CN107472392A - 一种轮式越障爬杆机器人 - Google Patents

一种轮式越障爬杆机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN107472392A
CN107472392A CN201710553027.7A CN201710553027A CN107472392A CN 107472392 A CN107472392 A CN 107472392A CN 201710553027 A CN201710553027 A CN 201710553027A CN 107472392 A CN107472392 A CN 107472392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
clamping device
driving wheel
jig arm
pieces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710553027.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107472392B (zh
Inventor
杨书建
侯宇
卢蒙
屠凯
华兆敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201710553027.7A priority Critical patent/CN107472392B/zh
Publication of CN107472392A publication Critical patent/CN107472392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107472392B publication Critical patent/CN107472392B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

本发明涉及一种轮式越障爬杆机器人，它包括控制执行单元、夹持单元和翻转单元，所述夹持单元还包括上夹持机构和下夹持机构，所述上夹持机构和下夹持机构均设有主动轮和从动轮。本发明所提供轮式越障爬杆机器人结构简单、造价低、爬升速度快、负载大、越障能力强、自锁性能好，可以适应杆体直径的连续变化。

Description

一种轮式越障爬杆机器人
技术领域
本发明涉及机器人设计制造领域，具体设计一种轮式越障爬杆机器人。
背景技术
当前，随着社会的快速发展，机器人的使用已经相当普遍，其中爬杆机器人经常会替代高危或高难度工作人群去执行检测、维护或清洗等工作。然而，目前市场上的爬杆机器人多为气动蠕动式、关节式、蛇形攀爬式、并联式爬杆机器人，普遍存在越障能力差、负载能力差、不能主动适应杆体直径的连续变化、爬升速度慢和无法自锁等缺点。
现有技术中，中国专利申请CN102060058A公开了一种驻足爬杆机器人，通过中部电机实现移动，该机器人适合直管的爬行，不适合弯管的爬行，无法越过法兰盘等障碍物；而中国专利申请CN105059416A则公开了一种带有稳定装置的爬杆机器人，该机器人通过曲柄连杆机构实现夹紧，通过伸缩机构实现移动，但是该机器人移动速度慢，无法适应弯道、T形管、十字交叉管。
基于上述情况，亟需设计一种能够解决上述问题的爬杆机器人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮式越障爬杆机器人，所述机器人不仅有良好的越障、负载、爬升速度的能力，并且可以主动适应杆体直径的变化，还与杆体固定牢靠，同时可在杆体外壁做周向和轴向运动，还可以自锁，作为爬杆机器人平台。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种轮式越障爬杆机器人，包括控制执行单元、夹持单元和翻转单元，
所述控制执行单元还包括控制器、两个夹紧电机、两个驱动电机、两个转向电机、线性致动器、超声波传感器、光电传感器和两个压力传感器，所述控制器分别与两个夹紧电机、两个驱动电机、两个转向电机、线性致动器、超声波传感器、光电传感器和两个压力传感器电路连接；
所述夹持单元还包括上夹持机构和下夹持机构，所述上夹持机构和下夹持机构均包括基座、光杆、正反牙梯形丝杆、夹臂、主动轮和三个从动轮；所述基座包括横板和两块均设有光杆安装孔和正反牙梯形丝杆安装孔的侧板,所述横板的两端分别与两块侧板的一端连接，所述两块侧板上的光杆安装孔和正反牙梯形丝杆安装孔呈对称设置，所述光杆和正反牙梯形丝杆的两端分别位于两块侧板上的光杆安装孔和正反牙梯形丝杆安装孔内且呈平行设置，所述夹紧电机位于侧板的外侧，所述夹紧电机的输出轴通过联轴器与正反牙梯形丝杆的一端连接，所述夹臂的后端位于两块侧板的内侧，所述夹臂与光杆滑动连接并与正反牙梯形丝杆螺纹连接，所述夹臂的内侧设有主动轮和三个从动轮，所述主动轮通过主动轮轮架安装在夹臂上，所述驱动电机位于主动轮轮架的一侧，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与穿过主动轮中心的螺钉相连接，所述转向电机通过螺钉固定在夹臂上，所述转向电机通过螺纹输出轴与主动轮轮架的后端螺纹连接，所述上夹持机构的夹臂还安装有超声波传感器、光电传感器和压力传感器，所述下夹持机构的夹臂还安装有压力传感器；
