CN105000079A - 攀爬机器人 - Google Patents

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CN105000079A CN201510475961.2A CN201510475961A CN105000079A CN 105000079 A CN105000079 A CN 105000079A CN 201510475961 A CN201510475961 A CN 201510475961A CN 105000079 A CN105000079 A CN 105000079A
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周玉成
葛浙东
鲁守银
侯晓鹏
李早芳
张星梅
徐佳鹤
戚雨涵
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces

Abstract

本发明公开了一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，升降机构驱动两攀爬单元交替沿被攀爬物移动而实现攀爬机器人的攀爬；还包括使支座的支撑面俯仰角度可调的斜支撑杆。本发明的攀爬机器人通过环状攀爬单元设计获得较强的负重能力，可以携带人员和设备进行攀爬树木，方便科研人员对树木的生长状态进行研究。

Description

攀爬机器人
技术领域
本发明涉及一种能够在树干、灯杆等杆状物体上攀爬的机器人。
背景技术
目前，国内外已经有很多设计成型的应用于杆状物体的攀爬机器人，其中，有些机器人采用蠕动的形式来实现爬杆动作，这种机器人爬行速度低且无法负重攀爬；有些爬树机器人用其钩状臂卡入树皮，进而达到向上攀爬的目的，这种机器人对树木表面有一定破坏作用，而影响木材的商业价值。因此，提供一种结构简单、控制方便，攀爬过程中不但可以负重而且不会损伤被攀爬物表面的攀爬机器人，成为人们的现实需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、能够在杆状物体上负重攀爬的攀爬机器人。
本发明技术方案如下：
一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆，其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。
进一步，所述支撑面由两个平行设置的长支撑杆构成；所述长支撑杆的伸出端与所述斜支撑杆的一端铰接，固定端设置有螺纹，通过螺母固定在支座的安装板上。
进一步，所述斜支撑杆由两根螺杆和一螺纹套筒组成，旋转所述螺纹套筒可以调节斜支撑杆的长度
进一步，所述压盘面对被攀爬物一侧盘面上还设置有触觉传感器，该触觉传感器在压盘顶压到被攀爬物后触发，由此使该压盘所在的所述夹紧螺杆暂停运动，直至所有夹紧螺杆上的压盘全部顶压到被攀爬物后，所有夹紧螺杆再同时向被攀爬物运动。
进一步，所述机架上还设置有用于控制所述夹紧螺杆向远离被攀爬物方向运动时的远止点位置的限位开关。
进一步，所述夹紧机构的数量为4个，该4个夹紧机构环绕所述通道周向均布。
进一步，所述夹紧机构安装在所述机架上与所述通道垂直的同一支撑面上。
进一步，所述机架为圆环状，并且，该圆环状机架由若干部分沿周向拼接而成。
进一步，所述夹紧螺杆与所述压盘相对一端设置有一套筒，该套筒一端带有螺纹孔并通过该螺纹孔与夹紧螺杆端头螺接固定，套筒另一端带有导向孔，该导向孔直径小于套筒内腔直径，压盘面对夹紧螺杆一侧表面上固定有一销轴，该销轴自由端带有径向凸台，所述销轴插装在套筒中，销轴轴身与套筒一端的导向孔滑动配合，销轴上的凸台位于套筒内腔中，所述压簧插装在套筒中并被夹持在套筒筒底与销轴端面之间。
本发明攀爬机器人安装方便，具有较强的负重能力，可以携带人员和设备攀爬树木，攀爬过程中通过压盘降低对树木的损害，适用于科研人员对树木的生长状态进行研究。
附图说明
图1为本发明攀爬机器人结构示意图；
图2为攀爬单元俯视图；
图3为攀爬单元的机架的分解示意图；
图4为夹紧机构的分解示意图；
图5为压力控制单元的结构示意图；
图6为压力控制单元的结构示意图；
