CN109878590A - 一种爬杆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种爬杆机器人，其包括一第一机体、一第二机体、一升降结构、一径向移动装置及一弧形位移装置。第一机体与第二机体各具有一爬杆结构，而能够依据杆柱的外径而适应性的调整并包覆杆柱；升降结构设置于第一机体及第二机体之间，使彼此产生升降位移；径向移动装置设置于第一机体与第二机体之间，而于爬行时，使所述的第一机体与第二机体依据杆柱的径向尺寸变化而彼此相对产生径向移动。藉此爬杆机器人能顺应障碍或是杆柱的形状变化而自动地使第一机体与第二机体相对平移调整，以适用于同一杆柱具有不同外径时的爬杆作业。

Description

一种爬杆机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别涉及一种适用于同一杆柱具有不同外径的爬杆机器人。

背景技术

利用机器人执行各种任务，已为目前工业发展重要的课题，如专利文献CN201810725272.6揭露一种爬行机器人及其爬杆结构，其利用支撑臂、连接件及收紧带的组合，爬行机器人与柱体固定时更为贴合，有利于提升爬速，且能够应用于各种直径不同的柱体爬行上。

然而，随着科技的进步与发展，对于产品要求亦不断的提升，因此，创作人于前述专利基础上研究开发出全新的创作，以满足相关领域的需求。

发明内容

于是，本发明揭露一种爬杆机器人，其能够适用于同一杆柱具有不同外径或在爬杆作业遇到障碍物时，使爬杆机器人的机体产生相对径向移动，以顺应于杆柱外形而调整位置，有利于爬杆作业的进行。

为达上述目的，本发明实施例中提供一种爬杆机器人，用以在一杆柱上进行升降位移，其包括一第一机体、一第二机体、一升降结构、一径向移动装置及一旋转装置。第一机体具有一第一爬杆结构；一第二机体具有一第二爬杆结构，第一爬杆结构与第二爬杆结构能够依据杆柱的外径而适应性的调整并包覆杆柱；升降结构设置于第一机体及第二机体之间，使彼此产生升降位移；径向移动装置设置于第一机体与第二机体之间，而于爬行时，使第一机体与第二机体依据杆柱的径向尺寸变化而彼此相对产生径向移动。

于另一实施例中，径向移动装置包括一第一活动座及一第二活动座，第一活动座设于第一机体顶面，第二活动座固设于第二机体底面，且第二活动座与第一活动座沿着杆柱的径向并面向柱面而滑动配合。

于另一实施例中，第一活动座具有一滑块部，第二活动座具有一滑轨部与滑块部滑动配合。

于另一实施例中，滑块部与滑轨部为楔形配合；第一机体具有一前侧面，前侧面面向杆柱，滑块部邻近于前侧面的端部为低，而远离于前侧面的端部为高。

于另一实施例中，更包括一旋转装置，设置于第一机体与径向移动装置之间，使第一机体与第二机体于爬行时，能够依据所述杆柱的径向尺寸变化而相对产生轴向旋转。

于另一实施例中，旋转装置设置于第一活动座与第一机体顶面之间。

于另一实施例中，旋转装置装置包括一固定座、一第一导引部、一第二导引部及一连接件，固定座设于第一机体的顶面与第一活动座之间，连接件设于固定座并与第一活动座连接，第一导引部设于固定座，第二导引部设于第一活动座，且第二导引部与第一导引部以凹凸配合，而第一活动座能够以连接件为中心而相对固定座产生旋转。

于另一实施例中，升降结构设置于第一机体，并包括一动力装置及一伸缩杆组，所述的伸缩杆组一端连接于所述的动力装置，另一端则连接于所述的连接件。

于另一实施例中，第一导引部为弧形槽，第二导引部为导轮而配合于弧形槽。

于另一实施例中，第一导引部与第二导引部各为两个，且连接件设置于第一导引部与第二导引部之间；升降结构更包括一对导引组，导引组设于伸缩杆组的两侧并穿设于第一机体的顶面而连接于固定座。