所述翻转单元还包括两块上连接板、两块下连接板和两个翻转架；所述的两块上连接板平行且对称地固定在上夹持机构横板的中部，所述的两块下连接板平行且对称地固定在下夹持机构横板的中部，两个翻转架分别与同侧的上连接板和下连接板相连，所述线性致动器的伸缩端通过销钉固定在两块上连接板上、底端通过销钉固定在两块下连接板上。
进一步地，所述夹臂由左右对称设置的两个单臂组成，两个单臂的后端位于两块侧板的内侧并对称设有供与光杆滑动连接的通孔和供与正反牙梯形丝杆螺纹连接的内螺纹孔，其中一个单臂上对称设有主动轮和一个从动轮，另一个单臂上对称设有另外两个从动轮。
进一步地，设在上夹持机构夹臂上的主动轮与设在下夹持机构夹臂上的主动轮分别位于左右不同侧的单臂上。
进一步地，所述驱动电机位于L型支架的内侧，所述L型支架的一侧与主动轮轮架的一侧通过螺钉固定。
进一步地，所述主动轮轮架的后端设有内螺纹孔。
进一步地，所述的两个翻转架均包括第一长连杆、第二长连杆、第一短连杆和第二短连杆；所述第一长连杆和第二长连杆在中点通过销钉进行铰接，所述第一长连杆的一端通过销钉与上连接板铰接，所述第一长连杆的另一端通过销钉与第一短连杆的一端铰接，所述第一短连杆的另一端通过销钉与下连接板铰接，所述第二长连杆的一端通过销钉与下连接板铰接，所述第二长连杆的另一端通过销钉与第二短连杆的一端铰接，所述第二短连杆的另一端通过销钉与上连接块铰接，其中，所述第一短连杆与第二长连杆平行，所述第二短连杆与第一长连杆平行。
进一步地，所述第一长连杆和第二长连杆长度相同，所述第一短连杆和第二短连杆的长度相同，所述第一短连杆的长度为第一长连杆长度的一半。
本发明的有益效果为：
1、本发明所提供轮式越障爬杆机器人采用智能控制系统，通过编程实现自动控制和手动控制的自由切换。
2、本发明所提供轮式越障爬杆机器人采用正反牙梯形丝杆、光杆与夹臂的配合，可以使夹臂的两个单臂同时向外侧或者内侧平动，从而适应不同直径杆体的需求。
3、本发明所提供轮式越障爬杆机器人采用正反牙梯形丝杆，其正反螺纹升角小于静摩擦角，因此具有良好的自锁功能，即使在断电的情况下，本发明所提供的机器人也不会脱杆掉落。
4、本发明所提供轮式越障爬杆机器人的上夹持机构和下夹持机构均设有压力传感器，控制器通过压力传感器的反馈结果控制夹紧电机驱动正反丝杆正转或者反转，从而可以主动适应杆体直径的连续变化。
5、本发明所提供上夹持机构和下夹持机构的夹臂上均设有主动轮和配合夹持的三个从动轮、驱动电机、以及转向电机，不仅可以实现快速直线攀爬(速度不低于12米/分)，还可以使机器人做螺旋上升或下降运动、以及360度旋转运动。又因本发明所提供的机器人具备自锁功能，在主动轮、从动轮、驱动电机和转向电机的配合，所述机器人可以在任意位置自锁，不会出现倒退的现象，并且由于主动轮、从动轮与杆体的接触位置不在同一水平面，利用重心偏置产生的主动轮、从动轮对杆体的压力实现夹紧，当控制器失灵或者断电的情况下能防止机器人沿杆体下滑，保障机器人工作的安全可靠性，简单可靠。
6、本发明所提供上夹持机构和下夹持机构的夹臂和基座均采用铝合金材料，所述夹臂为内部空心结构，两个底座为凹字型结构，减轻了整体的质量，因此自重小、负载能力大，使用人可以将夹臂作为载物平台，搭载检测、清洗、维护等装置。
7、本发明所提供轮式越障爬杆机器人的夹持单元采用上、下两个夹持机构，不仅比只有一个夹持机构的爬杆机器人具有更好的夹持效果和自锁效果，更为越障翻转提供了结构上的可能性。
8、本发明所提供轮式越障爬杆机器人采用线性致动器驱动机器人翻转，所选线性致动器可以在通过直管、T型、L型、U型、十字交叉型杆体时输出150-1300N的推力，推力大、噪音小、结构紧密；所述翻转单元的翻转架为双平行四边形连杆结构，受力均匀，不仅能够配合线性制动器实现大幅度翻转，而且能够承载相当重量的机器人本体，使机器人具备较大的负载能力。在线性致动器和翻转单元的配合下，本发明所提供机器人有效地解决了翻转时的干涉和多电机问题，解决了目前市场上爬杆机器人因为无法越过法兰盘、T型、L型、U型、十字交叉型杆体而无法商业化的难题。
与现有技术中的爬杆机器人相比，本发明所提供轮式越障爬杆机器人结构简单、造价低、爬升速度快、负载大、越障能力强、自锁性能好，可以适应杆体直径的连续变化，可以作为一个优秀机器人平台，搭载杆体清洗、检测、维护、喷漆等装置，在不同杆体稳定作业，减轻了建筑工人、检测工人、检修工人、清洁工人的工作负担、降低了工作的风险、减少了杆体相关的人力、物力投入。
附图说明
图1为本发明实施例1所提供机器人的结构示意图
图2为本发明实施例1上夹持机构及相关结构的结构示意图
图3为本发明实施例1下夹持机构及相关结构的结构示意图
图4为本发明基座的结构示意图
图5为本发明主动轮与驱动电机的位置关系图
图6为本发明单臂的结构示意图
图7为本发明主动轮轮架的结构示意图
图8为本发明主动轮轮架的剖视图
图9为本发明所提供翻转单元的结构示意图
图10为本发明所提供翻转单元的主视图
图11为本发明所提供翻转单元的侧视图
图12为本发明实施例2所提供机器人的结构示意图
图中：
11、控制器；12、夹紧电机；13、驱动电机；131、L型支架；14、转向电机；15、线性致动器；16、超声波传感器；17、光电传感器；18、压力传感器；21、基座；211、横板；212、侧板；2121、光杆安装孔；2122、正反牙梯形丝杆安装孔；22、光杆；23、正反牙梯形丝杆；24、夹臂；241、单臂；2411、通孔；2412、内螺纹孔；25、主动轮；251、主动轮轮架；2511、内螺纹孔；26、从动轮；31、上连接板；32、下连接板；33、翻转架；331、第一长连杆；332、第二长连杆；333、第一短连杆；334、第二短连杆；
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1-11所示，一种轮式越障爬杆机器人，包括控制执行单元、夹持单元和翻转单元，
