CN108163079A - 双夹头爬杆机器人 - Google Patents

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CN108163079A CN201711433109.4A CN201711433109A CN108163079A CN 108163079 A CN108163079 A CN 108163079A CN 201711433109 A CN201711433109 A CN 201711433109A CN 108163079 A CN108163079 A CN 108163079A
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孙伟
孔建益
张瑶
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Science and Technology WHUST
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for

Abstract

本发明涉及机器人领域，公开了一种双夹头爬杆机器人，包括上下对称分布的两个夹头和连接两个夹头的连接装置，夹头包括手腕和对称铰接在手腕上的两个手背，手背的另一端均连有手指，手腕侧面位于两个手背之间的位置设有压块，压块、两个手背和两个手指围合，两个手背与手腕铰接位置的内侧均铰接有连杆，两个连杆的另一端铰接在一个推杆的两端，推杆的中部连有设在手腕上第一气缸的第一输出杆，压块连有设在手腕内第二气缸的第二输出杆，连接装置包括分别固定在两个夹头手腕上的气缸底座及分别与两个气缸底座铰接的第三气缸。本发明双夹头爬杆机器人能通过外径连续变化的管道等障碍，且稳定可靠、爬升效率高。

Description

双夹头爬杆机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体涉及一种双夹头爬杆机器人。
背景技术
随着社会发展，诸如电线杆、路灯杆、广告牌立柱等杆状设备越来越多，它们壁面多采用油漆、电镀、玻璃钢结构等，由于常年裸露在空气中，空气中混合的酸性物质会对这些城市建筑特别是金属杆件造成腐蚀，使它们生锈，缩短使用寿命。因此，必须定期进行壁面清理和检测工作，而人工清理和检测，耗资巨大，工作效率低，且具有一定的危险性。现有技术中虽然也有很多相关设计的双夹头爬杆机器人，但是它们往往都有一些应用的局限性，例如有的不能跨越管道上的障碍，有的只适合爬立杆或水平杆一种特征的管道，有的甚至不能连续、均匀地经过管道外径变化的外表面。因此，在本技术领域中亟待解决上述问题，需要一种能够通过外径连续变化的管道等障碍，且稳定可靠、爬升效率高的双夹头爬杆机器人。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种双夹头爬杆机器人，能通过外径连续变化的管道等障碍，且稳定可靠、爬升效率高。
为实现上述目的，本发明所设计的双夹头爬杆机器人，包括双夹头爬杆机器人，包括上下对称分布的两个夹头和连接两个所述夹头的连接装置，所述夹头包括手腕和对称铰接在所述手腕上的两个手背，所述手背的另一端均连有手指，所述手腕侧面位于两个所述手背之间的位置设有压块，所述压块、两个手背和两个手指围合，两个所述手背与所述手腕铰接位置的内侧均铰接有连杆，两个所述连杆的另一端铰接在一个推杆的两端，所述推杆的中部连有设在所述手腕上第一气缸的第一输出杆，所述压块连有设在所述手腕内第二气缸的第二输出杆，所述连接装置包括分别固定在两个所述夹头手腕上的气缸底座及分别与两个所述气缸底座铰接的第三气缸。
优选地，所述第三气缸包括气缸壁和套置在所述气缸壁内的气缸杆，所述气缸杆与一个所述气缸底座铰接，所述气缸壁与另一个所述气缸底座铰接。
优选地，两个所述夹头通过两个平行设置的所述连接装置连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过手背、手指、压块和第一气缸、第二气缸的配合，控制手背、手指和压块的开闭，使其能适应管道外径大小变化，避免加装提供管道夹紧力的装备，省去了配套夹紧力反馈调节装置，使结构简单可靠；
2、通过上下两个夹头的对称分布，在满足机器稳定性的前提下提供较大空间为扩充装备预留空间；
3、通过三个气缸和手背、手指及压块模拟仿生系统作为爬升方式，保证了爬升速度和爬升效率。
附图说明
图1为本发明双夹头爬杆机器人的结构示意图；
图2为图1中夹头的结构示意图；
图3为图1中连接装置的结构示意图。
图中各部件标号如下：
夹头1、连接装置2、手腕3、手背4、手指5、压块6、连杆7、推杆8、第一气缸9、第一输出杆10、第二气缸11、第二输出杆12、气缸底座13、第三气缸14、气缸壁15、气缸杆16、电线杆17。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2及图3所示，本发明双夹头爬杆机器人，包括上下对称分布的两个夹头1和连接两个夹头1的连接装置2，夹头1包括手腕3和对称铰接在手腕3上的两个手背4，手背4的另一端均连有手指5，手腕3侧面位于两个手背4之间的位置设有压块6，压块6、两个手背4和两个手指5围合，两个手背4与手腕3铰接位置的内侧均铰接有连杆7，两个连杆7的另一端铰接在一个推杆8的两端，推杆8的中部连有设在手腕3上第一气缸9的第一输出杆10，压块6连有设在手腕3内第二气缸11的第二输出杆12，连接装置2包括分别固定在两个夹头1手腕3上的气缸底座13及分别与两个气缸底座13铰接的第三气缸14，第三气缸14包括气缸壁15和套置在气缸壁15内的气缸杆16，气缸杆16与固定在上面夹头1上的气缸底座13铰接，气缸壁15与固定在下面夹头1上的气缸底座13铰接。
本实施例双夹头爬杆机器人使用时，双夹头爬杆机器人抱紧电线杆17，上面夹头1上的第一气缸9通过第一输出杆10推动推杆8，推杆8进而推动两个连杆7，带动两个手背4转动，进而使两个手指5张开，同时第二气缸11通过第二输出杆12拉动压块6，使上面的夹头1放开电线杆17；此时下面的夹头1依然抱紧电线杆17，通过第三气缸14驱动气缸杆16沿着气缸壁15向上运动，使上面的夹头1在气缸杆16的带动下向上运动一端距离；然后通过上面夹头1上第一气缸9的第一输出杆10拉回推杆8，进而拉回两个连杆7，带动两个手背4反向转动，进而使两个手指5闭合，同时第二气缸11通过第二输出杆12推动压块6，配合手指5和手背4，使上面的夹头1抱紧电线杆17；然后下面夹头1上的第一气缸9通过第一输出杆10推动推杆8，推杆8进而推动两个连杆7，带动两个手背4转动，进而使两个手指5张开，同时第二气缸11通过第二输出杆12拉动压块6，使下面的夹头1放开电线杆17；此时上面的夹头1依然抱紧电线杆17，通过第三气缸14驱动气缸壁15沿着气缸杆16向上运动，使下面的夹头1在气缸壁15的带动下向上运动一端距离；然后通过下面夹头1上第一气缸9的第一输出杆10拉回推杆8，进而拉回两个连杆7，带动两个手背4反向转动，进而使两个手指5闭合，同时第二气缸11通过第二输出杆12推动压块6，配合手指5和手背4，使下面的夹头1抱紧电线杆17；依次往复，双夹头爬杆机器人便可以在电线杆17上自由爬升，反之，即可自由降落。
在其它实施例中，两个夹头1通过两个平行设置的连接装置2连接，双夹头爬杆机器人在爬升过程中更加平稳。
本发明双夹头爬杆机器人通过手背、手指、压块和第一气缸、第二气缸的配合，控制手背、手指和压块的开闭，使其能适应管道外径大小变化，避免加装提供管道夹紧力的装备，省去了配套夹紧力反馈调节装置，使结构简单可靠；同时通过上下两个夹头的对称分布，在满足机器稳定性的前提下提供较大空间为扩充装备预留空间；另外，通过三个气缸和手背、手指及压块模拟仿生系统作为爬升方式，保证了爬升速度和爬升效率。