藉此，本发明爬杆机器人能在爬行时，遇到障碍或是杆柱外形变化时，顺应杆柱的外形而适应调整并进行机体的径向位移或旋转，而使机体保持服贴于柱面。

且本发明的径向位移及旋转装置的位移均无须任何动力装置即可完成调整，免除安装动力装置的麻烦，不会增加爬杆机器人的重量与成本。

附图说明

图1为本发明爬杆机器人外观的示意图。

图2为本发明爬杆机器人局部结构分解示意图。

图3为本发明爬杆机器人另一视角的局部结构分解示意图。

图4为本发明爬杆机器人的侧面示意图。

图5为本发明延续图4的局部剖面示意图。

图6为本发明爬杆机器人的第一活动座与固定座相对旋转动作示意图。

图7为本发明爬杆机器人进行爬杆动作的使用状态示意图。

图8为本发明延续图7的第一机体与第二机体相对轴向位移的动作示意图。

图9为本发明延续图8的第一机体与第二机体相对径向位移的动作示意图。。

图10本发明爬杆机器人旋转动作的使用状态示意图，显示第二机体顺应杆柱的外径而相对第一机体旋转。

图中 :爬杆机器人100；杆柱200；第一外径段201；第二外径段202；凸起块203；第一机体1；第一爬杆结构10；支撑臂11；收紧带12；前侧面13；抵靠件14；第二机体2；第二爬杆结构20；支撑臂21；收紧带22；前侧面23；抵靠件24；升降结构3；动力装置30；伸缩杆组31；导引组32；径向移动装置4；第一活动座40；滑块部401；第二活动座41；滑轨部411；弧形位移装置5；轨道50；旋转装置60；固定座61；第一导引部62；第二导引部63；连接件64。

具体实施方式

以下参照各附图详细描述本发明的示例性实施例，且不意图将本发明的技术原理限制于特定公开的实施例，而本发明的范围仅由申请专利范围限制，涵盖了替代、修改和等同物。

另外，关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特定指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

此外，关于本文中当一组件被称为「设置或固定」于另一组件，其可直接地在其他组件上，或者也可能有中间组件的存在。相对地，当一组件被称为“直接地”于另一组件上时，则无中间组件的存在。

再者，关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、顶面、底面、前侧或后侧等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本案。

请参阅图1至图10所示，本发明一项实施例中提供一种爬杆机器人100，其包括一第一机体1、一第二机体2、一升降结构3、一径向移动装置4。第一机体1与第二机体2于一杆柱200上连接，且升降结构3设置于第一机体1或是第二机体2。在本发明实施例中，升降结构3设置于第一机体1，以第一机体1与第二机体2彼此产生升降位置。

第一机体1，采用轻量化的合金材质制成的镂空矩形架体，第一机体1具有一第一爬杆结构10，第一爬杆结构10大致上如同专利文献CN201810725272.6内容所记载，包括有动力装置、传动装置、一对支撑臂11及收紧带12。动力装置与传动装置设于第一机体1内，而所述的支撑臂11连接于传动装置而能产生伸缩动作，收紧带12连接于两支撑臂11，并透过支撑臂11而形成刚性支撑，进而使第一机体1利用第一爬杆结构10包覆固定于杆柱200上，如图7至图10所示。

第二机体2，其整体长度略小于第一机体1，且第二机体2具有一第二爬杆结构20，第二爬杆结构20与第一爬杆结构10的结构大致相同，也包括了有动力装置、传动装置、一对支撑臂21及收紧带22。而第二机体2利用第二爬杆结构20亦能包覆固定于杆柱200上，因此，当第一机体1与第二机体2于杆柱200上进行爬行作业时，第一机体1与第二机体2能够依据杆柱200的外径而适应性的调整并包覆杆柱200，如图7至图10所示。

径向移动装置4，设置于第一机体1与第二机体2之间，而于爬行时，使第一机体1或第二机体2依据杆柱200的径向尺寸变化而产生径向移动。于本发明实施例中，径向移动装置4包括一第一活动座40及一第二活动座41，第一活动座40设于第一机体1的顶面，第二活动座41固设于第二机体2的底面，且第二活动座41与所述的第一活动座40沿着杆柱200的径向并面向柱面而滑动配合。其中，第一活动座40的顶面具有一滑块部401，而第二活动座41的底面具有一滑轨部411与滑块部401滑动配合，在本发明实施例中，滑块部401与滑轨部411各为两个，且滑块部401与滑轨部411为楔形配合。