所述控制执行单元还包括控制器11、两个夹紧电机12、两个驱动电机13、两个转向电机14、线性致动器15、超声波传感器16、光电传感器17和两个压力传感器18，所述控制器11分别与两个夹紧电机12、两个驱动电机13、两个转向电机14、线性致动器15、超声波传感器16、光电传感器17和两个压力传感器18电路连接；
所述夹持单元还包括上夹持机构和下夹持机构。如图2和图3所示，所述上夹持机构和下夹持机构均包括基座21、光杆22、正反牙梯形丝杆23、夹臂24、主动轮25和三个从动轮26。如图4所示，所述基座21包括横板211和两块均设有光杆安装孔2121和正反牙梯形丝杆安装孔2122的侧板212,所述横板211的两端分别与两块侧板212的一端连接，所述两块侧板212上的光杆安装孔2121和正反牙梯形丝杆安装孔2122呈对称设置。所述光杆22和正反牙梯形丝杆23的两端分别位于两块侧板212上的光杆安装孔2121和正反牙梯形丝杆安装孔2122内且呈平行设置，所述夹紧电机12位于侧板212的外侧，所述夹紧电机12的输出轴通过联轴器与正反牙梯形丝杆23的一端连接，所述夹臂24的后端位于两块侧板212的内侧，所述夹臂24与光杆22滑动连接并与正反牙梯形丝杆23螺纹连接。所述夹臂24的内侧设有主动轮25和三个从动轮26，所述主动轮25通过主动轮轮架251安装在夹臂24上。如图5所示，所述驱动电机13位于主动轮轮架251的一侧，所述驱动电机13的输出轴通过联轴器与穿过主动轮25中心的螺钉相连接。所述转向电机14通过螺钉固定在夹臂24上，所述转向电机14通过螺纹输出轴与主动轮轮架251的后端螺纹连接，所述上夹持机构的夹臂24还安装有超声波传感器16、光电传感器17和压力传感器18，所述下夹持机构的夹臂24还安装有压力传感器18；
所述翻转单元还包括两块上连接板31、两块下连接板32和两个翻转架33；所述的两块上连接板31平行且对称地固定在上夹持机构横板211的中部，所述的两块下连接板32平行且对称地固定在下夹持机构横板211的中部，两个翻转架33分别与同侧的上连接板31和下连接板32相连，所述线性致动器15的伸缩端通过销钉固定在两块上连接板31上、底端通过销钉固定在两块下连接板32上。
本实施方案所提供的机器人采用智能控制系统，控制执行单元中的压力传感器18预先设置好阈值，当压力大于该阈值时，压力传感器318将信号反馈给控制器11，控制器11使夹紧电机12得电，夹紧电机12驱动正反牙梯形丝杆23旋转，促使夹臂24张开，其结果可使机器人夹持较大直径的杆体；当压力小于该阈值时，同理使夹臂24收拢，其结果可使机器人夹持较小直径的杆体，在智能控制系统的操作下，本机器人能够主动适应杆体直径的连续变化。
所述超声波传感器16和光电传感器17也预先设定好阈值，机器人在上升中遇到障碍时，超声波传感器16将信息反馈给控制器11，控制器11开启两个转向电机14，配合光电传感器17，使机器人旋转至杆体内侧，开启线性致动器15，使其伸长，同时开启上夹紧电机12，使夹臂24张开，上夹持机构与杆体分离，通过线性致动器15的伸长和翻转单元的共同作用，使上夹持机构翻转，当上夹持机构翻转至另一个杆体时，压力传感器18将压力反馈给控制器11，夹紧电机12驱动正反牙梯形丝杆23反转，使得上夹持机构夹紧另一个杆体，与此同时，下夹持机构的夹紧电机12正向旋转，夹臂24张开，线性致动器15收缩，在翻转单元的共同作用下，下夹持机构翻转至与上夹持机构相同的杆体，在压力传感器18和夹紧电机12的共同作用下，下夹持机构夹紧另一杆体，随后光电传感器17启动，上、下夹持机构的转向电机同时被开启，在驱动电机13的配合下，机器人旋转至杆体上侧，继续沿杆体爬行。
在本实施方案中，所述上夹持机构和下夹持机构的基座21和夹臂24均使用铝合金材质，减轻了整体质量，增加爬行的速度；所述正反牙梯形丝杆23由两节旋向方向相反的梯形丝杆对称焊接而成，正反牙梯形丝杆23、光杆22与夹臂24的配合，使夹持单元可以适应不同直径杆体的需求，同时还具备自锁功能，有利于夹持杆体；本方案上夹持机构和下夹持机构中的光杆22一方面可以减少正反牙梯形丝杆23的受力，另一方面使夹臂24的螺旋运动变为直线运动。
在本实施方案中，上夹持机构和下夹持机构均设置有主动轮25、三个从动轮26、用于驱动主动轮25沿轴转动的驱动电机13、以及用于驱动主动轮25转向的转向电机14；所述主动轮25为定向轮，三个从动轮26为万向轮。四个轮子的初始位置沿方形四周均匀布置，四个轮子均采用高弹力的橡胶轮，具有更好地夹紧力，因此具有更好的负载能力。
在本实施方案中，所述驱动电机13和转向电机14与控制器11电路连接，通过自动控制或者手动控制，两个转向电机13可以使主动轮25与杆体平行或者成一定角度或者垂直。当主动轮25与杆体平行时，开启驱动电机13，机器人能方便的实现杆体轴向直线运动；当主动轮25与杆体的角度在0-90度之间时，开启驱动电机13可以使该机器人做螺旋上升或下降运动，当主动轮25与杆体垂直时，开启驱动电机13使该机器人沿杆体周向做360度旋转运动。
机器人采用线性致动器15，可以输出很大的推力，在翻转单元的配合下能够实现大幅度翻转，极大地提高了翻转效率，有效的避免了干涉问题。
在本实施方案中，所述夹臂24由左右对称设置的两个单臂241组成，两个单臂241的后端位于两块侧板212的内侧。如图6所示，两个单臂241的后端对称设有供与光杆22滑动连接的通孔2411和供与正反牙梯形丝杆23螺纹连接的内螺纹孔2412，其中一个单臂241上对称设有主动轮25和一个从动轮26，另一个单臂241上对称设有另外两个从动轮26。