图7为触觉传感器的结构示意图；
图8为触觉传感器的结构示意图；
图9为升降机构的支座的结构示意图；
图10为升降机构的结构示意图；
图11为本发明攀爬机器人上设置有承重平台时的结构示意图；
图12为适配承重平台的机架的结构示意图；
图13为承重平台的结构示意图。
图中：1、被攀爬物；2、攀爬单元；3、升降机构；3-1、螺杆式起重机；3-2、电机；工3-3、升降螺杆；3-4、安装板；3-5、安装板；3-6、万向联轴节； 3-7、安装板；3-7.1、安装孔；4、机架；圈4-1、梁；4-2、圈梁；立4-3、柱；4-4、支撑座板；4-4.1、长槽；4-4.2、安装孔；4-4.3、安装孔；4-4.4、通孔；4-5、芯管接头；4-6、环形滑道；4-7、立柱;5、夹紧机构；5-1、螺杆式起重机；5-2、电机；5-3、安装板；5-4、安装板；5-5、夹紧螺杆；5-6、压盘； 5-7、套筒组件；5-7.1、套筒底；5-7.2、套筒筒体；5-7.3、套筒帽；5-8、压簧；5-7.4、销轴；5-7.5、连接弹簧；5-9、光电限位开关；5-10、压盘垫；6、通道；7、支座；7-1、安装板；7-2、安装板；7-3、长支撑杆；7-3.1安装孔；7-4、短支撑杆；7-5、斜支撑杆；7-6、安装孔； 8、位移传感器；9、承重平台；9-1、圈梁；9-2、圈梁；9-3、圈梁；9-4、横撑；9-5、立柱；9-6、斜撑；9-7、外齿圈；9-8、立柱；9-9、滚轮；5-11、触觉传感器；5-11.1、容置腔；5-11.2、保护环；5-11.3、安装板。
具体实施方式
下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
如图1所示，本实施例中的攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元2和设置在两攀爬单元2之间的若干个升降机构3，升降机构3驱动两攀爬单元2交替沿被攀爬物1移动而实现攀爬机器人的攀爬。
攀爬单元2带有机架4，机架上设置有供被攀爬物1穿过的通道6和环绕通道6排列的若干个夹紧机构5，夹紧机构5由螺杆式起重机5-1及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关。
图2为攀爬单元俯视图，如图中所示，攀爬单元2带有圆环形机架4，机架4上沿其周向均布安装有4个夹紧机构5，机架4中心设置有供被攀爬物1穿过的通道6。
如图3所示，机架4包括上下两层圈梁4-1、4-2，两层圈梁之间由8根立柱4-3焊接连接。圈梁4-1、4-2均由管材弯制而成，立柱4-3成对设置，每对立柱4-3处均设置有一夹紧机构支撑座板4-4。支撑座板4-4的上下边处均设置有半圆弧形断面的长槽4-4.1，长槽上设置有两个安装孔4-4.2，支撑座板4-4位于两个长槽之间的中部设置有4个安装孔4-4.3和一个大的通孔4-4.4，其中，两个长槽4-4.1分别与圈梁4-1、4-2相配，螺钉或螺栓通过安装孔4-4.2将支撑座板4-4与两层圈梁相固定，安装孔4-4.3用于安装夹紧机构5，通孔4-4.4则用于供夹紧机构5上作为夹紧螺杆的工作螺杆穿过,立柱4-3上设置有与安装孔4-4.3一一对应的通孔。参见后面关于夹紧机构5的说明。
为了能够将攀爬单元2安装到被攀爬物1上，机架4由对称的两个半圆环部分拼接而成，两个半环部分的圈梁4-1之间、圈梁4-2之间均通过插装在圈梁中的芯管接头4-5和螺钉或螺栓相连接，圈梁4-1、圈梁4-2和芯管接头4-5上相应地设置有螺钉或螺栓安装孔。4个支撑座板4-4中的两个分别位于机架4的两个半圆环部分的接口处，由此可对两个半圆环部分的连接起到加固作用。
当然，机架4并不限于由两部分拼接构成，也可以根据需要由3部分、4部分或更多的部分沿周向拼接而成。另外，机架4中间的通道6也可以是矩形、三角形，而不限于圆形。机架4采用圆环状结构有利于机架4的受力平衡。
而且，夹紧机构5的数量也可以根据需要采用3个、5个、6个，等等。并且，在保证夹紧力分布均衡的情况下，夹紧机构5也可以不采用均布的方式设置。
