有传动轮的轮轴与机架壳体之间设置滚动轴承由此可以减小轮轴与壳体之间的摩擦力。
这种爬线机器人进行攀爬和移动的原理如下：
首先将机器人组件中的夹紧组合件3卸开，分成独立的攀爬主传动机构1、攀爬辅助传动机构4，而后将借助攀爬的载体绳索6(或者是细钢缆或其它材质的绳索)放置在两攀爬机构的传动带之间，最后仍用夹紧组合件3(该夹紧组合件可以螺栓、螺帽及垫片等)将已分开的攀爬主传动机构1、攀爬辅助传动机构4组合成一体形成攀爬装置，在驱动电机2启动以后，由于驱动电机2通过伞齿轮组件1-4的作用，使攀爬主传动机构1中的主传动轮1-2以及传动轮1-3同步转动，由于该传动轮的轮面上均布有齿槽，因此就会带动设置在传动轮组上的环形传动带1-5随之同步传动；与此同时，因为在本设计方案中的攀爬辅助传动机构4是与攀爬主传动机构1紧密地贴合在一起的，因此当攀爬主传动机构1中的传动轮及环形传动带开始移动时，组成攀爬辅助传动机构4中的环形传动带4-3也会同步移动。由于在两夹紧环形传动带与夹于两环形传动带之间的载体—绳索6之间产生摩擦力，所以正是由于这种摩擦力的作用，是该攀爬装置能沿绳索移动。
该机器人工作时，通过无线发射接受模块，控制带驱动程序的驱动电机实现电机正转与反转，从而实现远程操控，改善由于有线控制而产生的工作距离的限制。
Claims (7)
1、一种爬线机器人，由攀爬装置、驱动电机(2)组成，其特征在于：所述的攀爬装置包括由驱动电机、传动轮、传动轮带组成的攀爬主传动机构(1)，由传动轮、传动轮带组成的攀爬辅助传动机构(4)，所述的攀爬主传动机构(1)和攀爬辅助传动机构(4)的两端通过设于两端的夹紧组合件(3)连接成一体组成攀爬组合主体，且攀爬主传动机构(1)中的传动轮与攀爬辅助传动机构(4)中的传动轮呈错位状排布、并使两者的传动带呈紧密夹持中间绳索状态，应用传动带与载体绳索间的摩擦力形成攀爬位移动力。
2、如权利要求1所述的一种爬线机器人，其特征在于：所述的攀爬主传动机构(1)由槽形主机架(1-1)、设于该槽架内的多个传动轮(1-3)及一个带伞齿轮组件(1-4)的传动轮(1-3)构成的主传动轮(1-2)、与主传动轮主轴连接的驱动电机(2)以及套绕于传动轮组上环形传动带(1-5)组成；所述的攀爬辅助传动机构(4)由辅助机架(4-1)、设于该槽架内的多个传动轮(4-2)及套绕于传动轮组上环形传动带(4-3)组成。
3、如权利要求1所述的一种爬线机器人，其特征在于：所述的攀爬主传动机构(1)与攀爬辅助传动机构(4)的两端通过设于两端的夹紧组合件(3)连接成一体组成攀爬组合装置，且攀爬主传动机构(1)中的传动轮(1-3)与攀爬辅助传动机构(4)中的传动轮(4-2)呈错位状排布、并将两者的绕置传动带紧密压合。
4、如权利要求1所述的一种爬线机器人，其特征在于：所述的传动轮(1-3)和传动轮(4-2)的轮面为齿轮面。
5、如权利要求1所述的一种爬线机器人，其特征在于：所述的传动轮(1-3)和传动轮(4-2)的柱形轮面的设有防止环形传动带脱落的挡边(1-31)和挡边(4-21)。
6、如权利要求1所述的一种爬线机器人，其特征在于：所述的环形传动带(1-5)和(4-3)的内带面为与传动轮面相匹配的齿面。
7、如权利要求1所述的一种可连续攀爬细软绳索的装置，其特征在于：所述槽形主机架(1-1)至少在一端设有导向机构，该导向机构是与传动带中线在同一轴线方向的限位槽。
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