具体地，两个单臂241均包括端部垂直连接的前肢和后肢。在上夹持机构中，左侧单臂前肢的内侧设有主动轮25，左侧单臂后肢的内侧设有从动轮26，左侧单臂设置的主动轮和从动轮对称设置，右侧单臂前肢和后肢的内侧上均设有从动轮26、且对称设置；在下夹持机构中，左侧单臂前肢和后肢的内侧均设有从动轮26、且对称设置，右侧单臂前肢的内侧设有主动轮25，右侧单臂后肢的内侧设有从动轮26，右侧单臂设置的主动轮25和从动轮26对称设置。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。
具体地，两个压力传感器18分别位于上夹持机构的左侧单臂前肢和下夹持机构的右侧单臂前肢，所述超声波传感器16位于上夹持机构的左侧单臂后肢上，所述光电传感器17位于上夹持机构的右侧单臂后肢上。
在本实施方案中，如图5所示，所述驱动电机13位于L型支架131的内侧，所述L型支架131的一侧与主动轮轮架251的一侧通过螺钉固定。
具体地，在上夹持机构中，所述驱动电机13位于左侧单臂前肢的内侧，其输出轴通过联轴器与穿过主动轮轴心的螺钉相连。在下夹持机构中，所述驱动电机13位于右侧单臂前肢的内侧，输出轴通过联轴器与穿过主动轮轴心的螺钉相连。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。
在本实施方案中，如图7和8所示，所述主动轮轮架251的后端设有内螺纹孔2511。
具体地，在上夹持机构中，所述转向电机14位于左侧单臂前肢的外侧，所述转向电机14通过螺钉固定在左侧单臂的前肢，其输出轴设有螺纹，与主动轮轮架251后端的内螺纹孔2511配合连接。在下夹持机构中，所述转向电机14位于右侧单臂前肢的外侧，其固定和连接方式与上夹持机构中的转向电机14相同。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。
在本实施方案中，如图9、10和11所示，所述的两个翻转架33均包括第一长连杆331、第二长连杆332、第一短连杆333和第二短连杆334；所述第一长连杆331和第二长连杆332在中点通过销钉进行铰接，所述第一长连杆331的一端通过销钉与上连接板31铰接，所述第一长连杆331的另一端通过销钉与第一短连杆333的一端铰接，所述第一短连杆333的另一端通过销钉与下连接板32铰接，所述第二长连杆332的一端通过销钉与下连接板32铰接，所述第二长连杆332的另一端通过销钉与第二短连杆334的一端铰接，所述第二短连杆334的另一端通过销钉与上连接块31铰接，其中，所述第一短连杆333与第二长连杆332平行，所述第二短连杆334与第一长连杆331平行。
具体地，本发明所提供翻转单元中的两块上连接板31关于上夹持机构横板21的中心垂直面对称，两块下连接板32关于下夹持机构横板21的中心垂直面对称，上连接板31到中心垂直面的距离与下连接板32到中心垂直面的距离相等，一侧的上连接板31、下连接板32和翻转架33构成两个大小相等的平行四边形，对称设置的两组结构不仅可以最大限度地配合线性制动器支持夹持单元翻转，更能稳定支撑两个夹持单元。
在本实施方案中，所述第一长连杆331和第二长连杆332长度相同，所述第一短连杆333和第二短连杆334的长度相同，所述第一短连杆的长度333为第一长连杆331长度的一半。
实施例2
如图12所示，实施例2与实施例1除下述特征外其余相同：
在上夹持机构中，左侧单臂前肢的内侧设有主动轮25，左侧单臂后肢的内侧设有从动轮26，左侧单臂设置的主动轮和从动轮对称设置，右侧单臂前肢和后肢的内侧上均设有从动轮26、且对称设置；在下夹持机构中，左侧单臂前肢和后肢的内侧均设有从动轮26、且对称设置，右侧单臂后肢的内侧设有主动轮25，右侧单臂前肢的内侧设有从动轮26，右侧单臂设置的主动轮25和从动轮26对称设置。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。
两个压力传感器18分别位于上夹持机构的左侧单臂前肢和下夹持机构的右侧单臂后肢。
在上夹持机构中，所述驱动电机13位于左侧单臂前肢的内侧，其输出轴通过联轴器与穿过主动轮轴心的螺钉相连。在下夹持机构中，所述驱动电机13位于右侧单臂后肢的内侧，输出轴通过联轴器与穿过主动轮轴心的螺钉相连。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。
在上夹持机构中，所述转向电机14位于左侧单臂前肢的外侧，所述转向电机14通过螺钉固定在左侧单臂的前肢，其输出轴设有螺纹，与主动轮轮架251后端的内螺纹孔2511配合连接。在下夹持机构中，所述转向电机14位于右侧单臂后肢的外侧，其固定和连接方式与上夹持机构中的转向电机14相同。通过上述布置，使得该机器人在空间上保持平衡，有利于稳定爬升。

Claims (7)

1.一种轮式越障爬杆机器人，包括控制执行单元、夹持单元和翻转单元，其特征在于：
所述控制执行单元还包括控制器(11)、两个夹紧电机(12)、两个驱动电机(13)、两个转向电机(14)、线性致动器(15)、超声波传感器(16)、光电传感器(17)和两个压力传感器(18)，所述控制器(11)分别与两个夹紧电机(12)、两个驱动电机(13)、两个转向电机(14)、线性致动器(15)、超声波传感器(16)、光电传感器(17)和两个压力传感器(18)电路连接；
