CN105947009B - 一种落杆式自动爬杆机器装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种落杆式自动爬杆机器装置及其方法,包括以下步骤:1)地面直行:打开控制开关,直行至爬杆底部,进入爬杆位置,即爬杆位于U型槽的半圆形槽底中,水平运动停止;2)固定爬杆:通过舵机控制杆释放落杆,倒在落杆搭载台的平台上,由丝杠控制落杆夹紧,将爬杆固定在由落杆和U型槽围成的封闭圈中;3)竖直沿杆爬行:由电机驱动动轮装置运行,带动底盘沿竖直方向进行爬杆。本发明提供的落杆式自动爬杆机器装置及其方法,相对于现有技术,具有优势如下:加工、控制、使用简便,成本低廉,且可以搭载较多其他模块,实现不同的功能。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域,具体涉及一种落杆式自动爬杆机器装置及其方法。
背景技术
本发明基于ROBOCON比赛中爬杆要求而产生,可以用较为简单的方法实现爬杆。而当前大多数爬杆都有结构复杂、重心不稳等缺点,本发明在保证携带重量的同时,又具有较为简单的结构和低廉的造价。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种落杆式自动爬杆机器装置及其方法,实现机器人地面直行、竖直沿杆爬行的功能:
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种落杆式自动爬杆机器装置,由底盘与固连设置在其上的动轮装置及落杆定位装置组成,所述动轮装置沿爬杆运动;
所述底盘中间开设顶端开口、槽底呈半圆形的U型槽,所述U型槽的开口宽度为不大于圆柱形爬杆的直径;
所述动轮装置与爬杆贴合,包括两个主动轮,所述主动轮对称设置在位于所述U型槽的槽底两侧的底盘上;
所述落杆定位装置由落杆和丝杠机构组成,分别设于所述U型槽两侧的底盘上,所述落杆距离所述U型槽槽底的距离大于所述爬杆的直径;其中,所述落杆沿竖直面上摆动;所述丝杠机构上设置有落杆搭载台,所述落杆释放落下时,倒在所述落杆搭载台上并固定。
进一步的,所述主动轮连接电机,互呈直角布置。这样不仅可以最大限度利用电机驱动力,还可以与前面落杆上的轮子形成对称布置,减少所需轮子的数量。
进一步的,所述动轮装置还包括两个从动轮,分别为从动轮B和从动轮A,其中,从动轮B固定于所述落杆上,从动轮A位于所述U型槽的槽底的底盘下方;
从动轮B和从动轮A的安装位置满足:从动轮A和当所述落杆水平落下时的从动轮B,两个从动轮的中心垂直面与所述U型槽的中轴垂直面重合;
进一步的,所述丝杠机构通过轴承座固定在底盘上,丝杠通过联轴器连接电机。
进一步的,所述丝杠机构为滚珠丝杠机构。其控制方式简单,且可以根据要求选择不同粗细的丝杠来实现不同的夹紧力要求。
进一步的,所述落杆在竖直面上的摆动角度为0~120°。
进一步的,所述底盘上固连有舵机控制杆,与落杆连接,控制落杆的释放下落。
上述的落杆式自动爬杆机器装置的方法,包括以下步骤:
1)地面直行:打开控制开关,直行至爬杆底部,进入爬杆位置,即爬杆位于U型槽的半圆形槽底中,水平运动停止;
2)固定爬杆:到达爬杆位置后,通过舵机控制杆释放落杆,使落杆倒在落杆搭载台的平台上,并由丝杠控制搭载台带着杆夹紧,直到以落杆为轴的从动轮B与爬杆贴合,使爬杆固定在由落杆和U型槽围成的封闭圈中并夹紧。
3)竖直沿杆爬行:由电机驱动动轮装置运行,带动底盘沿竖直方向进行爬杆。
有益效果:本发明提供的落杆式自动爬杆机器装置及其方法,相对于现有技术,具有优势如下:加工、控制、使用简便,成本低廉,且可以搭载较多其他模块,实现不同的功能。
附图说明
图1为本发明的主动轮结构示意图;
图2为本发明的从动轮结构示意图;
图3为本发明的底盘结构示意图;
图4为本发明的落杆结构示意图;
图5为本发明的滚珠丝杠机构结构示意图;
图6为本发明的爬杆效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种落杆式自动爬杆机器装置,由底盘与固连设置在其上的动轮装置及落杆定位装置组成,如图3所示,底盘中间开设顶端开口、槽底呈半圆形的U型槽,U型槽的开口宽度为不大于圆柱形爬杆的直径;底盘整个成“U”字形,以保证能够从爬杆下方进入预定爬杆位置。
