CN107640242B - 开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人，属于载物平台领域。该平台包括上开合机构、滑动机构和电机机构，上开合机构包括可开闭的环形本体，环形本体包括上圆环和下圆环，上圆环上设置有若干对横撑管，横撑管上滑动设置有滑板；滑动机构包括与下圆环固定连接的齿圈和与上体单元固定连接的环形滑轨，齿圈的底部均匀设置有与环形滑轨配合的滑块；上圆环、下圆环、齿圈和环形滑轨均为开合式结构；环形本体的内部设置有供电装置，供电装置包括与上开合机构固定的带电滑环和为带电滑环提供电源的导电块，导电块固定在上体单元上。本发明旋转平稳顺畅，并且能够适用于不可移动的杆状物，并且，在向设备供电时，解决了导线缠绕的问题。

Description

开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人

技术领域

本发明涉及载物平台技术领域，特别是指一种开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人。

背景技术

目前，医疗、机械等领域都有使用旋转载物平台，在木材加工检测方面也同样使用旋转载物平台，可以说旋转载物平台的应用十分广泛，旋转载物平台可以用于承载CT设备等围绕被检测物体连续旋转和扫描，达到对被检测物无损检测和维护的作用。

但是在活立木或者说杆状物的研究检测中，现有的旋转载物平台也存在诸多问题，如在申请公布号为CN105059415A，名称为“攀爬机器人”中专利中，承重平台通过在立柱下安装滚轮从而使平台在滑道上旋转，此方案很容易出现旋转时卡顿的问题，而且旋转过程中滚轮的转动容易引起震荡导致平台不平稳；又如在申请公布号为CN103792244A，名称为“一种任意角度实时成像的木材无损检测装置”的专利中，载物平台并不能应用于活立木等不可移动的木材。

发明内容

本发明提供一种旋转平稳顺畅，并且能够适用于不可移动的杆状物的开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种开合式结构的旋转载物平台，包括上开合机构和滑动机构，其中：

所述上开合机构包括用于套设在杆状被检测物上的可开闭的环形本体，所述环形本体包括上下相隔一定距离的上圆环和下圆环，所述上圆环上设置有若干对横撑管，所述横撑管上滑动设置有用于放置设备的滑板；

所述滑动机构包括与所述下圆环固定连接的齿圈和用于与攀爬机器人的上体单元固定连接的环形滑轨，所述齿圈的底部均匀设置有若干与所述环形滑轨相配合的滑块；

所述开合式结构的旋转载物平台还包括驱动所述齿圈旋转的电机机构，所述电机机构用于固定设置在攀爬机器人的上体单元上；

所述上圆环、下圆环、齿圈和环形滑轨均为开合式结构；

所述环形本体的内部设置有用于为设备供电的供电装置，所述供电装置包括与所述上开合机构固定连接的带电滑环和与所述带电滑环相对滑动且为所述带电滑环提供电源的导电块，所述导电块位于所述带电滑环的外侧，所述导电块用于固定在攀爬机器人的上体单元上。

进一步的，所述导电块上设置有一对互相连接的上金属触角、一对互相连接的下金属触角以及分别与上金属触角和下金属触角连接的第一引线和第二引线，所述上金属触角、下金属触角均与所述带电滑环接触，所述第一引线和第二引线分别用于与供电电源的火线和零线连接。

进一步的，所述带电滑环包括滑环本体，所述滑环本体的材质为绝缘体材料，所述滑环本体的外侧面设置有相互平行的上滑槽和下滑槽，所述上滑槽和下滑槽内分别设置有第一金属板和第二金属板，所述上金属触角接触所述第一金属板，所述下金属触角接触所述第二金属板，所述第一金属板和第二金属板上分别设置有用于连接设备的第三引线和第四引线。

进一步的，所述带电滑环为开合式结构，所述带电滑环由两部分半圆带电滑环拼接形成；

所述滑板的数量为两个，两个滑板对称设置，所述导电块的个数为两个，两个导电块分别位于所述滑板处。

进一步的，所述滑板的上表面上垂直与所述横撑管方向固定设置有固定板，所述固定板上沿其长度方向设置有凸形条，所述滑板上设置有与所述凸形条相配合的滑动板，所述设备放置于所述滑动板上，所述滑动板的上部设置有用于锁定滑动板的锁定装置。

