CN102501912A - 一种多姿态运动爬杆机器人 - Google Patents

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秦小屿
王强
朱维兵
王和顺
郭七星
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Abstract

本发明涉及一种多姿态运动爬杆机器人。该机器人由一个机架和六个相同的运动驱动装置组成，机架由机架主体、机架封闭边、销轴和插销组成一个正六边形框架，其中机架封闭边可绕销轴转动，打开六边形框架的一边，使圆柱杆进入机架的六边形框架内，在机架上下对称、均匀地安装有三对相同的运动驱动装置，具体安装方法是用螺栓将支撑臂支架固定在机架上，用支撑臂转轴将可转动支撑臂连接在支撑臂支架上，驱动轮支撑架装在可转动支撑臂的另一端，驱动轮支撑架可绕驱动轮支撑架转轴转动，驱动轮和驱动轮转轴装在驱动轮支撑架上，用弹簧连接上下两个可转动支撑臂；驱动轮和驱动轮支撑架的转动分别由两组步进电机驱动，所有运动统一由电气系统控制；由于驱动轮可转向，该机器人能实现沿圆柱杆竖直上下运动、绕圆柱杆转动和绕圆柱杆作螺旋运动。

Description

一种多姿态运动爬杆机器人
技术领域
    本发明涉及一种机器人，具体地讲是一种多姿态运动爬杆机器人。
背景技术
    爬杆机器人是当前机器人技术的研究热点之一，爬杆机器人已在建筑、装饰、清洗、喷涂、排危等行业有着广泛的应用，目前在其他行业也越来越具有应用前景，因此需要多种形式的爬杆机器人。
发明内容
    本发明的目的是提供一种多姿态运动爬杆机器人。
本发明的技术方案：
该机器人由一个机架（1）和六个相同的运动驱动装置（2）组成，机架（1）由机架主体（101）、机架封闭边（102）、销轴（103）和插销（104）组成一个正六边形框架，其中机架封闭边（102）可绕销轴（103）转动，打开六边形框架的一边，使圆柱杆（3）进入机架（1）的六边形框架内，在机架（1）上下对称、均匀地安装三对相同的运动驱动装置（2），具体安装方法是用螺栓（207）将支撑臂支架（201）固定在机架（1）上，用支撑臂转轴（202）将可转动支撑臂（203）连接在支撑臂支架（201）上，驱动轮支撑架（204）装在可转动支撑臂（203）的另一端，驱动轮支撑架（204）可绕驱动轮支撑架转轴（2041）转动，驱动轮（205）和驱动轮转轴（206）装在驱动轮支撑架（204）上，弹簧（208）连接上下两个可转动支撑臂（203）；驱动轮（205）和驱动轮支撑架（204）的转动分别由两组相同的步进电机驱动，所有运动统一由电气系统控制。
有益效果：该爬杆机器人可实现上下运动、回转运动和螺旋运动三种运动方式，而且螺旋运动的螺旋升角可调，可用于多种应用场合；该装置结构简单，制造容易。  
附图说明
图1是该多姿态运动爬杆机器人的三维示意图。1—机架，101—机架主体，102—机架封闭边，103-—销轴，104—插销，2—运动驱动装置，201—支撑臂支架，202—支撑臂转轴，203—可转动支撑臂，204—驱动轮支撑架，2041—驱动轮支撑架转轴，205—驱动轮，206—驱动轮转轴，207—螺栓，208—弹簧，3—圆柱杆。
图2是该多姿态运动爬杆机器人沿圆柱杆作竖直运动时一组运动驱动装置（上和下）的示意图。A—表示多姿态运动爬杆机器人的运动方向，下同。
图3是该多姿态运动爬杆机器人绕圆柱杆转动时一组运动驱动装置（上和下）的示意图。
图4是该多姿态运动爬杆机器人绕圆柱杆作螺旋运动时一组运动驱动装置（上和下）的示意图。
图5是该多姿态运动爬杆机器人打开机架封闭边的三维示意图。
具体实施方式
根据图1~图5对本发明的具体实施方案详细说明。
从图1和图5的三维示意图可以看出该多姿态运动爬杆机器人的结构。该机器人由一个机架1和六个相同的运动驱动装置2组成，机架1由机架主体101、机架封闭边102、销轴103和插销104组成一个正六边形框架，其中机架封闭边102可绕销轴103转动，打开六边形框架的一边，使圆柱杆3进入机架1的六边形框架内，在机架1上下对称、均匀地安装三对相同的运动驱动装置2，具体安装方法是用螺栓207将支撑臂支架201固定在机架1上，用支撑臂转轴202将可转动支撑臂203连接在支撑臂支架201上，驱动轮支撑架204装在可转动支撑臂203的另一端，驱动轮支撑架204可绕驱动轮支撑架转轴2041转动，用来控制驱动轮205的运动方向，驱动轮205和驱动轮转轴206装在驱动轮支撑架204上，弹簧208连接上下两个相同的运动驱动装置2，使驱动轮205具有一定的压力压在圆柱杆3上，保证具有足够的摩擦力能驱动该机器人运动；六个驱动轮205由一组相同的步进电机驱动，动作保持一致，六个驱动轮支撑架204的转动也由一组相同的步进电机驱动，动作也保持一致，整个机器人的所有动作统一由电气系统控制。
当该机器人竖直运动时（如图2），驱动轮转轴206的轴线与圆柱杆3的轴线投影垂直；当该机器人绕圆柱转动时（如图3），驱动轮转轴206的轴线与圆柱杆3的轴线投影平行；当该机器人作螺旋运动（如图4），驱动轮转轴206的轴线与圆柱杆3的轴线投影既不平行也不垂直，构成一小于90°的角度，与螺旋线的螺旋升角相等。

Claims (3)

1.一种多姿态运动爬杆机器人，其特征是：由一个机架（1）和六个相同的运动驱动装置（2）组成，机架（1）由机架主体（101）、机架封闭边（102）、销轴（103）和插销（104）组成一个正六边形框架，其中机架封闭边（102）可绕销轴（103）转动，在机架（1）上下对称、均匀地安装三对相同的运动驱动装置（2），具体安装方法是用螺栓（207）将支撑臂支架（201）固定在机架（1）上，用支撑臂转轴（202）将可转动支撑臂（203）连接在支撑臂支架（201）上，驱动轮支撑架（204）装在可转动支撑臂（203）的另一端，驱动轮支撑架（204）可绕驱动轮支撑架转轴（2041）转动，驱动轮（205）和驱动轮转轴（206）装在驱动轮支撑架（204）上，弹簧（208）连接上下两个可转动支撑臂（203）；驱动轮（205）和驱动轮支撑架（204）的转动分别由两组相同的步进电机驱动，所有运动统一由电气系统控制。
2.根据权利要求1所述的多姿态运动爬杆机器人，其特征在于机架（1）正六边形框架的机架封闭边（102）可绕销轴（103）转动，可使一边打开，使圆柱杆（3）进入机架（1）的六边形框架内。
3.根据权利要求1所述的多姿态运动爬杆机器人，其特征在于驱动轮支撑架（204）可绕驱动轮支撑架转轴（2041）转动，使驱动轮（205）实现转向。
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