动轮装置与爬杆贴合,沿爬杆运动;动轮装置包括两个主动轮和两个从动轮,如图1所示,主动轮对称设置在位于U型槽的槽底两侧的底盘上,主动轮连接电机,互呈直角布置。如图2所示,两个从动轮分别为从动轮B和从动轮A,其中,从动轮B固定于落杆上,从动轮A位于U型槽的槽底的底盘下方;从动轮B和从动轮A的安装位置满足:从动轮A和当落杆水平落下时的从动轮B,两个从动轮的中心垂直面与U型槽的中轴垂直面重合。
落杆定位装置由落杆和丝杠机构组成,分别通过轴承座固定设于U型槽两侧的底盘上,落杆距离U型槽槽底的距离大于爬杆的直径;其中,落杆沿垂直面上摆动角度为0~120°;如图5所示,丝杠机构为滚珠丝杠机构,丝杠通过联轴器连接电机,其上设置有落杆搭载台,落杆释放落下时,倒在落杆搭载台上并固定。如图4所示,底盘上固连有舵机控制杆,与落杆连接,控制落杆的释放下落。由舵机控制杆控制落杆的释放,落杆释放后倒在落杆搭载台的平台上,由丝杠控制落杆夹紧。
实施例
上述的落杆式自动爬杆机器装置的方法,包括以下步骤:
1)地面直行:将机器人放在地上,打开控制开关,直行至爬杆底部,进入爬杆位置,即爬杆位于U型槽的半圆形槽底中,水平运动停止;
2)固定爬杆:通过舵机控制杆释放落杆,倒在落杆搭载台的平台上,由丝杠控制落杆夹紧,将爬杆固定在由落杆和U型槽围成的封闭圈中;
3)竖直沿杆爬行:由电机驱动动轮装置运行,带动底盘沿竖直方向开始进行爬杆,爬行至某一设定位置,由传感器识别而自动停止或者遥控器控制停止。如图6所示。
底盘后部有较大空余空间,可搭载其他模块完成不同要求的任务。
为了保证在整个爬杆过程中稳定爬行,采用了三层轮,以从动-主动-从动的摩擦轮布置方式保证爬杆过程的安全与稳定。三层高度不同的轮子,不管车身重心靠前还是靠后,车本身都可以靠摩擦轮上下的布置实现静止时的自锁,爬杆时的稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:由底盘与固连设置在其上的动轮装置及落杆定位装置组成,所述动轮装置沿爬杆运动;
所述底盘中间开设顶端开口、槽底呈半圆形的U型槽,所述U型槽的开口宽度为不大于圆柱形爬杆的直径;
所述动轮装置与爬杆贴合,包括两个主动轮,所述主动轮对称设置在位于所述U型槽的槽底两侧的底盘上;
所述落杆定位装置由落杆和丝杠机构组成,分别设于所述U型槽两侧的底盘上,所述落杆距离所述U型槽槽底的距离大于所述爬杆的直径;其中,所述落杆沿竖直面摆动;所述丝杠机构上设置有落杆搭载台,所述落杆释放落下时,倒在所述落杆搭载台上并固定。
2.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述主动轮连接电机,互呈直角布置。
3.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述动轮装置还包括两个从动轮,分别为从动轮B和从动轮A,其中,从动轮B固定于所述落杆上并以落杆为轴,从动轮A位于所述U型槽的槽底的底盘下方;
从动轮B和从动轮A的安装位置满足:从动轮A和当所述落杆水平落下时的从动轮B,两个从动轮的中心垂直面与所述U型槽的中轴垂直面重合。
4.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述丝杠机构通过轴承座固定在底盘上,丝杠通过联轴器连接电机。
5.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述丝杠机构为滚珠丝杠机构。
6.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述落杆在竖直面的摆动角度为0~120°。
7.根据权利要求1所述的落杆式自动爬杆机器装置,其特征在于:所述底盘上固连有舵机控制杆,与落杆连接,控制落杆的释放下落。
8.一种落杆式自动爬杆机器装置的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)地面直行:打开控制开关,直行至爬杆底部,进入爬杆位置,即爬杆位于U型槽的半圆形槽底中,水平运动停止;
2)固定爬杆:到达爬杆位置后,通过舵机控制杆释放落杆,使落杆倒在落杆搭载台的平台上,并由丝杠控制落杆搭载台带着杆夹紧,直到以落杆为轴的从动轮B与爬杆贴合,使爬杆固定在由落杆和U型槽围成的封闭圈中并夹紧;
3)竖直沿杆爬行:由电机驱动动轮装置运行,带动底盘沿竖直方向进行爬杆。
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