进一步的，每对横撑管包括互相平行的两个横管，所述滑板的底部固定设置有若干套环，所述套环套设在所述横管上；

所述上圆环和下圆环之间均匀设置有多个支撑柱，所述下圆环与横管之间设置有斜撑杆；

所述上圆环和下圆环均由两部分半圆环扣接形成，所述上圆环和下圆环的两部分半圆环的接口处设置有凹槽或凸台。

进一步的，所述环形滑轨的底部设置有底座，所述底座固定连接在所述上体单元上，所述滑块为矩形，所述滑块内设置有与所述环形滑轨相配合的曲面空腔。

进一步的，所述环形滑轨包括相互扣接的第一半环形滑轨和第二半环形滑轨，所述第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的接口设置有相向分布的环形坡面，所述第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的环形坡面的端部分别设置有凹槽和凸台。

进一步的，所述电机机构包括固定于所述上体单元的套筒和位于套筒内的伺服电机，所述电机机构的上端还设置有与所述齿圈相配合的齿轮，所述伺服电机驱动所述齿轮旋转带动所述齿圈旋转。

另一方面，提供一种攀爬机器人，包括上体单元，所述上体单元上设置有上述的开合式结构的旋转载物平台。

本发明具有以下有益效果：

本发明的开合式结构的旋转载物平台和攀爬机器人，在使用时，将设备放置于滑板上，滑板可在横撑杆上滑动从而实现设备的前后移动，可灵活调整设备与被检测物(如杆状物)之间的检测距离；在上开合机构和机器人的上体单元之间设置有滑动机构，滑动机构的齿圈固定连接在上开合机构的下圆环上，环形滑轨固定连接在攀爬机器人的上体单元上，可以实现上开合机构与攀爬机器人的上体单元之间相对转动，通过齿圈来控制转动角度，与滚轮相比，转动平稳顺畅，上开合机构相对于被检测物既可以远离或靠近，也可以转动，使用时可以将设备调整到合适的位置进行检测。此外，本发明中上圆环、下圆环、齿圈和环形滑轨均为开合式结构，可以适用于不可移动的杆状物的检测，比如活立木、古建筑木制承重柱等。供电装置的导电块与攀爬机器人的上体单元相对固定，带电滑环始终与上开合机构是一起转动的，位于上开合机构的滑板的设备与带电滑环相对不动，带电滑环为设备供电时，实现了旋转载物平台向设备供电时，导线缠绕的问题。

附图说明

图1为本发明的开合式结构的旋转载物平台的整体结构示意图；

图2为本发明的开合式结构的旋转载物平台的正视图；

图3为本发明的开合式结构的旋转载物平台的上开合机构的结构示意图；

图4为本发明的开合式结构的旋转载物平台的开合后的一侧结构结构示意图；

图5为本发明的开合式结构的旋转载物平台的供电装置的结构示意图；

图6为本发明的开合式结构的旋转载物平台的导电块及其固定支架的结构示意图；

图7为本发明的开合式结构的旋转载物平台的导电块的结构示意图；

图8为本发明的开合式结构的旋转载物平台的滑动机构结构示意图；

图9(a)为图8中滑动机构的环形滑轨的一端接口的结构示意图；

图9(b)为图8中滑动机构的环形滑轨的另一端接口的结构示意图；

图9(c)为图8中滑动机构的滑块的结构示意图；

图10为本发明的开合式结构的旋转载物平台的电机机构的结构示意图；

图11为本发明的开合式结构的旋转载物平台的上圆环和下圆环的接口处的结构示意图；

图12为图11中接口处的放大图；

图13为本发明的开合式结构的旋转载物平台的固定板与滑动板的结构示意图；

图14为本发明的开合式结构的旋转载物平台的矩形板俯视图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种开合式结构的旋转载物平台，如图1至图14所示，包括上开合机构1和滑动机构2，其中：

上开合机构1包括用于套设在杆状被检测物上的可开闭的环形本体1-1，环形本体1-1包括上下相隔一定距离的上圆环1-1-1和下圆环1-1-2，上圆环1-1-1上设置有若干对横撑管1-2，横撑管1-2水平设置且位于上圆环1-1-1的外侧，横撑管1-2优选为两对，分别对称设置于上圆环1-1-1上，横撑管1-2上滑动设置有用于放置设备的滑板1-3；