Claims (3)

1.一种双夹头爬杆机器人，包括上下对称分布的两个夹头(1)和连接两个所述夹头(1)的连接装置(2)，其特征在于：所述夹头(1)包括手腕(3)和对称铰接在所述手腕(3)上的两个手背(4)，所述手背(4)的另一端均连有手指(5)，所述手腕(3)侧面位于两个所述手背(4)之间的位置设有压块(6)，所述压块(6)、两个手背(4)和两个手指(5)围合，两个所述手背(4)与所述手腕(3)铰接位置的内侧均铰接有连杆(7)，两个所述连杆(7)的另一端铰接在一个推杆(8)的两端，所述推杆(8)的中部连有设在所述手腕(3)上第一气缸(9)的第一输出杆(10)，所述压块(6)连有设在所述手腕(3)内第二气缸(11)的第二输出杆(12)，所述连接装置(2)包括分别固定在两个所述夹头(1)手腕(3)上的气缸底座(13)及分别与两个所述气缸底座(13)铰接的第三气缸(14)。
2.根据权利要求1所述双夹头爬杆机器人，其特征在于：所述第三气缸(14)包括气缸壁(15)和套置在所述气缸壁(15)内的气缸杆(16)，所述气缸杆(16)与一个所述气缸底座(13)铰接，所述气缸壁(15)与另一个所述气缸底座(13)铰接。
3.根据权利要求1所述双夹头爬杆机器人，其特征在于：两个所述夹头(1)通过两个平行设置的所述连接装置(2)连接。
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