CN107398908A - 气动爬竿机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气动爬竿机器人，包括通过腰部气缸连接的手部夹紧气缸和腿部夹紧气缸，手部夹紧气缸包括通过连接钢板连接的手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸，在手部上夹紧气缸左侧的活动手爪上设有左侧抱紧小气缸；在手部下夹紧气缸右侧的活动手爪上设有右侧抱紧小气缸；脚部夹紧气缸包括通过连接钢板连接的脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸，在脚部上夹紧气缸左侧的活动手爪上设有左侧抱紧小气缸；在脚部下夹紧气缸右侧的活动手爪上设有右侧抱紧小气缸。本发明气动爬竿机器人，一是跨越障碍的方法简单好用；二是机器人采用气压传动，环保无污染；三是机器人在爬竿时环抱立杆，不会后翻，安全可靠。

Description

气动爬竿机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及气动爬竿机器人。

背景技术

随着我国国民经济的飞速增长、人民生活水平日益提高，城镇中随之矗立起无数的高层城市建筑，各类集实用性与美观性一体的市政、商业工程诸如电线杆、路灯杆、大桥斜拉钢索、广告牌立柱等，这些设施的清洗、维修、维护等工作，现在基本上是由工人进行高空作业完成的，不仅效率低，而且非常危险。设计、研制开发能一种在施工现场实际运用的爬杆机器人，把工人从危险、恶劣、繁重的劳动环境中解脱出来，必将产生良好的经济效益和社会效益。

爬杆机器人家族很庞大，主要分为机械式和气动式两大类。但大部分的机器人只能实现光滑无障碍杆的攀爬。而施工现场的很多电线杆、路灯杆等可能存在跨越障碍，因此急需一种用简单的方法实现机器人爬竿时的障碍跨越。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供气动爬竿机器人，本发明的气动爬竿机器人，一是跨越障碍的方法简单好用；二是机器人采用气压传动，环保无污染；三是机器人在爬竿时环抱立杆，不会后翻，安全可靠。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供气动爬竿机器人，包括手部夹紧气缸和腿部夹紧气缸，所述手部夹紧气缸和腿部夹紧气缸通过腰部气缸连接，所述手部夹紧气缸包括手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸、连接钢板、活动手爪、右侧抱紧小气缸和左侧抱紧小气缸，所述手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸和腰部气缸的活塞杆端部通过连接钢板连接，在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪，在手部上夹紧气缸左侧的活动手爪上设有左侧抱紧小气缸；在手部下夹紧气缸右侧的活动手爪上设有右侧抱紧小气缸；所述腿部夹紧气缸包括脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸、连接钢板、右侧抱紧小气缸和左侧抱紧小气缸，所述脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸和腰部气缸的活塞缸缸体通过连接钢板连接，在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪，在脚部上夹紧气缸左侧的活动手爪上设有左侧抱紧小气缸；在脚部下夹紧气缸右侧的活动手爪上设有右侧抱紧小气缸。

作为优选，在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上还设有复位弹簧，所述活动气爪分别与设置在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上的复位弹簧连接。

作为优选，在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上还设有复位弹簧，所述活动气爪分别与设置在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上的复位弹簧连接。

本发明的爬竿机器人采用应用较广的气动式，利用仿生学原理，腿部夹紧气缸夹紧时，手部夹紧气缸松开，腰部气缸活塞杆伸出，然后手部夹紧气缸夹紧，腿部夹紧气缸松开，腰部气缸缸体向上跟进，完成一次攀爬动作。如此反复，机器人就可以实现连续向上爬行。

为了避免机器人在爬垂直杆时，因为重力的作用后翻，出现危险，在每个气缸的一侧活动手爪上分别增加了左侧抱紧小气缸和右侧抱紧小气缸，正常攀爬时，左侧抱紧小气缸和右侧抱紧小气缸的活塞杆伸出，抱住立杆；当遇到障碍时，位置传感器发出信号，抱紧小气缸活塞杆缩回，安装在夹紧气爪上的活动手爪顺利实现转动，通过障碍物之后在复位弹簧力的作用下活动手爪复位，PLC发出指令，抱紧小气缸活塞杆再伸出，继续正常向上攀爬。

另外，为了保证跨越障碍时不后翻，使用两个手部夹紧气缸和两个脚部夹紧气缸，两个手部夹紧气缸或脚部夹紧气缸中，右侧抱紧小气缸活塞杆缩回跨越障碍时，另一个左侧抱紧小气缸抱紧立杆，左侧抱紧小气缸活塞杆缩回跨越障碍时，另一个右侧抱紧小气缸抱紧立杆，有效地避免了机器人在任何情况下的后翻。

本发明的有益效果为：

本发明的气动爬竿机器人，一是跨越障碍的方法简单好用；二是机器人采用气压传动，环保无污染；三是机器人在爬竿时环抱立杆，不会后翻，安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为气动爬竿机器人装配图；

图2为手部夹紧部分局部图；

图3为机器人爬杆示意图；

图4为机器人障碍跨越示意图。

图中，1-手部夹紧气缸；2-腰部气缸；3-复位弹簧；4-连接钢板；5-腿部夹紧气缸；6-右侧抱紧小气缸；7-左侧抱紧小气缸；8-爬杆机器人；9-立杆；10-障碍；11-活动手爪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1，如图1，气动爬竿机器人，包括手部夹紧气缸1和腿部夹紧气缸5，所述手部夹紧气缸1和腿部夹紧气缸5通过腰部气缸2连接，所述手部夹紧气缸1包括手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸、连接钢板4、活动手爪11、右侧抱紧小气缸6和左侧抱紧小气缸7，所述手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸和腰部气缸2的活塞杆端部通过连接钢板4连接，在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪11，在手部上夹紧气缸左侧的活动手爪11上设有左侧抱紧小气缸7；在手部下夹紧气缸右侧的活动手爪11上设有右侧抱紧小气缸6；所述腿部夹紧气缸5包括脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸、连接钢板4、右侧抱紧小气缸6和左侧抱紧小气缸7，所述脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸和腰部气缸2的活塞缸缸体通过连接钢板4连接，在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪11，在脚部上夹紧气缸左侧的活动手爪11上设有左侧抱紧小气缸7；在脚部下夹紧气缸右侧的活动手爪11上设有右侧抱紧小气缸6。

在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上还设有复位弹簧3，所述活动气爪11分别与设置在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上的复位弹簧3连接。

在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上还设有复位弹簧3，所述活动气爪11分别与设置在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上的复位弹簧3连接。

本发明的爬竿机器人采用应用较广的气动式，利用仿生学原理，腿部夹紧气缸夹紧时，手部夹紧气缸松开，腰部气缸活塞杆伸出，然后手部夹紧气缸夹紧，腿部夹紧气缸松开，腰部气缸缸体向上跟进，完成一次攀爬动作。如此反复，机器人就可以实现连续向上爬行。

如图2，图3所示，为了避免机器人在爬垂直杆时，因为重力的作用后翻，出现危险，在每个气缸的一侧活动手爪上分别增加了左侧抱紧小气缸和右侧抱紧小气缸，正常攀爬时，左侧抱紧小气缸和右侧抱紧小气缸的活塞杆伸出，抱住立杆；当遇到障碍时，位置传感器发出信号，抱紧小气缸活塞杆缩回，安装在夹紧气爪上的活动手爪顺利实现转动，通过障碍物之后在复位弹簧力的作用下活动手爪复位，PLC发出指令，抱紧小气缸活塞杆再伸出，继续正常向上攀爬。

另外，如图4所示，为了保证跨越障碍时不后翻，使用两个手部夹紧气缸和两个脚部夹紧气缸，两个手部夹紧气缸或脚部夹紧气缸中，右侧抱紧小气缸活塞杆缩回跨越障碍时，另一个左侧抱紧小气缸抱紧立杆，左侧抱紧小气缸活塞杆缩回跨越障碍时，另一个右侧抱紧小气缸抱紧立杆，有效地避免了机器人在任何情况下的后翻。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (3)

1.气动爬竿机器人，其特征在于：包括手部夹紧气缸（1）和腿部夹紧气缸（5），所述手部夹紧气缸（1）和腿部夹紧气缸（5）通过腰部气缸（2）连接，所述手部夹紧气缸（1）包括手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸、连接钢板（4）、活动手爪（11）、右侧抱紧小气缸（6）和左侧抱紧小气缸（7），所述手部上夹紧气缸、手部下夹紧气缸和腰部气缸（2）的活塞杆端部通过连接钢板（4）连接，在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪（11），在手部上夹紧气缸左侧的活动手爪（11）上设有左侧抱紧小气缸（7）；在手部下夹紧气缸右侧的活动手爪（11）上设有右侧抱紧小气缸（6）；所述腿部夹紧气缸（5）包括脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸、连接钢板（4）、右侧抱紧小气缸（6）和左侧抱紧小气缸（7），所述脚部上夹紧气缸、脚部下夹紧气缸和腰部气缸（2）的活塞缸缸体通过连接钢板（4）连接，在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸的夹紧气爪上均设有活动手爪（11），在脚部上夹紧气缸左侧的活动手爪（11）上设有左侧抱紧小气缸（7）；在脚部下夹紧气缸右侧的活动手爪（11）上设有右侧抱紧小气缸（6）。

2.根据权利要求1所述的气动爬竿机器人，其特征在于：在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上还设有复位弹簧（3），所述活动气爪（11）分别与设置在手部上夹紧气缸和手部下夹紧气缸上的复位弹簧（3）连接。

3.根据权利要求1所述的气动爬竿机器人，其特征在于：在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上还设有复位弹簧（3），所述活动气爪（11）分别与设置在脚部上夹紧气缸和脚部下夹紧气缸上的复位弹簧（3）连接。