此外，第一机体1与第二机体2各设有一前侧面13、22，所述的前侧面13、22概呈凹陷状，且前侧面13、22各设有一抵靠件14、24用来贴合接触于杆柱200的柱面。而所述的滑块部401邻近于前侧面13的端部为低，而远离前侧面13的端部为高。藉此，于爬杆机器人100于杆柱200上爬行作业时，如遇到杆柱200的径向尺寸变化（例如是杆柱200某局部的形状尺寸较大）或是障碍时，第一机体1与第二机体2于相对升降过程中，能够透过径向移动装置4而产生相对滑移，以使第一机体1或第二机体2依杆柱200外形改变而自动地对应调整并紧贴于杆柱200。

本发明更包括一弧形位移装置5，其设置于第二机体2，使第二机体2能够相对第一机体1轴向产生弧形转动，以适应非平面的杆柱200表面，特别是在不同高度有不同形状表面的杆柱200。

进一步地，本发明更包括一旋转装置60，其设置于第一机体1与径向移动装置4之间，于本实施例中，旋转装置60是设置于第一活动座40与第一机体1的顶面之间，用以在爬行时，能够依据所述杆柱200的径向尺寸变化而相对产生自体摆，进而顺应杆柱200外型，以利于贴靠于柱面。

旋转装置60包括一固定座61、一第一导引部62、一第二导引部63及一连接件64，固定座61设于第一机体1的顶面与第一活动座40之间，连接件64设于固定座61并与第一活动座40连接，第一导引部62设于固定座61，第二导引部63设于第一活动座40，且第二导引部63与第一导引部62以凹凸配合而可限制第一机体1与第二机体2之间的相对转动。其中，第一导引部62为两个弧形槽，第二导引部63为两个导轮而配合于所述的弧形槽，如图6所示，使第一活动座40能与固定座61以连接件64为中心而相对旋转。

如图2及图5所示，本发明实施例中的升降结构3包括有一动力装置30、一伸缩杆组31及一对导引组32，伸缩杆组31一端连接于动力装置30，固定座61另一端则连接于连接件64。其中，导引组32设于伸缩杆组31的两侧并穿设于所述的第一机体1的顶面而连接于所述的固定座61。而伸缩杆组31透过动力装置30产生纵向伸缩，而抬升固定座61，进而使第一机体1与第二机体2彼此产生升降，并藉由导引组32而防止第一机体1相对伸缩杆组31旋动。需说明的是，第一机体1透过伸缩杆组31、连接件64而连接于第一活动座40，而第一活动座40藉由滑块部401配合于滑轨部411，致使与第二活动座41连接，进而达到第一机体1与第二机体2之间的连接。

接着说明弧形位移装置5，其大致上如同专利文献CN201810725272.6内容所记载，包括有一驱动器、一传动组件及一扇形状的轨道50，驱动器与传动组件设于第二机体2内，轨道50与第二活动座41固定于第二机体2，且轨道50与传动组件连接并由第二机体2两侧穿设出，当驱动器作动而带动传动组件时，传动组件使轨道50转动，进而使第二机体2能够相对第一机体1产生轴向旋转。而在本发明中，弧形位移装置50使第一机体1与第二机体2相对转动角度大于旋转装置60使第一机体1与第二机体2相对旋转角度。

如图7至图10所示，是说明本发明动作的示意图。如图7所示，第一机体1与第二机体2固定于杆柱200上进行爬行作业，其中杆柱200具有一第一外径段201及一第二外径段202，第一外径段201与第二外径段202为不同轴心，且第二外径段202的尺寸大于第一外径段201尺寸。如图8所示，第二机体2借着第二爬杆结构20的支撑臂11伸长，使收紧带12处于放松状态，接着利用使第二机体2相对第一机体1轴向位移而升起，而于第二机体2相对第一机体1升起的过程中，由于抵靠件24接触到第二外径段202时，能透过柱面反馈而产生反作用力于抵靠件24，使得第二机体2在无需任何动力驱动下，透过径向移动装置4的第一活动座40与第二活动座41产生径向位移，使第二机体2能够朝图面右侧位移，如此即能够在第二机体2对应杆柱200的第二外径段202下，第二机体2自动对应调整径向位置而服贴于杆柱200，如图9所示，后续则利用第二爬杆结构20再次地包覆固定于杆柱200。

故依前述动作说明，本发明能够在爬行时如遇外径变化或是障碍时而不采用动力下，即能自动地对应杆柱200的外径变化而调整径向位置，以使爬杆机器人100保持贴靠于杆柱200的柱面进行爬行作业，再者，由于第一活动座40与第二活动座41采楔形配合，使得爬杆机器人100能够依其自身的重力，而面对杆柱200的外径变化时，藉此滑行复位，以利于服贴靠合于柱面。