所述夹持单元还包括上夹持机构和下夹持机构，所述上夹持机构和下夹持机构均包括基座(21)、光杆(22)、正反牙梯形丝杆(23)、夹臂(24)、主动轮(25)和三个从动轮(26)；所述基座(21)包括横板(211)和两块均设有光杆安装孔(2121)和正反牙梯形丝杆安装孔(2122)的侧板(212),所述横板(211)的两端分别与两块侧板(212)的一端连接，所述两块侧板(212)上的光杆安装孔(2121)和正反牙梯形丝杆安装孔(2122)呈对称设置，所述光杆(22)和正反牙梯形丝杆(23)的两端分别位于两块侧板(212)上的光杆安装孔(2121)和正反牙梯形丝杆安装孔(2122)内且呈平行设置，所述夹紧电机(12)位于侧板(212)的外侧，所述夹紧电机(12)的输出轴通过联轴器与正反牙梯形丝杆(23)的一端连接，所述夹臂(24)的后端位于两块侧板(212)的内侧，所述夹臂(24)与光杆(22)滑动连接并与正反牙梯形丝杆(23)螺纹连接，所述夹臂(24)的内侧设有主动轮(25)和三个从动轮(26)，所述主动轮(25)通过主动轮轮架(251)安装在夹臂(24)上，所述驱动电机(13)位于主动轮轮架(251)的一侧，所述驱动电机(13)的输出轴通过联轴器与穿过主动轮(25)中心的螺钉相连接，所述转向电机(14)通过螺钉固定在夹臂(24)上，所述转向电机(14)通过螺纹输出轴与主动轮轮架(251)的后端螺纹连接，所述上夹持机构的夹臂(24)还安装有超声波传感器(16)、光电传感器(17)和压力传感器(18)，所述下夹持机构的夹臂(24)还安装有压力传感器(18)；
所述翻转单元还包括两块上连接板(31)、两块下连接板(32)和两个翻转架(33)；所述的两块上连接板(31)平行且对称地固定在上夹持机构横板(211)的中部，所述的两块下连接板(32)平行且对称地固定在下夹持机构横板(211)的中部，两个翻转架(33)分别与同侧的上连接板(31)和下连接板(32)相连，所述线性致动器(15)的伸缩端通过销钉固定在两块上连接板(31)上、底端通过销钉固定在两块下连接板(32)上。
2.根据权利要求1所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，所述夹臂(24)由左右对称设置的两个单臂(241)组成，两个单臂(241)的后端位于两块侧板(212)的内侧并对称设有供与光杆(22)滑动连接的通孔(2411)和供与正反牙梯形丝杆(23)螺纹连接的内螺纹孔(2412)，其中一个单臂(241)对称设有主动轮(25)和一个从动轮(26)，另一个单臂(241)对称设有另外两个从动轮(26)。
3.根据权利要求2所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，上夹持机构夹臂(24)设置的主动轮(25)与下夹持机构夹臂(24)设置的主动轮(25)分别位于左右不同侧的单臂(241)上。
4.根据权利要求1所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，所述驱动电机(13)位于L型支架(131)的内侧，所述L型支架(131)的一侧与主动轮轮架(251)的一侧通过螺钉固定。
5.根据权利要求1所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，所述主动轮轮架(251)的后端设有内螺纹孔(2511)。
6.根据权利要求1所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，所述的两个翻转架(33)均包括第一长连杆(331)、第二长连杆(332)、第一短连杆(333)和第二短连杆(334)；所述第一长连杆(331)和第二长连杆(332)在中点通过销钉进行铰接，所述第一长连杆(331)的一端通过销钉与上连接板(31)铰接，所述第一长连杆(331)的另一端通过销钉与第一短连杆(333)的一端铰接，所述第一短连杆(333)的另一端通过销钉与下连接板(32)铰接，所述第二长连杆(332)的一端通过销钉与下连接板(32)铰接，所述第二长连杆(332)的另一端通过销钉与第二短连杆(334)的一端铰接，所述第二短连杆(334)的另一端通过销钉与上连接块(31)铰接，其中，所述第一短连杆(333)与第二长连杆(332)平行，所述第二短连杆(334)与第一长连杆(331)平行。
7.根据权利要求6所述的轮式越障爬杆机器人，其特征在于，所述第一长连杆(331)和第二长连杆(332)长度相同，所述第一短连杆(333)和第二短连杆(334)的长度相同，所述第一短连杆的长度(333)为第一长连杆(331)长度的一半。
CN201710553027.7A 2017-07-07 2017-07-07 一种轮式越障爬杆机器人 Active CN107472392B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710553027.7A CN107472392B (zh) 2017-07-07 2017-07-07 一种轮式越障爬杆机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710553027.7A CN107472392B (zh) 2017-07-07 2017-07-07 一种轮式越障爬杆机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107472392A true CN107472392A (zh) 2017-12-15
CN107472392B CN107472392B (zh) 2023-04-07

Family