如图8所示，滑动机构2包括与下圆环1-1-2固定连接的齿圈2-1和用于与攀爬机器人的上体单元3固定连接的环形滑轨2-2，齿圈2-1的底部均匀设置有若干与环形滑轨2-2相配合的滑块2-3；

开合式结构的旋转载物平台还包括驱动齿圈2-1旋转的电机机构4，电机机构4用于固定设置在攀爬机器人的上体单元3上；

上圆环1-1-1、下圆环1-1-2、齿圈2-1和环形滑轨2-2均为开合式结构，上圆环1-1-1和下圆环1-1-2为环形本体1-1的一部分，环形本体1-1的下圆环固设于滑动机构2的齿圈2-1上，环形滑轨2-2固设于攀爬机器人的上体单元3上，上圆环1-1-1、下圆环1-1-2、齿圈2-1和环形滑轨2-2的开合处优选为同一位置，可以通过攀爬机器的上体单元的开合，带动环形滑轨2-2、齿圈2-1、下圆环1-1-2和上圆环1-1-1的开合，开合方式均可以为两部分的两端同时开合，或者是，一端铰接，另一端可开合；

环形本体1-1的内部设置有用于为设备供电的供电装置6，如图5所示，供电装置5包括与上开合机构1固定连接的带电滑环5-1和与带电滑环5-1相对滑动且为带电滑环5-1提供电源的导电块5-2，导电块5-2位于带电滑环5-1的外侧，导电块5-2用于固定在攀爬机器人的上体单元3上。带电滑环与上开合机构相对固定，导电块与攀爬机器人的上体单元相对固定，如图6所示，导电块可以通过一个支撑架固定于上体单元上。

本发明的开合式结构的旋转载物平台，在使用时，将设备放置于滑板上，滑板可在横撑杆上滑动从而实现设备的前后移动，可灵活调整设备与被检测物(如杆状物)之间的检测距离；在上开合机构和机器人的上体单元之间设置有滑动机构，滑动机构的齿圈固定连接在上开合机构的下圆环上，环形滑轨固定连接在攀爬机器人的上体单元上，可以实现上开合机构与攀爬机器人的上体单元之间相对转动，通过齿圈来控制转动角度，与滚轮相比，转动平稳顺畅，上开合机构相对于被检测物既可以远离或靠近，也可以转动，使用时可以将设备调整到合适的位置进行检测。此外，本发明中上圆环、下圆环、齿圈和环形滑轨均为开合式结构，可以适用于不可移动的杆状物的检测，比如活立木、古建筑木制承重柱等。供电装置的导电块与攀爬机器人的上体单元相对固定，带电滑环始终与上开合机构是一起转动的，位于上开合机构的滑板的设备与带电滑环相对不动，带电滑环为设备供电时，实现了旋转载物平台向设备供电时，导线缠绕的问题。

为更好的实现电流传递，如图7所示，导电块5-2上优选设置有一对互相连接的上金属触角5-2-1、一对互相连接的下金属触角5-2-2以及分别与上金属触角5-2-1和下金属触角5-2-2连接的第一引线和第二引线(未示出)，上金属触角5-2-1、下金属触角5-2-2均与带电滑环5-1接触，第一引线和第二引线分别用于与供电电源的火线和零线连接。

优选的，带电滑环5-1可以包括滑环本体5-1-1，滑环本体5-1-1的材质为绝缘体材料，滑环本体5-1-1的外侧面优选设置有相互平行的上滑槽5-1-2和下滑槽5-1-3，上滑槽5-1-2和下滑槽5-1-3内分别设置有第一金属板和第二金属板，上金属触角5-2-1接触第一金属板，下金属触角5-2-2接触第二金属板，第一金属板和第二金属板上分别设置有用于连接设备的第三引线和第四引线(未示出)。本发明中，上金属触角和下金属触角向外张开并分别搭接在第一金属板和第二金属板上，由于第一金属板、第二金属板和上金属触角和下金属触角均带有强电流，所以带电滑环位于环形本体的内部空间内，有效减少了工作人员触电的风险。

优选的，带电滑环5-1为开合式结构，带电滑环5-1由两部分半圆带电滑环拼接形成；带电滑环由两部分半圆带电滑环拼接形成，在拼接的缝隙处，一对上金属触角中的(或一对下金属触角)一个上金属触角(或一个下金属触角)即使处于缝隙处未接触上金属板，另一个上金属触角(或另一个下金属触角)也会接触上金属板(或下金属板)，保证了旋转载物平台在旋转个过程中，供电装置能连续为负载供电。