如图4所示，夹紧机构5包括螺杆式起重机5-1、电机5-2和安装板5-3、5-4。参见图2、图3，螺杆式起重机5-1通过安装板5-3和螺钉或螺栓与支撑座板4-4相固定，电机5-2通过螺钉或螺栓与安装板5-4相固定，安装板5-4通过螺钉或螺栓与安装板5-4相固定，螺杆式起重机5-1上作为夹紧螺杆的夹紧螺杆5-5穿过支撑座板4-4上的通孔4-4.4后伸入通道6。电机5-2的轴与螺杆式起重机5-1的驱动轴输入端通过联轴器连接。夹紧螺杆5-5的轴线沿通道6的径向延伸，并与通道6的延伸方向垂直。径向相对设置的两个夹紧机构5的夹紧螺杆5-5的轴线重合，以避免工作中产生不必要的扭矩而造成机架4扭曲，同时减少夹紧时夹紧螺杆5-5所需提供的压力，减轻对被攀爬物1的损害。机架4上各夹紧机构5的夹紧螺杆5-5的轴线处于与通道6延伸方向垂直的同一平面上。
夹紧螺杆5-5面对被攀爬物1一端设置有压盘5-6，压盘5-6上设置有压盘垫5-10，夹紧螺杆5-5端部设置有套筒5-7，该套筒5-7由两两螺纹连接的套筒底5-7.1、套筒筒体5-7.2、套筒帽5-7.3构成，套筒底5-7.1上设置有螺纹孔，相应地，夹紧螺杆5-5端部设置有外螺纹，套筒5-7通过套筒底5-7.1上的螺纹孔与夹紧螺杆5-5端部螺接固定。套筒帽5-7.3上设置有导向孔，该导向孔的直径小于套筒筒体5-7.2的内径。压盘5-6面对夹紧螺杆5-5一侧表面设置有销轴5-7.4，该销轴5-7.4一端通过螺纹与压盘5-6相固定，或通过焊接相固定，销轴5-7.4另一端带有径向凸台。压盘5-6通过销轴5-7.4与套筒5-7相连，销轴5-7.4的轴身与套筒帽5-7.3上的导向孔相匹配，并能沿轴向滑动。套筒5-7内设置有压簧5-8，该压环5-8被夹持在销轴5-7.4与套筒底5-7.1之间。套筒筒体5-7.2外侧壁上固定有前端光电限位开关5-9。
当然，还可以采用其他结构通过压盘5-6和压簧5-8配合，控制夹紧机构5的夹紧力。如：或者在压簧5-8弹性系数较大的情况下，可以不设置套筒5-7，直接将压簧5-8的两端分别焊接在压盘5-6和夹紧螺杆5-5的顶端。再如，将图4中的套筒筒体5-7.2去除，将压簧5-8的两端分别与销轴5-7.4和套筒底5-7.1通过焊接方式连接。上述两种情况可以将前端光电限位开关5-9安装在压盘5-6上；在夹紧螺杆5-5上固定挡块等对应的配件与前端光电限位开关5-9配合。
或者如图5所示，压盘5-6设置有套筒，套筒内放置有压簧5-8，夹紧螺杆5-5通过端部的光轴伸入套筒内，顶住压簧5-8；为了避免夹紧螺杆5-5缩回时压盘5-6脱离，套筒与夹紧螺杆5-5通过连接弹簧5-7.5连接在一起。
还可以如图6所示，压盘5-6设置有光轴，夹紧螺杆5-5和套筒底5-7.1通过螺纹固定在一起，套筒底5-7.1的内腔放置有压簧5-8，光轴伸入内腔顶住压簧5-8；为了避免夹紧螺杆5-5缩回时压盘5-6脱离，光轴底端与套筒底5-7.1通过连接弹簧5-7.5连接在一起。
当夹紧螺杆5-5向被攀爬物1伸出时，压盘垫5-10首先接触到被攀爬物1，将压力传送给压盘5-6，压簧5-8被压缩，压盘5-6沿夹紧螺杆5-5轴向移动，直至触发前端光电限位开关5-9，电机5-2停转。改变前端光电限位开关5-9的位置，可调节工作时压簧5-8的压缩程度，由此对夹紧机构5的夹紧力的大小进行设定。通过设定合理的夹紧力以避免夹紧力过大，对被攀爬物1造成损害，也能避免夹紧力太小致使夹紧机构5无法夹紧，造成打滑使机器人攀爬失败。
螺杆式起重机5-1具有自锁功能，当驱动电机5-2停止驱动后，夹紧螺杆5-5会自动自锁，保持夹紧力，避免因系统失电时，失去夹紧力而酿成事故。
具体实施时，也可以选用霍尔接近开关、微动开关或者金属感应开关等代替光电限位开关5-9对夹紧螺杆5-5向通道6伸入的止点位置进行限定。
工作时，如果径向相对的两个夹紧螺杆5-5不能同时接触被攀爬物1，其中一个夹紧螺杆5-5先抵达被攀爬物1而将被攀爬物1顶离通道6的中心，将使升降机构3承受横向力而损坏。为了避免此类现象发生，在压盘垫5-10处或压盘垫5-10与压盘5-6之间还设置有触觉传感器5-11，当夹紧螺杆5-5前端接触到被攀爬物1后，电机5-2停转，待对面的夹紧螺杆5-5也接触到被攀爬物1后，再重新启动，由此使径向相对的一对夹紧螺杆5-5同时向内移动夹紧被攀爬物1。