请配合图10所示，当第二机体2相对第一机体1升起的过程中，如于杆柱200的第二外径段202上遇到凸起块203时，第一活动座40能够相对固定座61产生旋转，使第二机体2避开障碍而顺应杆柱200的外径变化进行调整，有利于第二机体2调整至最佳的贴靠位置于柱面上，以利于后续的包覆固定作业，同样地，此旋转动作亦无须任何的动力驱动即可达成。再者，当凸起块203尺寸过大时，则旋转装置60旋转角度不足以避开凸起块203时，则能透过前述弧形位移装置5的调整而避开凸起块203的位置。

因此，本发明根据前述结构特征，而具有以下优点：

1.本发明爬杆机器人100能在爬行时，如遇障碍或是杆柱200外形变化时，顺应其外形而适应调整而进行机体的径向位移或旋转，而使机体保持服贴于柱面。

2.本发明径向位移或是第一活动座40与固定座61的旋转位移均无须采用任何的动力，即依据机体的爬行情况及自身的重力而适用性地旋转及位移，免除增加动力装置的设置，能降低成本及爬杆机器人100的重量设置。

3.本发明第一活动座40与第二活动座41采楔形配合，而使机体能够以自身重力而于径向位移过程中产生复位动作，确保紧靠于杆柱200。

虽然本发明是以一个最佳实施例作说明，精于此技艺者能在不脱离本发明精神与范畴下作各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或改变，俱属本发明申请专利范围。

Claims (10)

1.一种爬杆机器人，用以在一杆柱上进行升降位移，其特征在于包括：

一第一机体，具有一第一爬杆结构；

一第二机体，具有一第二爬杆结构，所述的第一爬杆结构与所述的第二爬杆结构能够依据所述杆柱的外径而适应性的调整并包覆所述杆柱；

一升降结构，连接于所述的第一机体及所述的第二机体之间，使彼此产生升降位移；以及

一径向移动装置，设置于所述的第一机体与所述的第二机体之间，而于爬行时，使所述的第一机体与所述的第二机体依据所述杆柱的径向尺寸变化而彼此相对产生径向移动。

2.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的径向移动装置包括一第一活动座及一第二活动座，所述的第一活动座设于所述的第一机体顶面，所述的第二活动座固设于所述的第二机体底面，且所述的第二活动座与所述的第一活动座沿着杆柱的径向并面向柱面而滑动配合。

3.如权利要求2所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的第一活动座具有一滑块部，所述的第二活动座具有一滑轨部与所述的滑块部滑动配合。

4.如权利要求3所述的爬杆机器人，其特征在于，且所述的滑块部与所述的滑轨部为楔形配合，所述的第一机体具有一前侧面，所述的前侧面面向杆柱，所述的滑块部邻近于所述的前侧面的端部为低，而远离于所述的前侧面的端部为高。

5.如权利要求2所述的爬杆机器人，其特征在于，更包括一旋转装置，设置于所述的第一机体与所述的径向移动装置之间，使所述的第一机体与所述的第二机体于爬行时，能够依据所述杆柱的径向尺寸变化而相对产生轴向旋转。

6.如权利要求5所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的旋转装置设置于所述的第一活动座与所述的第一机体顶面之间弧形位移装置。

7.如权利要求6所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的旋转装置包括一固定座、一第一导引部、一第二导引部及一连接件，所述的固定座设于第一机体的顶面与所述的第一活动座之间，所述的连接件设于所述的固定座并与所述的第一活动座连接，所述的第一导引部设于所述的固定座，所述的第二导引部设于所述的第一活动座，且所述的第二导引部与所述的第一导引部以凹凸配合，而所述的第一活动座能够以所述的连接件为中心而相对所述的固定座产生旋转。

8.如权利要求7所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的升降结构设置于所述的第一机体，并包括一动力装置及一伸缩杆组，所述的伸缩杆组一端连接于所述的动力装置，另一端则连接于所述的连接件。

9.如权利要求8所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的第一导引部为弧形槽，所述的第二导引部为导轮而配合于弧形槽。

10.如权利要求8所述的爬杆机器人，其特征在于，所述的第一导引部与所述的第二导引部各为两个，且所述的连接件设置于所述的第一导引部与所述的第二导引部之间；所述的升降结构更包括一对导引组，所述的导引组设于所述的伸缩杆组的两侧并穿设于所述的第一机体的顶面而连接于所述的固定座。