ID=60594914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710553027.7A Active CN107472392B (zh) 2017-07-07 2017-07-07 一种轮式越障爬杆机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107472392B (zh)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482504A (zh) * 2018-05-17 2018-09-04 广东电网有限责任公司 高空作业用的安全爬杆升降机构
CN108749945A (zh) * 2018-07-27 2018-11-06 贵州电网有限责任公司 一种多功能电杆爬杆机器人
CN108748188A (zh) * 2018-06-15 2018-11-06 嘉兴学院 一种攀爬复杂杆状多自由度机器人系统
CN110271621A (zh) * 2019-08-07 2019-09-24 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种越障登杆装置及其登杆方法
CN110271619A (zh) * 2018-03-15 2019-09-24 天津工业大学 一种快速轮式爬杆机器人
CN110498374A (zh) * 2019-07-04 2019-11-26 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种带操作臂的自动登杆装置
CN110539316A (zh) * 2019-08-02 2019-12-06 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 地电位作业方法、配网架空线路带电作业机器人和机械手
CN110789629A (zh) * 2019-09-23 2020-02-14 中国矿业大学 可越障的爬绳机器人及其越障方法
CN112023368A (zh) * 2020-08-29 2020-12-04 杨培才 一种可变向可越障的摩擦轮式快速爬杆机
CN112026948A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 杭州电子科技大学 架空电力线路巡检爬塔机器人
CN112165026A (zh) * 2020-09-24 2021-01-01 南方电网数字电网研究院有限公司 电力安全运维装置及其工作方法
CN112429107A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种爬杆机器人
CN113086041A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 安徽工业大学 一种爬杆机器人
CN113511280A (zh) * 2021-07-05 2021-10-19 中国矿业大学 一种钢丝绳攀爬机器人
CN113650696A (zh) * 2021-10-08 2021-11-16 哈尔滨理工大学 一种可变形轮履复合式爬杆机器人
CN113650694A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 深圳昱拓智能有限公司 一种巡检作业机器人的爬塔底盘平台及其调整方法
CN113928439A (zh) * 2021-11-25 2022-01-14 国网四川省电力公司南充供电公司 一种具有越障功能的攀爬装置
CN113942591A (zh) * 2021-11-30 2022-01-18 国网四川省电力公司南充供电公司 一种可变径的旋转式爬杆机器人
CN114833654A (zh) * 2022-06-01 2022-08-02 杜海海 一种暖通金属管道修补装置
CN114888825A (zh) * 2022-05-25 2022-08-12 中清德镧智能机器人(浙江)有限公司 一种防坠落的带电作业机器人
CN115158504A (zh) * 2022-06-08 2022-10-11 国网浙江省电力有限公司 轮式爬杆机器人
CN115817669A (zh) * 2022-12-14 2023-03-21 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 越障爬杆机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63219490A (ja) * 1987-03-06 1988-09-13 Res Dev Corp Of Japan 自律型配管メンテナンスロボツト
US20110100734A1 (en) * 2008-03-28 2011-05-05 Thales Robot for Climbing Posts
US20150090504A1 (en) * 2012-01-31 2015-04-02 Mohsen Bagheri Climbing robot for masts
CN105059417A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种基于弹簧伸缩机构的爬杆机器人
CN106112993A (zh) * 2016-08-22 2016-11-16 常州信息职业技术学院 一种交替式爬杆机器人
CN106184450A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 东南大学 一种爬杆机器人