滑板1-3的数量优选为两个，两个滑板1-3优选对称设置，可以供两台设备一起检测被检测物，导电块5-2的个数为两个，两个导电块5-2分别优选位于两个滑板1-3处。

优选的，如图13所示，滑板1-3的上表面上垂直于横撑管1-2方向固定设置有固定板10，固定板10上沿其长度方向设置有凸形条10-1，滑板1-3上设置有与凸形条10-1相配合的滑动板11，设备放置于滑动板11上，滑动板11的上部设置有用于锁定滑动板11的锁定装置。具体的，锁定装置可以是位于滑动板上方的螺纹孔11-1，通过螺母与螺纹孔11-1配合拧紧抵住凸形条10-1来实现对滑动板11的锁定，螺纹孔优选为2-4个，滑动板可以相对于滑板滑动，而滑板可以相对于环形本体滑动，这样，位于滑动板上的设备可以相对于被检测物前后左右移动，可以根据设备需要任意调节设备中X射线成像清晰度、分辨率等，同时还能够增大检测半径，更加实用方便。

另外，为提高本发明的实用性，如图14所示，滑动板11的上部固定设置有底板(未示出)，底板上设置有螺纹孔(可以为非通孔)，设备的底部固定设置有矩形板12，矩形板12上设置有带有内螺纹的通孔12-1，螺纹杆从上往下依次穿过矩形板12的通孔、底板的螺纹孔，实现设备与滑动板之间的可拆卸连接。

作为本发明一种改进，为稳定的支撑滑板1-3，如图1所示，每对横撑管1-2包括互相平行的两个横管，滑板1-3的底部固定设置有若干套环1-4，套环1-4套设在横管上，优选的，每个横管上套环1-4的个数为2个，套环在横管上滑动实现位于滑板上的设备相对于被检测物前后移动。

为提高环形本体1-1的稳定性，上圆环1-1-1和下圆环1-1-2之间均匀设置有多个支撑柱1-5，下圆环1-1-2与横管之间设置有斜撑杆1-6；本发明中，优选的，带电滑环5-1可以通过金属板固定在支撑柱上。

上圆环1-1-1和下圆环1-1-2均由两部分半圆环扣接形成，两部分半圆环可以独立加工制作，如图11-12所示，上圆环1-1-1和下圆环1-1-2的两部分半圆环的接口处设置有凹槽6或凸台7，这种连接方式使得两部分半圆环对接的更准确，有效避免了扣接时容易出现错位的问题。

作为本发明的又一改进，环形滑轨2-2的底部设置有底座2-2-1，底座2-2-1固定连接在上体单元3上，滑块2-3为矩形，滑块2-3内设置有与环形滑轨2-2相配合的曲面空腔2-3-1，滑块通过曲面空腔可以平滑地在环形滑轨上滑动，环形滑轨和滑块紧密吻合下，相比采用滚轮的滑动方式，滑动摩擦的方式更平稳、顺畅，避免了滚轮滑动在实际应该中容易出现卡顿、震荡的问题。

为滑动流畅，环形滑轨2-2包括相互扣接的第一半环形滑轨和第二半环形滑轨，第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的接口设置有相向分布的环形坡面2-2-2，第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的环形坡面的端部分别设置有凹槽8和凸台9。凹槽和凸台相互配合，可以避免第一半环形滑轨和第二半环形滑轨在扣接时精准对准，防止错位，环形坡面的设计可使滑块在滑到接口处不卡顿，顺畅的滑过接口处。

本发明中，如图10所示，电机机构4优选包括固定于上体单元3的套筒4-1和位于套筒4-1内的伺服电机4-3，伺服电机4-1可以通过螺钉固定在套筒上，套筒4-1可以通过固定装置固定于上体单元上，电机机构4的上端还设置有与齿圈2-1相配合的齿轮4-2，通过电脑控制伺服电机4-3转动的角度和角速度通过齿轮4-2旋转带动齿圈2-1的旋转从而实现控制旋转载物平台的转动的角度和角速度。

另一方面，本发明还提供一种攀爬机器人，包括上体单元3，上体单元3上设置有上述的开合式结构的旋转载物平台，由于结构与上述相同，此处不再赘述。

值得注意的是，本发明是可开合结构，能用于活立木、古建筑木制梁柱等珍贵的或是不可移动的木材检测，无需损坏被检测物，对保护珍贵文物、稀有木材以及木材科研等方面具有极大的使用价值；本发明的旋转载物平台是在伺服电机的带动下，可旋转任意角度，对被检测物进行多角度的检测，在一定程度上替代了人力，同时很大程度上减少了工作人员在检测过程中的X射线的危害；本发明可以由电脑控制，对转动角度可以自由设定，提高了工作效率。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，包括上开合机构和滑动机构，其中：所述上开合机构包括用于套设在杆状被检测物上的可开闭的环形本体，所述环形本体包括上下相隔一定距离的上圆环和下圆环，所述上圆环上设置有若干对横撑管，所述横撑管上滑动设置有用于放置设备的滑板；

所述滑动机构包括与所述下圆环固定连接的齿圈和用于与攀爬机器人的上体单元固定连接的环形滑轨，所述齿圈的底部均匀设置有若干与所述环形滑轨相配合的滑块，所述环形滑轨的底部设置有底座，所述底座固定连接在所述上体单元上，所述滑块为矩形，所述滑块内设置有与所述环形滑轨相配合的曲面空腔，滑块通过曲面空腔平滑地在环形滑轨上滑动，环形滑轨和滑块紧密吻合；

所述开合式结构的旋转载物平台还包括驱动所述齿圈旋转的电机机构，所述电机机构用于固定设置在攀爬机器人的上体单元上；

所述上圆环、下圆环、齿圈和环形滑轨均为开合式结构；

所述环形本体的内部设置有用于为设备供电的供电装置，所述供电装置包括与所述上开合机构固定连接的带电滑环和与所述带电滑环相对滑动且为所述带电滑环提供电源的导电块，所述导电块位于所述带电滑环的外侧，所述导电块用于固定在攀爬机器人的上体单元上；

所述导电块上设置有一对互相连接的上金属触角、一对互相连接的下金属触角以及分别与上金属触角和下金属触角连接的第一引线和第二引线，所述上金属触角、下金属触角均与所述带电滑环接触，所述第一引线和第二引线分别用于与供电电源的火线和零线连接；

所述带电滑环包括滑环本体，所述滑环本体的材质为绝缘体材料，所述滑环本体的外侧面设置有相互平行的上滑槽和下滑槽，所述上滑槽和下滑槽内分别设置有第一金属板和第二金属板，所述上金属触角接触所述第一金属板，所述下金属触角接触所述第二金属板，所述第一金属板和第二金属板上分别设置有用于连接设备的第三引线和第四引线。

2.根据权利要求1所述的开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，所述带电滑环为开合式结构，所述带电滑环由两部分半圆带电滑环拼接形成；所述滑板的数量为两个，两个滑板对称设置，所述导电块的个数为两个，两个导电块分别位于所述滑板处。

3.根据权利要求1所述的开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，所述滑板的上表面上垂直与所述横撑管方向固定设置有固定板，所述固定板上沿其长度方向设置有凸形条，所述滑板上设置有与所述凸形条相配合的滑动板，所述设备放置于所述滑动板上，所述滑动板的上部设置有用于锁定滑动板的锁定装置。

4.根据权利要求1所述的开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，每对横撑管包括互相平行的两个横管，所述滑板的底部固定设置有若干套环，所述套环套设在所述横管上；所述上圆环和下圆环之间均匀设置有多个支撑柱，所述下圆环与横管之间设置有斜撑杆；所述上圆环和下圆环均由两部分半圆环扣接形成，所述上圆环和下圆环的两部分半圆环的接口处设置有凹槽或凸台。

5.根据权利要求1所述的开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，所述环形滑轨包括相互扣接的第一半环形滑轨和第二半环形滑轨，所述第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的接口设置有相向分布的环形坡面，所述第一半环形滑轨和第二半环形滑轨的环形坡面的端部分别设置有凹槽和凸台。

6.根据权利要求1所述的开合式结构的旋转载物平台，其特征在于，所述电机机构包括固定于所述上体单元的套筒和位于套筒内的伺服电机，所述电机机构的上端还设置有与所述齿圈相配合的齿轮，所述伺服电机驱动所述齿轮旋转带动所述齿圈旋转。

7.一种攀爬机器人，包括上体单元，其特征在于，所述上体单元上设置有权利要求1-6任一所述的开合式结构的旋转载物平台。