触觉传感器可以采用微动行程快关，也可以由光电开关、接近快关等各种类似开关构成。图7为采用微动开关的触觉传感器5-11。触觉传感器5-11通过安装板5-11.3固定在压盘5-6的外端面上，压盘垫5-10与压盘5-6相邻的端部设置有容置腔5-11.1，环绕微动开关，安装板5-11.3上还固定有保护环5-11.2；保护环5-11.2的高度设置在微动开关能够被触发，且未完全被压到底的范围内，避免微动开关承受过重的压紧力，可以延长微动开关的寿命。
触觉传感器也可以采用应变片来实现。如8为应变片作为触觉传感器的方案。压盘垫5-10与压盘5-6相邻的端部设置有容置腔5-11.1，应变片固定在容置腔5-11.1内，压盘5-6的外端面上。通过应变片的变形可以判断压盘垫5-10是否接触到被攀爬物。
还可以采用套筒和限位开关组合的结构形式来构成，这时，触觉传感器的套筒内的压簧需要采用弹性系数小于压簧5-8。
夹紧机构5释放被攀爬物1时，电机5-2反向旋转，驱动夹紧螺杆5-5缩回。机架4上还安装有夹紧螺杆5-5后端止点位置的限位开关。当夹紧螺杆5-5缩回时，会在设定位置触发后端限位开关，避免夹紧螺杆5-5缩回过度。将各夹紧机构5的后端光电限位开关位置设置一致，可以对各夹紧螺杆5-5的伸缩位置进行同步，保证夹紧机构5的步调一致。同时，通过后端限位开关限制了夹紧螺杆5-5收缩时的行程，提高攀爬效率，并进一步降低机器人工作时的能耗。同样，后端限位开关也可以采用多种形式的器件来实现，而且也不限于安装在机架4上，可以安装在夹紧螺杆5-5上，只要能够起到检测夹紧螺杆5-5缩回位置的作用即可。
具体实施时，可以采用更多形式的夹紧机构5来实现夹紧和释放动作。例如，可以采用液压缸或者气缸来驱动夹紧螺杆5-5伸出或缩回。通过液压或者气压限值夹紧力，可以省略前端和后端的限位开关。
上下攀爬单元2的机架4上针对每个升降机构3都设置有相应的支座7，该支座7的结构如图9中所示。支座7为可调结构，包括安装板7-1、安装板7-2，以及两组支撑组件。安装板7-1和安装板7-2扣合在一起，组成安装组件。两组支撑组件在竖直方向平行设置，每组支撑组件包括长支撑杆7-3、短支撑杆7-4、斜支撑杆7-5。长支撑杆7-3和短支撑杆7-4的固定端插装在安装组件的安装孔7-6中，并通过螺母固定；斜支撑杆7-5的两端通过销轴分别与长支撑杆7-3和短支撑杆7-4的自由端铰接。长支撑杆7-3上设置有用于安装升降机构3的安装孔7-3.1。斜支撑杆7-5由两根螺杆和一螺纹套筒组成，旋转螺纹套筒可以调节斜支撑杆7-5的长度，以调节长支撑杆7-3的俯仰角度。
参见图1、图10，上下两攀爬单元2之间环绕中心的通道6设置有4个升降机构3。升降机构3的结构与夹紧机构5相似，包括螺杆式起重机3-1、电机3-2、升降螺杆3-3、安装板3-4、安装板3-5、万向联轴节3-6和安装板3-7，其中升降螺杆3-3作为顶推攀爬单元2上下移动的升降螺杆。
参见图1、图9，螺杆式起重机3-1通过安装板3-4和螺钉或螺栓安装在位于下方的支座7的长支撑杆7-3上，电机3-2通过螺钉或螺栓与安装板3-5相固定，安装板3-5通过螺钉或螺栓与安装板3-4相固定。电机3-2的轴与螺杆式起重机3-1的驱动轴输入端通过联轴器连接。升降螺杆3-3的上端设置有万向联轴节3-6，万向联轴节3-6通过螺钉或螺栓与安装板3-7相连。安装板3-7通过其4个安装孔3-7.1和螺钉或螺栓安装在位于上方的支座7的长支撑杆7-3上。
改变支座7上的斜支撑杆7-5的长度，可以改变长支撑杆7-3的俯仰角度，由此可实现对升降机构3的升降螺杆3-3的轴线方向的调整。
参见图1，升降机构3通过驱动其升降螺杆3-3上下移动，实现将上下两攀爬单元2拉近或远离，为此，上下两攀爬单元2之间设置有用以检测上下攀爬单元被拉近或远离的幅度的位移传感器8。位移传感器8的两端分别固定在上下两攀爬单元2的机架4上。利用位移传感器8能够方便灵活地设定攀爬机器人的攀爬步幅，更精确地控制升降机构3的驱动距离，与攀爬机器人上携带的测量设备相配合，可以使得测量更加方便。
具体实施时，也可以将升降机构3的螺杆式起重机的安装在位于上方的支座7上，而将升降螺杆3-3的下端与位于下方的支座7相连。