CN106741266A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 华南理工大学 一种丝杆推动型爬杆机器人
CN106828661A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 武汉科技大学 管道轮式爬行装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63219490A (ja) * 1987-03-06 1988-09-13 Res Dev Corp Of Japan 自律型配管メンテナンスロボツト
US20110100734A1 (en) * 2008-03-28 2011-05-05 Thales Robot for Climbing Posts
US20150090504A1 (en) * 2012-01-31 2015-04-02 Mohsen Bagheri Climbing robot for masts
CN105059417A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种基于弹簧伸缩机构的爬杆机器人
CN106741266A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 华南理工大学 一种丝杆推动型爬杆机器人
CN106184450A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 东南大学 一种爬杆机器人
CN106112993A (zh) * 2016-08-22 2016-11-16 常州信息职业技术学院 一种交替式爬杆机器人
CN106828661A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 武汉科技大学 管道轮式爬行装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
段宇;侯宇;: "轮式管外攀爬机器人结构设计与动力特性分析" *

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110271619A (zh) * 2018-03-15 2019-09-24 天津工业大学 一种快速轮式爬杆机器人
CN108482504A (zh) * 2018-05-17 2018-09-04 广东电网有限责任公司 高空作业用的安全爬杆升降机构
CN108482504B (zh) * 2018-05-17 2023-04-25 广东电网有限责任公司 高空作业用的安全爬杆升降机构
CN108748188A (zh) * 2018-06-15 2018-11-06 嘉兴学院 一种攀爬复杂杆状多自由度机器人系统
CN108749945A (zh) * 2018-07-27 2018-11-06 贵州电网有限责任公司 一种多功能电杆爬杆机器人
CN108749945B (zh) * 2018-07-27 2023-10-20 贵州电网有限责任公司 一种多功能电杆爬杆机器人
CN110498374A (zh) * 2019-07-04 2019-11-26 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种带操作臂的自动登杆装置
CN110539316A (zh) * 2019-08-02 2019-12-06 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 地电位作业方法、配网架空线路带电作业机器人和机械手
CN110271621A (zh) * 2019-08-07 2019-09-24 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种越障登杆装置及其登杆方法
CN110271621B (zh) * 2019-08-07 2021-10-01 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种越障登杆装置及其登杆方法
CN112429107A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种爬杆机器人
AU2019436656B2 (en) * 2019-09-23 2021-12-23 China University Of Mining And Technology Rope climbing robot capable of surmounting obstacle and obstacle surmounting method thereof
CN110789629B (zh) * 2019-09-23 2021-06-25 中国矿业大学 可越障的爬绳机器人及其越障方法
CN110789629A (zh) * 2019-09-23 2020-02-14 中国矿业大学 可越障的爬绳机器人及其越障方法
CN112026948A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 杭州电子科技大学 架空电力线路巡检爬塔机器人
CN112026948B (zh) * 2020-08-25 2022-02-18 杭州电子科技大学 架空电力线路巡检爬塔机器人
