CN111071362A - 一种架空线路杆塔攀爬机器人及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种架空线路杆塔攀爬机器人及系统，包括相互平行设置的上摆臂和下摆臂，上摆臂和下摆臂之间通过一旋转件连接，实现上摆臂和下摆臂之间角度可调；上摆臂和下摆臂不同的端部分别设置有一升降臂，升降臂的下端、沿升降臂延伸方向为转轴可转动连接有一手爪，且所手爪能够沿升降臂上下运动，上摆臂和下摆臂分别朝向该端部方向可伸缩，实现所述手爪的三维位置与姿态可调；下摆臂上、与旋转件在同一轴线位置处可转动设置有一支撑臂，且该转动中心轴与下摆臂的延伸方向平行，支撑臂的端部设置有一固定手爪；手爪和固定手爪上均设置有电磁铁，通过改变所述电磁铁的通电状态，改变手爪或固定手爪产生的吸附力。

Description

一种架空线路杆塔攀爬机器人及系统

技术领域

本公开属于机器人技术领域，具体涉及一种架空线路杆塔攀爬机器人及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

高压输电线及输电杆塔是关乎我国民生的重点工程，为了保证其正常运行，需要定期对其进行检测。但输电杆塔远离城镇，所处地形复杂，数量庞大，这给检测带来了巨大的困难。传统的检查方式有检修工人利用望远镜检测法检测，其检测精度低，直升机航测法检测，其检测费用昂贵，检修人工攀爬铁塔检测法检测，其劳动强度大且有触电和高空坠落的危险。

随着机器人技术的不断发展和完善，机器人的应用领域也日趋广泛，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事领域都能看到机器人的身影。机器人是一种可编程和多功能的操作机，用于替代人类从事各种繁重和危险的工作，在架空线路杆塔攀爬方面暂时还没有看到机器人代替人工作业的现象，但机器人领域中已有大量攀爬型机器人，由于机器人技术的巨大优势，未来架空线路杆塔攀爬作业也将交由机器人来完成。

据发明人了解，现阶段的攀爬机器人主要针对单一环境进行攀爬，如壁面攀爬机器人，可越障的壁面攀爬机器人，能转向的壁面攀爬机器人，能通过狭窄壁面的壁面攀爬机器人等。在单一环境中，已有各种各样的机器人能胜任稳定运行，但在复杂环境中，同时拥有多中功能的机器人还存在很大空白。对于壁面攀爬、越障、转向等这些功能而言，每一个功能都需要一个机械结构来完成。每多加入一个功能不仅仅是另一个机械结构的叠加，还要考虑机械结构与机械结构之间的兼容性，保障功能上互补干扰。这样，复合机械机构复杂度就远大于2个机械结构的简单相加，这又导致机器人整体质量和体积较大，进一步带来驱动力需求大等多方面问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种架空线路杆塔攀爬机器人及系统，本公开的机器人具有越障、转向和安全保护功能，能够实现架空线路杆塔攀爬机器人能够稳定吸附于角铁平面上，并适应各种不同规格的角铁尺寸。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种架空线路杆塔攀爬机器人，包括相互平行设置的上摆臂和下摆臂，所述上摆臂和下摆臂之间通过一旋转件连接，实现上摆臂和下摆臂之间角度可调；

所述上摆臂和下摆臂不同的端部分别设置有一升降臂，升降臂的下端、沿升降臂延伸方向为转轴可转动连接有一手爪，且所述手爪能够沿升降臂上下运动，所述上摆臂和下摆臂分别朝向该端部方向可伸缩，实现所述手爪的三维位置与姿态可调；

所述下摆臂上、与所述旋转件在同一轴线位置处可转动设置有一支撑臂，且该转动中心轴与所述下摆臂的延伸方向平行，所述支撑臂的端部设置有一固定手爪；

所述手爪和固定手爪上均设置有电磁铁，通过改变所述电磁铁的通电状态，改变手爪或固定手爪产生的吸附力。

上述技术方案，通过上摆臂和下摆臂能够绕一中心轴转动，改变两者的角度/位置关系，以及上摆臂或/和下摆臂长度可调，进而可以改变升降臂的位置，而手爪在升降臂上可升降、绕可升降臂为中心可转动，实现灵活调整手爪的位置和姿态，在需要跨越障碍物或者攀爬目的点改变时，通过上摆臂、下摆臂、升降、手爪、支撑臂等机构的相互配合和协同，灵活完成上述任务。同时，基于输电杆塔上具有角铁的特点，设置电磁铁能够有效利用输电杆塔上极为有限的空间作为吸附点，保证攀爬过程的安全性和顺畅。

作为可选择的实施方式，两个升降臂沿旋转件为中心对称设置，所述旋转件为旋转关节，具体包括支架、转轴和连接支架，所述支架的中部设置有转轴，转轴的另一端设置有连接支架，所述支架具有中空部，以容纳所述上摆臂，所述连接支架用于连接所述下摆臂，所述转轴能够在驱动件的驱动下转动，进而改变所述支架和连接支架之间的角度。

两个升降臂沿旋转件为中心对称设置能够保证整体机器人结构的平衡性，在进行攀爬和越障或转向过程中，保证运动的平稳性。

作为可选择的实施方式，所述驱动件包括驱动电机、主动齿轮和被动齿轮，所述驱动电机的驱动轴上设置有主动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合，所述被动齿轮套设于所述转轴外侧。

作为可选择的实施方式，上摆臂和下摆臂均包括第一连接管、第二连接管和丝杆，所述第一连接管、第二连接管嵌套连接，且连接处设置有丝杆，所述丝杆受驱动电机驱动，通过丝杆的运动，改变第一连接管、第二连接管的相对位置，实现相对伸缩。

通过第一连接管、第二连接管嵌套设置，至少一个连接管是中空的，能够有效减少机器人整体的质量，保证重量轻、结构简单，攀爬起来较为顺利、灵活。

作为可选择的实施方式，所述上摆臂或下摆臂上设置有一外接支撑杆，以连接升降臂，保证两个升降臂的末端在同一水平面上。

以保证手爪初始状态是能够在同一水平面上，保证攀爬任务前机器人上杆的稳定性。

作为可选择的实施方式，所述升降臂包括机械臂主体，所述机械臂主体上设置有导轨，所述导轨上可滑动连接有滑块，且所述滑块能够在所述导轨的任意位置停止，所述手爪固定于所述滑块上。

作为可选择的实施方式，所述手爪包括底板，所述底板上设置有滑轨，所述滑轨内沿设置有丝杆，所述丝杆带动滑轨上设置的手爪吸盘运动，所述手爪吸盘至少有两个，且间距可调，每个手爪吸盘均设置有电磁铁，手爪吸盘包括两个相对设置且呈一定角度挡片。

作为进一步的限定，所述挡片旁还设置有具有弹性的软挡片，以增大挡片的抓取力。

作为可选择的实施方式，所述支撑臂包括连接底板和与之可转动连接的支撑臂连板，所述连接底板能够与下摆臂连接，所述连接底板的一端设置有丝杆和电机，所述丝杆上设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母通过轴承连接支撑臂连板，短连杆通过螺栓穿过所述轴承，短连杆的两端分别固定于支撑臂连板和所述丝杆螺母，所述电机输出的旋转运动转换为丝杆螺母沿丝杆的直线运动，进而带动短连杆、轴承对支撑臂连板产生拉/推力，使支撑臂连板上、下摆动。

作为可选择的实施方式，所述固定手爪包括固定片、活动板和电磁铁，所述固定片用于连接所述支撑臂，所述活动板和固定片之间通过轴、轴承可转动连接，所述活动板上设置有多个电磁铁。

通过活动板上设置有多个电磁铁增加吸附力，保证在需要跨越障碍物以及攀爬过程中，当两个手臂(上摆臂和下摆臂)或手爪都执行姿态调整，无法产生吸附力时，固定手爪的吸附力能够保证整个机器人的稳定。

作为可选择的实施方式，所述电磁铁为失电型电磁铁。在不通电状态下也有磁性的特点，可以实现机器人具有一定的断电防坠保护功能。

一种架空线路杆塔攀爬机器人系统，包括若干上述机器人和控制中心，所述框体内设置有一控制器，所述控制器被配置为控制相应机器人的位姿和运动，所述控制中心与各个控制器通信。

上述攀爬机器人的工作方法，机器人的各手爪贴附于高压输电塔塔身金属表面，当需要机器人改变目标点或者进行位姿改变时，使相应的手爪电磁铁通电，电磁铁失去磁性，控制相应的摆臂执行抬起、转向、转动和/或落下的动作，使相应手爪前伸并下降到贴合高压输电塔塔身表面，调节手爪位姿，使电磁铁位置正对高压输电塔塔身角钢表面，使电磁铁恢复磁性而吸紧高压输电塔塔身表面，完成跨越前进和转向运动。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开提出一种架空线路杆塔机器人多自由度磁吸夹持攀爬技术，研制了一种架空线路杆塔攀爬机器人系统，具有越障、转向和安全保护的架空线路杆塔攀爬机器人。实现架空线路杆塔攀爬机器人能够稳定吸附于角铁平面上，并适应各种不同规格的角铁尺寸,解决了机器人跨越大连板及机器人自身跨度过大的难题，实现了机器人沿杆塔主材及横担的攀爬、越障和转向功能。

本公开可以同时实现架空线路杆塔攀爬机器人在角铁平面攀爬时跨越障碍物的功能，应指出障碍物为非规则障碍物；实现架空线路杆塔攀爬机器人在角铁平面攀爬时能够转向的功能，包括在转向时跨越到另一平面上；同时实现架空线路杆塔攀爬机器人在角铁平面攀爬时具有意外断电防坠落功能。

本公开通过采用失电型电磁铁在不通电状态下也有磁性的特点，可以实现机器人具有一定的断电防坠保护功能。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本实施例架空线路杆塔攀爬机器人总装图。

图2是本实施例上摆臂结构示意图。

图3是本实施例中旋转关节结构示意图。

图4是本实施例下摆臂结构示意图。

图5是本实施例前升降臂结构示意图。

图6是本实施例中支撑臂结构示意图。

图7是本实施例后升降臂结构示意图。

图8是本实施例手爪结构示意图。

图9是本实施例手爪底板结构示意图。

图10是本实施例手爪吸盘结构示意图。

图11是本实施例中固定爪结构示意图。

图12是本实施例中支撑臂结构局部细节图。

其中：A、上摆臂，A1、上摆臂外方管,A2、上摆臂内方管,A3、上摆臂伸缩电机支架,A4、上摆臂丝杆电机,A5、上摆臂伸缩滑块,A6、上摆臂丝杆螺母,A7、上摆臂伸缩支架,A8上摆臂升降丝杆螺母；

B、中旋转关节,B1、中旋转关节上臂下支架,B2、中旋转关节上臂上支架,B3、中旋转关节下臂上支架,B4、中旋转关节轴承,B5、中旋转关节大齿轮,B6、中旋转关节电机,B7、中旋转关节小齿轮；

C、下摆臂,C1、下摆臂外方管,C2、下摆臂内方管,C3、下摆臂伸缩电机支架,C4、下摆臂丝杆电机,C5、下摆臂伸缩滑块,C6、下摆臂丝杆螺母,C7、下摆臂伸缩支架,C8、下摆臂外接竖方管,C9、下摆臂外接横方管,C10、下摆臂升降丝杆螺母；

D、前升降臂,D1前升降臂底板,D2、前升降臂侧板,D3、前升降臂顶板,D4、前升降臂丝杆电机,D5、前升降臂导轨,D6、前升降臂导轨滑块,D7、前升降臂丝杆支架轴承,D8、前升降臂电机支架,D9、前升降臂电机,D10、前升降臂连接法兰,D11前升降臂回转轴承；

E、中支撑臂,E1、中支撑臂底板,E2、中支撑臂丝杆支架,E3、中支撑臂电机,E4、中支撑臂丝杆,E5、中支撑臂丝杆螺母,E6、中支撑臂大连板,E7、中支撑臂连接支架,E8、中支撑臂长连杆,E9、中支撑臂短连杆、E10、中支撑臂丝杆轴承,E11、中支撑臂轴承；

F、后升降臂,F1、后升降臂底板,F2、后升降臂侧板,F3、后升降臂顶板,F4、后升降臂丝杆电机,F5、后升降臂导轨,F6、后升降臂导轨滑块,F7、后升降臂丝杆支架轴承,F8、后升降臂电机支架,F9、后升降臂电机,F10、后升降臂连接法兰,F11、后升降臂回转轴承；

G、前爪；

H、中固定爪,H1、中固定爪固定板,H2、中固定爪轴承,H3、中固定爪活动板,H4、中固定爪电磁铁；

I、后爪；

J、手爪底板,J1、手爪架,J2、手爪导轨,J3、手爪导轨滑块,J4、手爪丝杆轴承,J5、手爪丝杆,J6、手爪联轴器,J7、手爪电机；

K、手爪吸盘,K1、手爪吸盘架,K2、手爪电磁铁,K3、手爪挡片支架,K4、手爪挡片,K5、手爪软挡片,K6、手爪挡片轴承,K7、手爪挡片筋,K8、手爪丝杆滑块。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

如图1所示，一种架空线路杆塔攀爬机器人，包括上摆臂(A)、中旋转关节(B)、下摆臂(C)、前升降臂(D)、中支撑臂(E)、后升降臂(F)、前爪(G)、中固定爪(H)、后爪(I)，中旋转关节(B)通过形定位将上摆臂(A)、下摆臂(C)固定于中旋转关节(B)方管内，前升降臂(D)通过螺栓固定于下摆臂(C)内方管端部，前爪(G)通过螺栓固定于前升降臂(D)的端部，后升降臂(F)通过螺栓固定于上摆臂(A)内方管端部，后爪(I)通过螺栓固定于后升降臂(F)的端部，中支撑臂(E)通过螺栓固定于中旋转关节(B)下端，中固定爪(H)通过螺栓固定于中支撑臂(E)端部。

如图2所示，上摆臂(A)由上摆臂外方管(A1)、上摆臂内方管(A2)、上摆臂伸缩电机支架(A3)、上摆臂丝杆电机(A4)、上摆臂伸缩滑块(A5)、上摆臂丝杆螺母(A6)、上摆臂伸缩支架(A7)、上摆臂升降丝杆螺母(A8)组成，上摆臂伸缩电机支架(A3)通过螺栓固定于上摆臂外方管(A1)开槽一端，上摆臂伸缩支架(A7)通过螺栓固定于上摆臂外方管(A1)不开槽一端，上摆臂丝杆电机(A4)通过螺栓固定于上摆臂伸缩电机支架(A3)上，上摆臂伸缩滑块(A5)置于上摆臂外方管(A1)内，与上摆臂外方管(A1)内壁贴合，并沿上摆臂外方管(A1)内壁滑动，上摆臂丝杆螺母(A6)通过螺栓固定于上摆臂伸缩滑块(A5)上，上摆臂丝杆螺母(A6)内螺纹与上摆臂丝杆电机(A4)丝杆外螺纹相配合，上摆臂内方管(A2)通过螺栓固定于上摆臂伸缩滑块(A5)上，并与上摆臂伸缩支架(A7)内壁相贴合，上摆臂升降丝杆螺母(A8)通过螺栓固定于上摆臂内方管(A2)端部。

上摆臂内方管(A2)用于在上摆臂外方管(A1)内移动，起到导向和提供了一个伸缩运动的作用。

上摆臂伸缩滑块(A5)用于在上摆臂外方管(A1)内壁滑动，起到降低摩擦系数，提高减摩性的作用。上摆臂伸缩支架(A7)用于固定在上摆臂外方管(A1)一端，内壁套在上摆臂内方管(A2)上，起到为上摆臂内方管(A2)导向和提供支撑点的作用。

如图3所示，中旋转关节(B)由中旋转关节上臂下支架(B1)、中旋转关节上臂上支架(B2)、中旋转关节下臂上支架(B3)、中旋转关节轴承(B4)、中旋转关节大齿轮(B5)、中旋转关节电机(B6)、中旋转关节小齿轮(B7)组成，中旋转关节上臂上支架(B2)通过螺栓固定于中旋转关节上臂下支架(B1)上，与中旋转关节上臂下支架(B1)形成方套筒，中旋转关节轴承(B4)内圈通过螺栓固定于中旋转关节上臂下支架(B1)上，外圈通过螺栓穿过中旋转关节大齿轮(B5)固定于中旋转关节下臂上支架(B3)上，中旋转关节电机(B6)通过螺栓固定于中旋转关节上臂下支架(B1)侧面伸出板上，中旋转关节小齿轮(B7)通过紧定螺钉固定于中旋转关节电机(B6)输出轴上，与中旋转关节大齿轮(B5)啮合传动。起到把中旋转关节电机(B6)输出动力传递到中旋转关节上驱动中旋转关节旋转的作用。

如图4所示，下摆臂(C)由下摆臂外方管(C1)、下摆臂内方管(C2)、下摆臂伸缩电机支架(C3)、下摆臂丝杆电机(C4)、下摆臂伸缩滑块(C5)、下摆臂丝杆螺母(C6)、下摆臂伸缩支架(C7)、下摆臂外接竖方管(C8)、下摆臂外接横方管(C9)、下摆臂升降丝杆螺母(C10)组成，下摆臂伸缩电机支架(C3)通过螺栓固定于下摆臂外方管(C1)开孔一端，下摆臂伸缩支架(C7)通过螺栓固定于下摆臂外方管(C1)不开孔一端，下摆臂丝杆电机(C4)通过螺栓固定于下摆臂伸缩电机支架(C3)上，下摆臂伸缩滑块(C5)置于下摆臂外方管(C1)内，与下摆臂外方管(C1)内壁贴合，并沿下摆臂外方管(C1)内壁滑动，下摆臂丝杆螺母(C6)通过螺栓固定于下摆臂伸缩滑块(C5)上，下摆臂丝杆螺母(C6)内螺纹与下摆臂丝杆电机(C4)丝杆外螺纹相配合，下摆臂内方管(C2)通过螺栓固定于下摆臂伸缩滑块(C5)上，并与下摆臂伸缩支架(C7)内壁相贴合，下摆臂外接竖方管(C8)通过螺栓固定于下摆臂内方管(C2)一端，下摆臂外接横方管(C9)通过螺栓固定于下摆臂外接竖方管(C8)一端，下摆臂升降丝杆螺母(C10)通过螺栓固定于下摆臂外接横方管(C9)一端。

下摆臂外接竖方管(C8)用于调整前爪的安装位置，起到使前爪和后爪具有相同初始位置的作用。下摆臂外接横方管(C9)用于提供前爪一个方便的安装位置，起到了统一前爪和后爪结构，简化设计的作用。

如图5所示，前升降臂(D)由前升降臂底板(D1)、前升降臂侧板(D2)2块、前升降臂顶板(D3)、前升降臂丝杆电机(D4)、前升降臂导轨(D5)和前升降臂导轨滑块(D6)2组、前升降臂丝杆支架轴承(D7)、前升降臂电机支架(D8)、前升降臂电机(D9)、前升降臂连接法兰(D10)、前升降臂回转轴承(D11)组成，前升降臂侧板(D2)2块通过螺栓固定于前升降臂底板(D1)左右两侧，前升降臂顶板(D3)通过螺栓分别固定于2块前升降臂侧板(D2)端部，前升降臂丝杆电机(D4)通过螺栓固定于前升降臂顶板(D3)上，前升降臂丝杆支架轴承(D7)置于前升降臂底板(D1)圆形凹槽内，并套于前升降臂丝杆电机(D4)丝杆端部，前升降臂导轨(D5)通过螺栓固定于前升降臂侧板(D2)上，前升降臂导轨滑块(D6)置于前升降臂导轨(D5)滑槽上，前升降臂电机支架(D8)通过螺栓固定于前升降臂底板(D1)上，前升降臂电机(D9)通过螺栓固定于前升降臂电机支架(D8)上，前升降臂连接法兰(D10)通过紧定螺钉固定于前升降臂电机(D9)输出轴上，并通过螺栓固定于前升降臂回转轴承(D11)的内圈上，前升降臂回转轴承(D11)外圈通过螺栓固定于前升降臂底板(D1)上。

前升降臂侧板(D2)用于连接前升降臂底板(D1)和前升降臂顶板(D3)形成了导轨外框架，起到了提供前升降臂导轨(D5)安装位置的作用。前升降臂连接法兰(D10)用于连接前升降臂电机(D9)输出轴和前升降臂回转轴承(D11)内圈，起到把电机动能传动到前升降臂旋转关节上的作用。

如图6所示，中支撑臂(E)包括中支撑臂底板(E1)、中支撑臂丝杆支架(E2)、中支撑臂电机(E3)、中支撑臂丝杆(E4)、中支撑臂丝杆螺母(E5)、中支撑臂大连板(E6)、中支撑臂连接支架(E7)、中支撑臂长连杆(E8)1对、中支撑臂短连杆(E9)1对、中支撑臂丝杆轴承(E10)和中支撑臂轴承(E11)，中支撑臂丝杆支架(E2)通过螺栓固定于中支撑臂底板(E1)侧伸出板上，中支撑臂电机(E3)通过螺栓固定于中支撑臂底板(E1)底侧伸出板上，中支撑臂丝杆(E4)通过紧定螺钉固定于中支撑臂电机(E3)输出轴上，中支撑臂丝杆螺母(E5)内螺纹与中支撑臂丝杆(E4)外螺纹形成螺纹配合，中支撑臂大连板(E6)通过螺栓穿过中支撑臂轴承(E11)固定于中支撑臂底板(E1)上，中支撑臂连接支架(E7)通过螺栓穿过中支撑臂轴承(E11)固定于中支撑臂大连板(E6)一端，中支撑臂长连杆(E8)通过螺栓穿过中支撑臂轴承(E11)分别固定于中支撑臂连接支架(E7)和中支撑臂底板(E1)上，中支撑臂短连杆(E9)通过螺栓穿过中支撑臂轴承(E11)分别固定于中支撑臂大连板(E6)和中支撑臂丝杆螺母(E5)上，中支撑臂丝杆轴承(E10)置于中支撑臂丝杆支架(E2)圆形凹槽内，并套于中支撑臂丝杆(E4)端部。

中支撑臂丝杆(E4)用于把中支撑臂电机(E3)输出的旋转运动转换为直线运动，起到了为中支撑臂运动提供动力的作用。

中支撑臂丝杆螺母(E5)用于在支撑臂丝杆(E4)上做直线运动，起到在连杆机构中主动连杆的作用。

中支撑臂大连板(E6)用于连接中支撑臂底板(E1)、中支撑臂短连杆(E9)、中支撑臂连接支架(E7)，起到支撑中固定爪，协调四杆机构和平行四边形机构的作用。中支撑臂连接支架(E7)用于连接中支撑臂大连板(E6)、中支撑臂长连杆(E8)、中固定爪，起到在四边形机构中连杆的作用和为中固定爪提供安装位置的作用。中支撑臂长连杆(E8)用于连接中支撑臂底板(E1)和中支撑臂连接支架(E7)，起到在四边形机构中连杆的作用。

中支撑臂(E)的动作过程为：中支撑臂电机(E3)带动支撑臂丝杆(E4)旋转，中支撑臂丝杆螺母(E5)相应沿丝杆做前后直线运动。当中支撑臂丝杆螺母(E5)前进时(即朝支撑臂丝杆支架(E2)方向运动)，中支撑臂短连杆(E9)通过中支撑臂轴承(E11)推动中支撑臂大连板(E6)向下摆动。当中支撑臂丝杆螺母(E5)后退时(即朝中支撑臂电机(E3)方向)，中支撑臂短连杆(E9)通过中支撑臂轴承(E11)对中支撑臂大连板(E6)产生外拉力，使中支撑臂大连板(E6)向上摆动。

中支撑臂大连板(E6)与中支撑臂长连杆(E8)组成的平行四边形结构，可确保摆动过程中，中支撑臂连接支架(E7)始终保持水平。

如图7所示，后升降臂(F)由后升降臂底板(F1)、后升降臂侧板(F2)2块、后升降臂顶板(F3)、后升降臂丝杆电机(F4)、后升降臂导轨(F5)和后升降臂导轨滑块(F6)2组、后升降臂丝杆支架轴承(F7)、后升降臂电机支架(F8)、后升降臂电机(F9)、后升降臂连接法兰(F10)、后升降臂回转轴承(F11)组成，后升降臂侧板(F2)2块通过螺栓固定于后升降臂底板(F1)左右两侧，后升降臂顶板(F3)通过螺栓分别固定于2块后升降臂侧板(F2)端部，后升降臂丝杆电机(F4)通过螺栓固定于后升降臂顶板(F3)上，后升降臂丝杆支架轴承(F7)置于后升降臂底板(F1)圆形凹槽内，并套于后升降臂丝杆电机(F4)丝杆端部，后升降臂导轨(F5)通过螺栓固定于后升降臂侧板(F2)上，后升降臂导轨滑块(F6)置于后升降臂导轨(F5)滑槽上，后升降臂电机支架(F8)通过螺栓固定于后升降臂底板(F1)上，后升降臂电机(F9)通过螺栓固定于后升降臂电机支架(F8)上，后升降臂连接法兰(F10)通过紧定螺钉固定于后升降臂电机(F9)输出轴上，并通过螺栓固定于后升降臂回转轴承(F11)的内圈上，后升降臂回转轴承(F11)外圈通过螺栓固定于后升降臂底板(F1)上。

如图8所示，前爪(G)由手爪底板(J)、手爪吸盘(K)1对组成，1对手爪吸盘(K)通过螺栓分别固定于手爪底板(J)导轨滑块和手爪底板(J)丝杆滑块上。

如图9所示，手爪底板(J)由手爪架(J1)、手爪导轨(J2)和手爪导轨滑块(J3)2组、手爪丝杆轴承(J4)1对、手爪丝杆(J5)、手爪联轴器(J6)、手爪电机(J7)组成，一对手爪导轨(J2)分别通过螺栓固定于手爪架(J1)侧伸出板上，手爪导轨滑块(J3)置于手爪导轨(J2)凹槽内，1对手爪丝杆轴承(J4)分别通过螺栓固定于手爪架(J1)前后两端，手爪丝杆(J5)置于1对手爪丝杆轴承(J4)内，手爪丝杆(J5)用于把手爪电机(J7)输出的旋转运动转换为直线运动，起到了为手爪运动提供动力的作用。手爪电机(J7)通过螺栓固定于手爪架(J1)端部伸出板上，手爪联轴器(J6)通过紧定螺钉分别置于手爪电机(J7)输出轴上和手爪丝杆(J5)端部圆柱上。

如图10所示，手爪吸盘(K)由手爪吸盘架(K1)、手爪电磁铁(K2)1对、手爪挡片支架(K3)、手爪挡片(K4)1对、手爪软挡片(K5)1对、手爪挡片轴承(K6)1对、手爪挡片筋(K7)、手爪丝杆滑块(K8)组成，1对手爪电磁铁(K2)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)顶面上，手爪挡片支架(K3)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)侧面上，手爪挡片(K4)与手爪软挡片(K5)相贴合，通过螺栓穿过手爪挡片轴承(K6)固定于手爪挡片支架(K3)和手爪挡片筋(K7)上，手爪挡片筋(K7)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)顶面上，手爪丝杆滑块(K8)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)底面凹槽内。

手爪挡片(K4)用于夹持角钢，起到导向和增大抓取力的作用，在吸附于平板时，还有缩回使手爪电磁铁(K2)能吸附于平板上的作用。手爪软挡片(K5)用于贴附在手爪挡片(K4)内侧，起到增大抓取力的作用。手爪挡片筋(K7)用于连接手爪吸盘架(K1)和手爪挡片支架(K3)，起到改善手爪受力时手爪挡片支架(K3)应力过大的作用。

如图11所示，中固定爪(H)由中固定爪固定板(H1)、中固定爪轴承(H2)、中固定爪活动板(H3)、中固定爪电磁铁(H4)1组组成，中固定爪轴承(H2)外圈通过螺栓固定于中固定爪固定板(H1)上，中固定爪轴承(H2)内圈通过螺栓固定于中固定爪活动板(H3)上，1组中固定爪电磁铁分别通过螺栓固定于中固定爪活动板(H3)上。中固定爪活动板(H3)用于连接中固定爪轴承(H2)内圈和中固定爪电磁铁(H4)，起到为电磁铁提供安装位置并提供一个被动旋转自由度的作用。

相应的，后爪(I)由手爪底板(J)、手爪吸盘(K)1对组成，1对手爪吸盘(K)通过螺栓分别固定于手爪底板(J)导轨滑块和手爪底板(J)丝杆滑块上，手爪底板(J)由手爪架(J1)、手爪导轨(J2)和手爪导轨滑块(J3)2组、手爪丝杆轴承(J4)1对、手爪丝杆(J5)、手爪联轴器(J6)、手爪电机(J7)组成，一对手爪导轨(J2)分别通过螺栓固定于手爪架(J1)侧伸出板上，手爪导轨滑块(J3)置于手爪导轨(J2)凹槽内，1对手爪丝杆轴承(J4)分别通过螺栓固定于手爪架(J1)前后两端，手爪丝杆(J5)置于1对手爪丝杆轴承(J4)内，手爪电机(J7)通过螺栓固定于手爪架(J1)端部伸出板上，手爪联轴器(J6)通过紧定螺钉分别置于手爪电机(J7)输出轴上和手爪丝杆(J5)端部圆柱上，手爪吸盘(K)由手爪吸盘架(K1)、手爪电磁铁(K2)1对、手爪挡片支架(K3)、手爪挡片(K4)1对、手爪软挡片(K5)1对、手爪挡片轴承(K6)1对、手爪挡片筋(K7)、手爪丝杆滑块(K8)组成，1对手爪电磁铁(K2)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)顶面上，手爪挡片支架(K3)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)侧面上，手爪挡片(K4)与手爪软挡片(K5)相贴合，通过螺栓穿过手爪挡片轴承(K6)固定于手爪挡片支架(K3)和手爪挡片筋(K7)上，手爪挡片筋(K7)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)顶面上，手爪丝杆滑块(K8)通过螺栓固定于手爪吸盘架(K1)底面凹槽内。

更为具体的，如图2所示，上摆臂外方管(A1)由矩形管制作而成，矩形管一端的4个侧面上开有减重槽，在矩形管宽侧面中间偏向开槽端设有方形贯穿孔，其方形贯穿孔置于中旋转关节上臂下支架(B1)和中旋转关节上臂上支架(B2)的凸台上，在矩形管窄侧面两端各设置有两个贯穿通孔，开槽端通孔通过螺栓与上摆臂伸缩电机支架(A3)相连，另一端通孔通过螺栓与上摆臂伸缩支架(A7)相连。

上摆臂内方管(A2)由矩形管制作而成，矩形管一端的宽侧面向外伸出一块，伸出块上设置有3个通孔，外侧的两个通孔通过螺栓固定于上摆臂升降丝杆螺母(A8)上，矩形管另一端的窄侧面设置有两个贯穿通孔，通过螺栓固定于上摆臂伸缩滑块(A5)上。

上摆臂伸缩电机支架(A3)外形类似槽铝，在两侧伸出板上各设置有两个通孔，通过螺栓固定于上摆臂外方管(A1)上，在底板中心设置有一个大通孔和4个对称分布的小通孔，通过螺栓与上摆臂丝杆电机(A4)相连。

上摆臂伸缩滑块(A5)由外形与槽铝类似的减摩材料制成，在两侧伸出板上各设置有两个阶梯孔，通过螺栓固定于上摆臂内方管(A2)的一端，在底板两端各设置有一段间隙槽，在底板中心设置有一个大通孔和4个对称分布的小通孔，通过螺栓与上摆臂丝杆螺母(A6)相连。

上摆臂伸缩支架(A7)外形类似矩形管，其中一端设有一圈凸台，矩形管内壁置于上摆臂内方管(A2)的外壁上，矩形管窄侧面设置有2个贯穿螺纹孔，通过螺栓固定于上摆臂外方管(A1)的端部。

上摆臂升降丝杆螺母(A8)外形类似工字钢，在两侧侧板上各设置有4各通孔，通过螺栓分别固定于前升降臂导轨滑块(D6)上，在中间板的截面上设置有三个通孔，两侧通孔通过螺栓固定于上摆臂内方管(A2)端部。

中旋转关节上臂下支架(B1)外形类似于槽铝，一端侧板上设置一块与底板平行的伸出板，伸出板上设置有一个大通孔，大通孔周围设置有4个小通孔，通过螺栓与中旋转关节电机(B6)相连，侧板外侧的边线处设置有一段矩形凸台，凸台内沿底板垂线方向设置有通孔，通过螺栓与中旋转关节上臂上支架(B2)相连，底板上设置有方形凸台，凸台置于上摆臂外方管(A1)的方形贯穿孔内，凸台上设置有一个大通孔，大通孔周围设置有6个小通孔，通过螺栓与中旋转关节轴承(B4)内圈相连。

如图3所示，中旋转关节上臂上支架(B2)外形类似于槽铝，侧板外侧的边线处设置有一段矩形凸台，凸台内沿底板垂线方向设置有通孔，通过螺栓与中旋转关节上臂下支架(B1)相连，底板上设置有方形凸台，凸台置于上摆臂外方管(A1)的方形贯穿孔内。

中旋转关节下臂上支架(B3)外形类似于槽铝，一端侧板上设置有一个方形槽，侧板外侧的边线处设置有一段矩形凸台，凸台内沿底板垂线方向设置有通孔，通过螺栓与中支撑臂底板(E1)相连，底板上设置有方形凸台，凸台置于下摆臂外方管(C1)的方形贯穿孔内，凸台上设置有一个大通孔，大通孔周围设置有6个小通孔，通过螺栓与中旋转关节轴承(B4)外圈相连。

中旋转关节大齿轮(B5)内设置有一个阶梯孔，阶梯面上设置有6个通孔，通过螺栓与中旋转关节轴承(B4)外圈相连。

如图4所示，下摆臂外方管(C1)同上摆臂外方管(A1)一致。下摆臂内方管(C2)同上摆臂内方管(A2)的结构一致。

下摆臂伸缩电机支架(C3)同上摆臂伸缩电机支架(A3)的结构一致。

下摆臂伸缩滑块(C5)同上摆臂伸缩滑块(A5)的结构一致。

摆臂伸缩支架(C7)同上摆臂伸缩支架(A7)的结构一致。

下摆臂外接竖方管(C8)由方管制作而成，在方管一端的侧面上设置有一方槽，在相邻的两个侧面的端部各设置有四个通孔，开槽一端的通孔通过螺栓固定于下摆臂外接横方管(C9)上，非开槽一端的通孔通过螺栓固定于下摆臂内方管(C2)一端。

下摆臂外接横方管(C9)由方管制作而成，在方管一端的两个相对侧面上各设置有一个方槽，在同一端的另两个侧面上开有3个通孔，外侧两个通孔通过螺栓固定于下摆臂升降丝杆螺母(C10)上，方管开槽侧面的另一端设置有四个通孔，通过螺栓固定于下摆臂外接竖方管(C8)端部。

下摆臂升降丝杆螺母(C10)同上摆臂升降丝杆螺母(A8)的结构一致。

前升降臂底板(D1)底板为一块5变形板件，左右两侧沿底板垂直方向伸出一平板，平板上设置有四个通孔，四个通孔通过螺栓固定于前升降臂侧板(D2)上，底板上设置有一个阶梯孔，阶梯孔上方设置有两个通孔，两个通孔通过螺栓与前升降臂电机支架(D8)相连，两通孔方设置有一个大通孔，大通孔周围均布有6个阶梯孔，6个阶梯孔通过螺栓与前升降臂回转轴承(D11)外圈相连。

前升降臂侧板(D2)为矩形板，其一端设置有两个通孔，通过螺栓与前升降臂顶板(D3)相连，另一端有4个通孔，通过螺栓与前升降臂底板(D1)相连，板上中间线还设置有一条通孔，通过螺栓与前升降臂导轨(D5)相连。

前升降臂顶板(D3)外形类似槽铝，两侧板上各设置有2个通孔，通过螺栓与前升降臂侧板(D2)相连，底板上中心位置设置有一个大通孔，大通孔周围均布有4个小通孔，小通孔通过螺栓与前升降臂丝杆电机(D4)相连。

前升降臂电机支架(D8)外型类似两边长短不同角铝，短边上设置有2个通孔，通过螺栓与前升降臂底板(D1)相连，长边上设置有一个大通孔，大通孔周围均布有4个小通孔，小通孔通过螺栓与前升降臂电机(D9)相连。

前升降臂连接法兰(D10)一端设置有一个螺栓孔，通过紧定螺钉与前升降臂电机(D9)得输出轴相连，另一端设置有4个沉孔。

中支撑臂底板(E1)由底板、第一立板、第二立板、侧立板组成，底板上设置有一个方凸台，凸台置于下摆臂外方管(C1)的方形贯穿孔内，第一立板位于底板一边上并垂直于底板，第一立板外侧的边线处设置有一段矩形凸台，凸台内沿底板垂线方向设置有通孔，通过螺栓与中旋转关节下臂上支架(B3)相连，第二立板位于底板另一边上并垂直于底板，第二立板上设置有一个大通孔，大通孔周围均布有4个小通孔，小通孔通过螺栓与中支撑臂电机(E3)相连，侧立板位于第二立板两侧，其端部设置有一个矩形凸台，凸台上设置有两个沉头孔，通过螺栓与中支撑臂丝杆支架(E2)相连，侧立板上还设置有两个通孔，靠近凸台通孔通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂大连板(E6)相连，另一通孔通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂长连杆(E8)相连。

中支撑臂丝杆支架(E2)外形类似槽铝，侧板上设置有2个通孔，通过螺栓与中支撑臂底板(E1)相连，底板中心处设置有一个阶梯孔。

中支撑臂丝杆(E4)一端设置有一个圆形凸台，另一端设置有一个圆形凹槽，丝杆的凹槽端设置有一个螺纹孔，通过紧定螺钉与中支撑臂电机(E3)的输出轴相连。

中支撑臂丝杆螺母(E5)外形类似角铝，一侧板上设置有一个水平贯穿平板的通孔，通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂短连杆(E9)相连，另一侧板上设置有一个螺纹孔，通过螺纹链接与中支撑臂丝杆(E4)相连。

中支撑臂大连板(E6)外形类似于槽铝，侧板两端设置有伸出板，其中一端伸出板设置有一个圆形通孔，另一端伸出板设置有两个圆形通孔。

中支撑臂连接支架(E7)为一平板上立有4个垂直的伸出板，伸出板上各设置有一个通孔，里侧伸出板通过螺栓与中支撑臂大连板(E6)相连，外侧伸出板通过螺栓与中支撑臂长连杆(E8)相连，平板上设置有一个大圆孔，圆孔周围均布有6个小通孔，小通孔通过螺栓与中固定爪固定板(H1)相连。

中支撑臂长连杆(E8)为一弯折后的长条板，两端各设置有一个圆形孔，一端通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂底板(E1)相连，另一端通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂连接支架(E7)相连。

中支撑臂短连杆(E9)为一小矩形块，两端各设置有一个沉头孔，一端通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂丝杆螺母(E5)相连，另一端通过螺栓和中支撑臂轴承(E11)与中支撑臂大连板(E6)相连。

后升降臂底板(F1)同前升降臂底板(D1)的结构一致。后升降臂侧板(F2)同前升降臂侧板(D2)的结构一致。

后升降臂顶板(F3)同前升降臂顶板(D3)的结构一致。后升降臂电机支架(F8)同前升降臂电机支架(D8)的结构一致。后升降臂连接法兰(F10)同前升降臂连接法兰(D10)的结构一致。一致的部分在此就不再赘述。

手爪架(J1)由矩形底板、第一立板、第二立板、第三立板构成，第一立板位于矩形底板短边端上，立板上设置由一个大通孔，周围均布由4个小通孔，小通孔通过螺栓与手爪电机(J7)相连，第二立板和第三立板对此位于矩形底板长边端，立板上设置有均布由一行通孔，通过螺栓与手爪导轨(J2)相连，底板上中间位置设置有一个通孔，通孔周围均布有4个小通孔，小通孔通过螺栓与前升降臂回转轴承(D11)内圈相连，矩形底板长边两端各设置有2个通孔，通过螺栓与手爪丝杆轴承(J4)相连。

手爪丝杆(J5)为旋向相反的双头丝杆，其中一端设置有一个圆台，另一端设置有一个阶梯圆台。

手爪吸盘架(K1)为一矩形块，底面短边处各设置有一块伸出板，伸出板上设置有4个通孔，通过螺栓与手爪导轨滑块(J3)相连，顶面上设置有一个螺纹孔和4个沉头孔，螺纹孔通过螺栓与手爪挡片筋(K7)相连，沉头孔通过螺栓与手爪丝杆滑块(K8)相连，底面设置有两个沉头孔，通过螺栓与手爪电磁铁(K2)相连，侧面上设置有4个螺纹孔，通过螺栓与手爪挡片支架(K3)相连。

手爪挡片支架(K3)下端设置有4个通孔，通过螺栓与手爪吸盘架(K1)相连，上端设置有2个通孔，通过螺栓和手爪挡片轴承(K6)与手爪挡片(K4)相连，中间设置有4个螺纹孔。

手爪挡片(K4)外形为一扇形板，板上设置有一个通孔、一个螺纹孔、一个圆弧槽，通孔内壁置于手爪挡片轴承(K6)上。

手爪软挡片(K5)形状与手爪挡片(K4)类似。手爪挡片筋(K7)外形类似角铝，一侧板上设置有两个通孔，通过螺栓并穿过手爪挡片(K4)和手爪软挡片(K5)与手爪挡片支架(K3)相连，另一侧板上设置有一个通孔，通过螺栓与手爪吸盘架(K1)相连。

中固定爪固定板(H1)外形为一圆盘，圆盘中心设置有一个大圆孔，圆孔周围设置有6个小通孔，小通孔通过螺栓与中固定爪轴承(H2)外圈相连，圆盘外圈设置有6个小通孔，小通孔通过螺栓与中支撑臂连接支架(E7)相连。

中固定爪活动板(H3)外形为一圆盘，圆盘中心设置有一个圆孔，圆孔周围设置有4个小通孔，通过螺栓与中固定爪轴承(H2)内圈相连，圆盘外圈设置有4个小通孔，小通孔通过螺栓与中固定爪电磁铁(H4)相连。

后爪(I)结构同前爪(G)的结构类似。

通过驱动上摆臂丝杆电机(A4)可以实现后爪的前后运动，驱动中旋转关节电机(B6)可以实现上摆臂与下摆臂的相对旋转，驱动下摆臂丝杆电机(C4)可以实现前爪的前后运动，驱动前升降臂丝杆电机(D4)可以实现前爪的上下运动，驱动前升降臂电机(D9)可以实现前爪的绕垂直轴线旋转运动，驱动中支撑臂电机(E3)可以实现中支撑臂的起落，驱动后升降臂丝杆电机(F4)可以实现后爪的上下运动，驱动后升降臂电机(F9)可以实现后爪的绕垂直轴线旋转运动，驱动手爪电机(J7)可以实现手爪的电磁铁开合运动，控制电磁铁的通断可以实现电磁铁是否吸附于角铁表面。通过前爪、中固定爪、后爪上电磁铁的通断和对上摆臂丝杆电机(A4)、下摆臂丝杆电机(C4)、前升降臂丝杆电机(D4)、后升降臂丝杆电机(F4)、中支撑臂电机(E3)的控制，可以实现机器人在角铁上爬行并跨越障碍物。通过前爪、中固定爪、后爪上电磁铁的通断和对中旋转关节电机(B6)、前升降臂电机(D9)、后升降臂电机(F9)的控制，可以实现机器人的转弯动作。通过对手爪电机(J7)的控制，可以实现机器人手爪对不同尺寸角铁的适应。通过采用失电型电磁铁在不通电状态下也有磁性的特点，可以实现机器人具有一定的断电防坠保护功能。

当需要跨越障碍物时，初始状态下，上下摆臂均处于收缩状态，前爪、中固定爪、后爪上的电磁铁位于一条直线上并处于同一平面上，并吸附于角钢面上。

通过控制前爪电磁铁断开吸附角钢平面，使前爪可以脱离角钢平面运动。

通过控制前爪电机打开前爪，使手爪挡片放开对角钢的夹持。

通过控制前升降臂丝杆电机提升前爪，使前爪提升到超过障碍物的高度。

通过控制下摆臂丝杆电机推进前爪，使前爪向前运动一个步长。

通过控制前升降臂丝杆电机降下前爪，使前爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制前爪电机闭合前爪，使手爪挡片夹持住角钢。

通过控制前爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使前爪固定在角钢上。

通过控制中爪电磁铁断开吸附角钢平面，使中爪脱离对角钢的固定。

通过控制中支撑臂电机抬升中支撑臂，使中支撑臂提升到超过障碍物的高度。

通过同时控制上摆臂丝杆电机和下摆臂丝杆电机推进中部，使机器人向前运动一个步长，

通过控制中支撑臂电机降下中支撑臂，使中爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制中爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使中爪固定在角钢上。

通过控制后爪电磁铁断开吸附角钢平面，使后爪可以脱离角钢平面运动。

通过控制后爪电机打开后爪，使手爪挡片放开对角钢的夹持。

通过控制后升降臂丝杆电机提升后爪，使后爪提升到超过障碍物的高度。

通过控制上摆臂丝杆电机推进后爪，使后爪向前运动一个步长。

通过控制后升降臂丝杆电机降下后爪，使后爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制后爪电机闭合后爪，使手爪挡片夹持住角钢。

通过控制后爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使后爪固定在角钢上。

通过重复上述步骤就可以实现机器人在角钢上攀爬并跨越障碍物。

当需要转向或转弯时，初始状态下，上下摆臂均处于收缩状态，前爪、中固定爪、后爪上的电磁铁位于一条直线上并处于同一平面上，并吸附于角钢面上。

通过控制前爪电磁铁断开吸附角钢平面，使前爪可以脱离角钢平面运动。

通过控制前爪电机打开前爪，使手爪挡片放开对角钢的夹持。

通过控制前升降臂丝杆电机提升前爪，使前爪提升到一定的高度。

通过同时控制下摆臂丝杆电机和中旋转关节电机推进前爪，使前爪向斜前方运动到横担正上方。

通过控制前升降臂电机旋转前爪，使前爪能更好的贴合到横担上。

通过控制前升降臂丝杆电机降下前爪，使前爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制前爪电机闭合前爪，使手爪挡片夹持住角钢。

通过控制前爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使前爪固定在角钢上。

通过控制中爪电磁铁断开吸附角钢平面，使中爪脱离对角钢的固定。

通过控制中支撑臂电机抬升中支撑臂，使中支撑臂提升到一定的高度。

通过同时控制上摆臂丝杆电机、下摆臂丝杆电机、前升降臂电机、后升降臂电机推进中部，使中爪移动到能贴合横担的正上方。

通过控制中支撑臂电机降下中支撑臂，使中爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制中爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使中爪固定在角钢上。

通过控制后爪电磁铁断开吸附角钢平面，使后爪可以脱离角钢平面运动。

通过控制后爪电机打开后爪，使手爪挡片放开对角钢的夹持。

通过控制后升降臂丝杆电机提升后爪，使后爪提升到一定的高度。

通过同时控制上摆臂丝杆电机和中旋转关节电机推进后爪，使后爪向斜前方运动到横担正上方。

通过控制后升降臂电机旋转后爪，使后爪能更好的贴合到横担上。

通过控制后升降臂丝杆电机降下后爪，使后爪电磁铁下降到接触角钢平面。

通过控制后爪电机闭合后爪，使手爪挡片夹持住角钢。

通过控制后爪电磁铁产生磁性吸附在角钢平面上，使后爪固定在角钢上。

通过上述步骤就可以实现机器人从角钢过渡到横担上完成转弯功能。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：包括相互平行设置的上摆臂和下摆臂，所述上摆臂和下摆臂之间通过一旋转件连接，实现上摆臂和下摆臂之间角度可调；

所述上摆臂和下摆臂两个端部分别设置有一升降臂，升降臂的下端、沿升降臂延伸方向为转轴可转动连接有一手爪，且所述手爪能够沿升降臂上下运动，所述上摆臂和下摆臂分别朝向该端部方向可伸缩，实现所述手爪的三维位置与姿态可调；

所述下摆臂上可转动设置有一支撑臂，所述支撑臂可相对于所述下摆臂转动，且该转动的轴线方向与所述下摆臂的延伸方向平行，所述支撑臂的端部设置有一固定手爪；

所述手爪和固定手爪上均设置有电磁铁，通过改变所述电磁铁的通电状态，改变手爪或固定手爪产生的吸附力。

2.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：两个升降臂沿旋转件为中心对称设置，所述旋转件为旋转关节，具体包括支架、转轴和连接支架，所述支架的中部设置有转轴，转轴的另一端设置有连接支架，所述支架具有中空部，以容纳所述上摆臂，所述连接支架用于连接所述下摆臂，所述转轴能够在驱动件的驱动下转动，进而改变所述支架和连接支架之间的角度。

3.如权利要求2所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述驱动件包括驱动电机、主动齿轮和被动齿轮，所述驱动电机的驱动轴上设置有主动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合，所述被动齿轮套设于所述转轴外侧。

4.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：上摆臂和下摆臂均包括第一连接管、第二连接管和丝杆，所述第一连接管、第二连接管嵌套连接，且连接处设置有丝杆，所述丝杆受驱动电机驱动，通过丝杆的运动，改变第一连接管、第二连接管的相对位置，实现相对伸缩；

或，所述上摆臂或下摆臂上设置有一外接支撑杆，以连接升降臂，保证两个升降臂的末端在同一水平面上。

5.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述升降臂包括机械臂主体，所述机械臂主体上设置有导轨，所述导轨上可滑动连接有滑块，且所述滑块能够在所述导轨的任意位置停止，所述手爪固定于所述滑块上。

6.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述手爪包括底板，所述底板上设置有滑轨，所述滑轨内沿设置有丝杆，所述丝杆带动滑轨上设置的手爪吸盘运动，所述手爪吸盘至少有两个，且间距可调，每个手爪吸盘均设置有电磁铁，手爪吸盘包括两个相对设置且呈一定角度的挡片。

7.如权利要求6所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述挡片旁还设置有具有弹性的软挡片，以增大挡片的抓取力。

8.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述支撑臂包括连接底板和与其转动连接的支撑臂连板，所述连接底板能够与下摆臂连接，所述连接底板的一端设置有丝杆和电机，所述丝杆上设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母通过轴承连接支撑臂连板，短连杆通过螺栓穿过所述轴承，短连杆的两端分别固定于支撑臂连板和所述丝杆螺母，所述电机输出的旋转运动转换为丝杆螺母沿丝杆的直线运动，，进而带动短连杆、轴承对支撑臂连板产生拉/推力，使支撑臂连板上/下摆动。

9.如权利要求1所述的一种架空线路杆塔攀爬机器人，其特征是：所述固定手爪包括固定片、活动板和电磁铁，所述固定片用于连接所述支撑臂，所述活动板和固定片之间通过轴、轴承可转动连接，所述活动板上设置有多个电磁铁。

10.一种架空线路杆塔攀爬机器人系统，其特征是：包括权利要求1-9中任一项所述的机器人和控制中心，所述机器人内设置有一控制器，所述控制器被配置为控制相应机器人的位姿和运动，所述控制中心与所述控制器通信。

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