除了设置位移传感器8之外，也可以通过在升降机构3上和/或机架4上设置用于检测两攀爬单元2相互接近或远离的限位开关，来控制攀爬机器人的攀爬步幅。而且，升降机构3的数量也不限于4个，可以是2个、3个或者更多个，并且设置方式也不限于均布。
由于被攀爬物1的形状变化，攀爬过程中，机架4的相对位置关系发生变化时,会导致升降机构3的扭曲；这种扭曲会对升降机构3产生剪切或扭转应力。通过万向联轴节3-6连接可以减小升降机构3所受的横向力，延长升降机构3的寿命，使攀爬运动更顺畅，降低运动中的能耗。
攀爬机器人向上攀爬时，下方攀爬单元2夹紧被攀爬物1，上方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降螺杆3-3向上移动，顶推上方攀爬单元2向上运动；升降螺杆3-3移动到设定位置后，上方攀爬单元2夹紧被攀爬物1，下方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降螺杆3-3翻转，拉动下方攀爬单元2向上运动；升降螺杆3-3收回到设定位置后，下方攀爬单元2再次夹紧被攀爬物1，上方攀爬单元再次释放被攀爬物1；如此重复，实现攀爬机器人在被攀爬物上的向上攀爬。
攀爬机器人向下攀爬时，上方攀爬单元2夹紧被攀爬物1，下方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降机构3驱动下攀爬单元2向下运动；升降螺杆3-3伸展到设定位置后，下方攀爬单元2夹紧被攀爬物1，上方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降螺杆3-3收回，驱动上方攀爬单元2向下运动；升降螺杆3-3收回到设定位置后，上方攀爬单元2再次夹紧被攀爬物1，下方攀爬单元再次释放被攀爬物1；如此重复，实现攀爬机器人在被攀爬物上的向下攀爬。
本发明攀爬机器人使用时，既可以将相关设备安装在上方攀爬单元上，也可以将相关设备安装在下方攀爬单元上，还可以在上方或下方攀爬单元上设置专门的承重平台，以承载相关设备，并辅助相关设备工作。
图11为本发明攀爬机器人上设置有承重平台时的一种应用示例。
如图11、图12所示，承重平台9安装在上方攀爬单元2上，为此，上方攀爬单元的机架4的上层圈梁4-1上设置有一环形滑道4-6，该环形滑道4-6通过8根立柱4-7焊接固定在圈梁4-1上。环形滑道4-6同样由管材制成。
如图13所示，承重平台9顶面设置有两个同心的圆环形圈梁9-1和9-2，圈梁9-1和圈梁9-2之间通过12根横撑9-4焊接连接。圈梁9-2下方设置有与其等大的圈梁9-3，圈梁9-2和圈梁9-3之间通过8根立柱9-5焊接连接，横撑9-4和圈梁9-3之间焊接有斜撑9-6。圈梁9-2的径向里侧为供被攀爬物1穿过的通道6。与攀爬单元2的机架4类似，承重平台9的环形框架同样可以由若干部分沿周向拼接而成。
圈梁9-3的下表面上固定有一外齿圈9-7，外齿圈9-7的下表面上固定有12根立柱9-8，每跟立柱9-8的下端均设置有滚轮9-9。承重平台9通过将滚轮9-9插装到滑道4-6中而可旋转安装在上方攀爬单元2的机架4上。
承重平台9与上方攀爬单元2的机架4之间设置有驱动机构，该驱动机构由与外齿圈相啮合的小齿轮、传动机构、电机构成。驱动机构安装在机架4上，驱动机构利用其小齿轮驱动外齿圈9-7旋转，实现承重平台9在上方攀爬单元2上的旋转。可以绕被攀爬物1转动的承重平台9为测量仪器沿周向检测被攀爬物1或向四周进行观测提供了便利。
上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (9)

1.一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；其特征在于，夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。
2.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述支撑面由两个平行设置的长支撑杆构成；所述长支撑杆的伸出端与所述斜支撑杆的一端铰接，固定端设置有螺纹，通过螺母固定在支座的安装板上。
3.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述斜支撑杆由两根螺杆和一螺纹套筒组成，旋转所述螺纹套筒可以调节斜支撑杆的长度。
4.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述压盘面对被攀爬物一侧盘面上还设置有触觉传感器，该触觉传感器在压盘顶压到被攀爬物后触发，由此使该压盘所在的所述夹紧螺杆暂停运动，直至所有夹紧螺杆上的压盘全部顶压到被攀爬物后，所有夹紧螺杆再同时向被攀爬物运动。
5.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述机架上还设置有用于控制所述夹紧螺杆向远离被攀爬物方向运动时的远止点位置的限位开关。
6.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧机构的数量为4个，该4个夹紧机构环绕所述通道周向均布。
7.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧机构安装在所述机架上与所述通道垂直的同一支撑面上。
8.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述机架为圆环状，并且，该圆环状机架由若干部分沿周向拼接而成。
9.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧螺杆与所述压盘相对一端设置有一套筒，该套筒一端带有螺纹孔并通过该螺纹孔与夹紧螺杆端头螺接固定，套筒另一端带有导向孔，该导向孔直径小于套筒内腔直径，压盘面对夹紧螺杆一侧表面上固定有一销轴，该销轴自由端带有径向凸台，所述销轴插装在套筒中，销轴轴身与套筒一端的导向孔滑动配合，销轴上的凸台位于套筒内腔中，所述压簧插装在套筒中并被夹持在套筒筒底与销轴端面之间。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105819307A (zh) * 2016-05-07 2016-08-03 北京工业大学 钢索攀爬机器人
CN106347516A (zh) * 2016-11-01 2017-01-25 新疆大学 一种气动爬杆机器人载物平台的设计
CN109572847A (zh) * 2019-01-15 2019-04-05 北京史河科技有限公司 一种攀爬装置、攀爬设备及攀爬系统
CN110182274A (zh) * 2019-05-17 2019-08-30 山东建筑大学 控制螺杆升降的电机用固定装置
CN110331661A (zh) * 2018-11-19 2019-10-15 长安大学 一种基于电磁弹簧式的桥墩检测装置
CN111648238A (zh) * 2020-04-23 2020-09-11 武汉船用机械有限责任公司 爬升装置
CN112274878A (zh) * 2020-09-23 2021-01-29 国网山东省电力公司博兴县供电公司 一种供电公司配网多功能攀爬装置及组装方法和使用方法
CN113212583A (zh) * 2021-05-19 2021-08-06 囯网河北省电力有限公司沙河市供电分公司 一种输电线路杆塔攀爬巡视机器人
CN114684288A (zh) * 2020-12-29 2022-07-01 深圳创想未来机器人有限公司 一种攀爬机器人、控制方法及计算机可读存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2023619C1 (ru) * 1991-05-07 1994-11-30 Обнинский институт атомной энергетики Транспортное средство для перемещения по наружным поверхностям трубопроводов
ES2230953A1 (es) * 2002-07-16 2005-05-01 Universidad Politecnica De Madrid Robot paralelo trepador y deslizante para trabajos en estructuras y superficies.
CN101214412A (zh) * 2008-01-15 2008-07-09 东南大学 螺旋线缆索检测机器人
CN102407205A (zh) * 2011-09-05 2012-04-11 河北科技大学 高空烟囱航标自动喷涂机器人
CN202574445U (zh) * 2012-02-23 2012-12-05 西华大学 一种多种形状截面爬杆机器人
CN202593671U (zh) * 2012-04-20 2012-12-12 上海电机学院 整体式爬杆机器人
CN103661661A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 河北工业大学 一种风电叶片攀爬机器人
CN204355189U (zh) * 2015-01-04 2015-05-27 中铁十九局集团第七工程有限公司 用于立柱的真空式攀爬机器人

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2023619C1 (ru) * 1991-05-07 1994-11-30 Обнинский институт атомной энергетики Транспортное средство для перемещения по наружным поверхностям трубопроводов
ES2230953A1 (es) * 2002-07-16 2005-05-01 Universidad Politecnica De Madrid Robot paralelo trepador y deslizante para trabajos en estructuras y superficies.
CN101214412A (zh) * 2008-01-15 2008-07-09 东南大学 螺旋线缆索检测机器人
CN102407205A (zh) * 2011-09-05 2012-04-11 河北科技大学 高空烟囱航标自动喷涂机器人
CN202574445U (zh) * 2012-02-23 2012-12-05 西华大学 一种多种形状截面爬杆机器人
CN202593671U (zh) * 2012-04-20 2012-12-12 上海电机学院 整体式爬杆机器人
CN103661661A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 河北工业大学 一种风电叶片攀爬机器人
CN204355189U (zh) * 2015-01-04 2015-05-27 中铁十九局集团第七工程有限公司 用于立柱的真空式攀爬机器人

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105819307B (zh) * 2016-05-07 2018-02-23 北京工业大学 钢索攀爬机器人
CN105819307A (zh) * 2016-05-07 2016-08-03 北京工业大学 钢索攀爬机器人
CN106347516A (zh) * 2016-11-01 2017-01-25 新疆大学 一种气动爬杆机器人载物平台的设计
CN106347516B (zh) * 2016-11-01 2024-03-26 新疆大学 一种气动爬杆机器人载物平台的设计
CN110331661A (zh) * 2018-11-19 2019-10-15 长安大学 一种基于电磁弹簧式的桥墩检测装置
CN109572847B (zh) * 2019-01-15 2023-07-28 北京史河科技有限公司 一种攀爬装置、攀爬设备及攀爬系统
CN109572847A (zh) * 2019-01-15 2019-04-05 北京史河科技有限公司 一种攀爬装置、攀爬设备及攀爬系统
CN110182274A (zh) * 2019-05-17 2019-08-30 山东建筑大学 控制螺杆升降的电机用固定装置
CN111648238A (zh) * 2020-04-23 2020-09-11 武汉船用机械有限责任公司 爬升装置
CN111648238B (zh) * 2020-04-23 2022-08-30 武汉船用机械有限责任公司 爬升装置
CN112274878B (zh) * 2020-09-23 2022-07-01 国网山东省电力公司博兴县供电公司 一种供电公司配网多功能攀爬装置及组装方法和使用方法
CN112274878A (zh) * 2020-09-23 2021-01-29 国网山东省电力公司博兴县供电公司 一种供电公司配网多功能攀爬装置及组装方法和使用方法
CN114684288A (zh) * 2020-12-29 2022-07-01 深圳创想未来机器人有限公司 一种攀爬机器人、控制方法及计算机可读存储介质
CN113212583B (zh) * 2021-05-19 2023-01-20 囯网河北省电力有限公司沙河市供电分公司 一种输电线路杆塔攀爬巡视机器人
CN113212583A (zh) * 2021-05-19 2021-08-06 囯网河北省电力有限公司沙河市供电分公司 一种输电线路杆塔攀爬巡视机器人

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