CN112023368B (zh) * 2020-08-29 2021-10-08 洪夏群 一种可变向可越障的摩擦轮式快速爬杆机
CN112023368A (zh) * 2020-08-29 2020-12-04 杨培才 一种可变向可越障的摩擦轮式快速爬杆机
CN112165026A (zh) * 2020-09-24 2021-01-01 南方电网数字电网研究院有限公司 电力安全运维装置及其工作方法
CN113086041A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 安徽工业大学 一种爬杆机器人
CN113511280A (zh) * 2021-07-05 2021-10-19 中国矿业大学 一种钢丝绳攀爬机器人
CN113511280B (zh) * 2021-07-05 2022-11-29 中国矿业大学 一种钢丝绳攀爬机器人
CN113650694A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 深圳昱拓智能有限公司 一种巡检作业机器人的爬塔底盘平台及其调整方法
CN113650696A (zh) * 2021-10-08 2021-11-16 哈尔滨理工大学 一种可变形轮履复合式爬杆机器人
CN113650696B (zh) * 2021-10-08 2023-10-13 哈尔滨理工大学 一种可变形轮履复合式爬杆机器人
CN113928439A (zh) * 2021-11-25 2022-01-14 国网四川省电力公司南充供电公司 一种具有越障功能的攀爬装置
CN113942591B (zh) * 2021-11-30 2023-02-03 国网四川省电力公司南充供电公司 一种可变径的旋转式爬杆机器人
CN113942591A (zh) * 2021-11-30 2022-01-18 国网四川省电力公司南充供电公司 一种可变径的旋转式爬杆机器人
CN114888825A (zh) * 2022-05-25 2022-08-12 中清德镧智能机器人(浙江)有限公司 一种防坠落的带电作业机器人
CN114888825B (zh) * 2022-05-25 2024-03-08 中清德镧智能机器人(浙江)有限公司 一种防坠落的带电作业机器人
CN114833654A (zh) * 2022-06-01 2022-08-02 杜海海 一种暖通金属管道修补装置
CN115158504A (zh) * 2022-06-08 2022-10-11 国网浙江省电力有限公司 轮式爬杆机器人
CN115158504B (zh) * 2022-06-08 2023-10-20 国网浙江省电力有限公司宁波市奉化区供电公司 轮式爬杆机器人
CN115817669A (zh) * 2022-12-14 2023-03-21 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 越障爬杆机器人
CN115817669B (zh) * 2022-12-14 2023-10-27 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 越障爬杆机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN107472392B (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107472392A (zh) 一种轮式越障爬杆机器人
CN105059416B (zh) 一种带有稳定装置的爬杆机器人
CN102001089A (zh) 关节式铁塔攀爬机器人
CN206554825U (zh) 一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手
CN101168254A (zh) 摆臂式输电线路巡检机器人
CN211193912U (zh) 一种配网架空线路带电作业机器人和握杆机械手
CN108748235A (zh) 一种便于使用的夹取机器人
CN100379529C (zh) 一种沿架空高压输电线路行驶的机器人
CN108747109B (zh) 一种用于工业生产的零部件自动化焊接装置
CN103692432A (zh) 塔架攀爬机器人
CN205588298U (zh) 卡爪式多自由度机器人机械手机构
CN110480671B (zh) 一种用于机械加工的旋转式机械手
CN110539316A (zh) 地电位作业方法、配网架空线路带电作业机器人和机械手
CN203680285U (zh) 塔架攀爬机器人
CN206561416U (zh) 一种新型机架式机械手
CN102059704B (zh) 新型铁塔攀爬机器人机械手装置
CN209113380U (zh) 一种折臂吊
CN215942995U (zh) 一种多关节机械手臂维护保养装置
CN211137147U (zh) 一种机器人手臂
CN209699144U (zh) 一种具有过载保护功能的机械手
CN212095087U (zh) 一种钢结构焊接机械手
CN101168256A (zh) 摆臂式输电线路巡检机器人摆臂传动装置
CN208068290U (zh) 一种工厂用机器人手臂
CN112008708A (zh) 一种搬运工业机器人
CN208977827U (zh) 一种工业机器人的夹持装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant