CN111531561A - 一种自主搭桥机器人及搭桥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自主搭桥机器人及搭桥方法，包括机器人本体，机器人本体上设置有桥板和机械手，桥板的一侧面设置有连接孔，机械手包括驱动件和转动件，转动件与机器人本体转动连接，转动件与连接孔选择性插接，驱动件能够驱动转动件转动，并使桥板搭接在障碍沟上，机器人本体可行驶于桥板上。通过在机器人本体上设置机械手和桥板，机械手设置有可转动的转动件，桥板与转动件插接。通过驱动转动件转动将桥板搭接在障碍沟上，实现搭桥。该方式结构简单，搭桥效率高，具有可自主搭桥通过障碍沟的特点。

Description

一种自主搭桥机器人及搭桥方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自主搭桥机器人及搭桥方法。

背景技术

在电力设备巡检过程中，为节省人力资源，越来越多的电力设备巡检工作通过巡检机器人完成。在巡检现场，通常巡检道路上存在无顶盖的障碍沟，一般的轮式机器人无法通过。

因此，亟需一种自主搭桥机器人，通过在障碍沟上搭桥，以便于机器人越过障碍沟。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自主搭桥机器人及搭桥方法，其具有可自主越障沟的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种子自主搭桥机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有桥板和机械手，所述桥板的一侧面设置有连接孔，所述机械手包括驱动件和转动件，所述转动件与所述机器人本体转动连接，所述转动件与所述连接孔选择性插接，所述驱动件能够驱动所述转动件转动，并使所述桥板搭接在障碍沟上，所述机器人本体可行驶于所述桥板上。

进一步的，所述转动件的第一端与所述机器人本体枢接，所述转动件的第二端间隔设置有两个夹持杆，两个所述夹持杆均与所述连接孔插接，两个所述夹持杆之间设置有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆驱动两个所述夹持杆夹紧所述桥板。

进一步的，所述连接孔的横截面呈梯形。

进一步的，沿所述桥板的长度方向，所述桥板的两端均设置有所述连接孔。

进一步的，所述驱动件为第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的固定端与所述机器人本体枢接，所述第二电动伸缩杆的活动端与所述转动件枢接，所述第二电动伸缩杆驱动所述转动件沿所述机器人本体的前后方向转动。

进一步的，所述机器人本体的左右两侧分别设置有车轮，所述车轮之间的间距小于所述桥板的宽度。

进一步的，所述机器人本体还设置有距离传感器，所述距离传感器用于检测所述机器人本体与所述障碍沟之间的距离。

进一步的，所述机器人本体的前侧面设置有磁铁，所述桥板设置有能够与所述磁铁吸附的铁片，所述桥板与所述机器人本体通过所述磁铁和所述铁片磁吸连接。

进一步的，所述桥板面向所述障碍沟的一侧面设置有橡胶垫。

还提供一种搭桥方法，包括所述的自主搭桥机器人，还包括以下步骤：

S1、所述机器人本体设置有距离传感器，所述距离传感器测量所述机器人本体到所述障碍沟的距离，所述机器人本体行驶至设定距离范围内；

S2、所述驱动件驱动所述转动件转动，转动件带动所述桥板从竖直方向转动至水平方向，以使所述桥板搭接在所述障碍沟上；

S3、所述机器人本体后退设定距离，并使所述转动件与所述连接孔分离；

S4、所述机器人本体在所述桥板上行驶，以使所述机器人本体越过所述障碍沟；

S5、所述机器人本体完全越过所述桥板后调头，将所述转动件与所述连接孔插接，所述驱动件驱动所述转动件转动，所述转动件带动所述桥板从水平方向转动至竖直方向。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的自主搭桥机器人及搭桥方法，通过在机器人本体上设置机械手和桥板，机械手设置有可转动的转动件，桥板与转动件插接。通过驱动转动件转动将桥板搭接在障碍沟上，实现搭桥。该方式结构简单，搭桥效率高，具有可自主搭桥通过障碍沟的特点。

附图说明

图1为实施例的自主搭桥机器人的示意图。

图2为另一实施例的自主搭桥机器人的示意图。

图3为实施例的桥板的剖视图。

图4为实施例的桥板的示意图。

图中：

1、机器人本体；10、车轮；11、磁铁；2、机械手；20、转动件；21、夹持杆；22、第二电动伸缩杆；23、第一电动伸缩杆；3、桥板；30、连接孔；4、障碍沟；

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，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。

为使本方案便于描述，以自主搭桥机器人的前进方向为参照，朝向前进方向的一侧为前侧，与前侧相反的一侧为后侧，前侧和后侧之间为相对应的左侧和右侧。

如图1至图4所示，本发明提供的一种自主搭桥机器人，包括机器人本体1，机器人本体1上设置有桥板3和机械手2，桥板3的一侧面设置有连接孔30，机械手2包括驱动件和转动件20，转动件20与机器人本体1转动连接，转动件20与连接孔选择性插接，驱动件能够驱动转动件20转动，并使桥板3搭接在障碍沟4上，机器人本体1可行驶于桥板3上。可以理解的是，自主搭桥机器人为轮式机器人，无法直接通过障碍沟4。在机器人本体1上设置桥板3，桥板3起到桥梁作用，其用于搭接在障碍沟4上，该自主搭桥机器人在桥板3上行驶，以通过障碍沟4。本实施例中，机械手2包括驱动件和转动件20，转动件20的一端与机器人本体1转动连接，转动件20的另一端用于固定桥板3，桥板3设置有连接孔30，桥板3沿竖直方向通过连接孔30安装在转动件20上，驱动件驱动转动件20转动，进而使桥板3从竖直方向转动至水平方向，实现桥板3搭接在障碍沟4的开口上。该方式机构简单、搭桥效率高，具有可自主搭桥通过障碍沟4的特点。

具体地，转动件20的第一端与机器人本体1枢接，转动件20的第二端间隔设置有两个夹持杆21，两个夹持杆21均与连接孔30插接，两个夹持杆21之间设置有第一电动伸缩杆23，第一电动伸缩杆23驱动两个夹持杆21夹紧桥板3。本实施例中，参照图3和图4所示，两个夹持杆21平行并插接于安装孔30内，两个夹持杆21的一端与转动件20转动连接。第一电动伸缩杆23为电动伸缩杆，第一电动伸缩杆23的两端分别与两个夹持杆21固定，通过第一电动伸缩杆23的伸缩驱动两个夹持杆21相互远离或者靠近。当两个夹持杆21远离时，夹持杆21可与连接孔30的侧壁抵接，以实现夹持杆21与桥板3之间的固定。当两个夹持杆21靠近时，夹持杆21与桥板3之间分离，以便于夹持杆21从连接孔30中拔出。该结构可实现转动件20与桥板3之间快速固定以及分离，进而提高搭桥效率。

具体地，连接孔30的横截面呈梯形。本实施例中，将连接孔30设置为梯形，以使连接孔30的中部孔径尺寸大于两侧的孔径尺寸，方便夹持杆21插入连接孔30内，以及通过两个夹持杆21相互远离实现夹持杆21与连接孔30的孔壁抵接。在其他实施例中，连接孔30的横截面还可以为椭圆形。

具体地，沿桥板3的长度方向，桥板3的两端均设置有连接孔30。本实施例中，桥板3的长度方向与机器人本体1的前后方向相同，桥板3的宽度方向与机器人本体1的左右方向相同。在桥板3的两端设置连接孔30，以便于机器人本体1驶过桥板3后收起桥板3。例如：越障前，桥板3的第一端与转动件20连接，驱动件驱动转动件20将桥板3搭接在越障沟4上，桥板3的第一端位于越障前的一侧。越障后，机器人本体1沿桥板3的顶面行驶过障碍沟4，驱动件驱动转动件20从桥板3的第二端回收桥板3。

具体地，驱动件为第二电动伸缩杆22，第二电动伸缩杆22的固定端与机器人本体1枢接，第二电动伸缩杆22的活动端与转动件20枢接，第二电动伸缩杆22驱动转动件20沿机器人本体1的前后方向转动。当然，在其他实施例中，也可以使用液压伸缩杆或者气压伸缩杆。

具体地，机器人本体1的左右两侧分别设置有车轮10，车轮10之间的间距小于桥板3的宽度。可以理解的是，位于机器人本体1的左右两侧的车轮10之间的间距小于桥板3的宽度，以保证机器人本体1在桥板3上行驶。

具体地，机器人本体1还设置有距离传感器，距离传感器用于检测机器人本体1与障碍沟4之间的间距。可以理解的是，通过距离传感器检测障碍沟4，以使机器人本体1在障碍沟4的一侧靠近其开口的位置停止，完成搭接桥板3后驶过障碍沟4。

具体地，机器人本体1的前侧面设置有磁铁11，桥板3设置有能够与磁铁11吸附的铁片，桥板3与机器人本体1通过磁铁11和铁片磁吸连接。本实施例中，磁铁11设置在机器人本体1的前侧面的周部，桥板3上与磁铁11的对应位置设置铁片，收起桥板3时，桥板3可通过磁铁11和铁片吸附在机器人本体1的前侧面上。该方式可避免桥板3收起时与机器人本体1的前侧面之间形成间隙，外部的水及灰尘通过间隙进入机器人本体1。

具体地，桥板3面向障碍沟4的一面设置有橡胶垫。可以理解的是，设置橡胶垫可增大桥板3与地面之间的摩擦力，避免桥板3打滑。同时，橡胶垫还起到对桥板3的保护作用，避免机器人本体1在桥板3上行驶的过程中对桥板3造成磨损。

具体地，自主搭桥机器人还包括巡检单元、供电单元和处理单元。巡检单元用于检测电力设备，供电单元包括蓄电池，供电单元为机器人本体1提供电能。

还提供一种搭桥方法，包括上述自主搭桥机器人，还包括以下步骤：

S1、机器人本体1设置有距离传感器，距离传感器测量机器人本体1到障碍沟4的距离，机器人本体1行驶至设定距离范围内；

S2、驱动件驱动转动件20转动，转动件20带动桥板3从竖直方向转动至水平方向，以使桥板3搭接在障碍沟4上；

S3、机器人本体1后退设定距离，并使转动件20与连接孔30分离；

S4、机器人本体1在桥板3上行驶，以使机器人本体1越过障碍沟4；

S5、机器人本体1完全越过桥板3后调头，将转动件20与连接孔30插接，驱动件驱动转动件20转动，转动件20带动桥板3从水平方向转动至竖直方向。

本实施例中，通过距离传感器测量机器人本体1到障碍沟4之间的距离，机器人本体1行驶至合适位置停止。机器人本体1与障碍沟4之间的距离可根据实际情况相应设置，以保证当桥板3转动至水平位置时，桥板3的两端可分别搭接在障碍沟4的两侧。搭桥前，桥板3通过连接孔30与转动件20上的夹持杆21插接，桥板3竖直设置于机器人本体1的前侧面上。两个夹持杆21处于相互远离状态，以使夹持杆21与连接孔30的孔壁抵接，实现与桥板3之间的固定。搭桥时，第二电动伸缩杆22驱动转动件20向障碍沟4的一侧转动，转动件20带动桥板3从竖直方向转动至水平方向，并使桥板3搭接在障碍沟4上。第一电动伸缩杆23驱动两个夹持杆21相互靠近，且机器人本体1后退一定距离，使夹持杆21于连接孔30分离，实现对桥板3的搭接。第二电动伸缩杆22驱动转动件20向机器人本体1的后侧方向转动，以避免前进过程中转动件20与桥板3造成干涉。机器人本体1在桥板3上行驶，完全通过桥板3后调头，第二电动伸缩杆22驱动转动件20转动，并使夹持杆21与连接孔30插接。第一电动伸缩杆23驱动两个夹持杆21相互远离，实现夹持杆21与桥板3之间的固定。第二电动伸缩杆22驱动转动件20向机器人本体1的后侧转动，带动桥板3从水平方向转动至竖直方向，实现对桥板3的回收。该方法通过插接固定桥板3，可快速实现桥板3与机器人本体1的连接和分离，且直接转动90度实现搭接，搭桥效率高。

本实施例的显著效果为：通过设置机械手2和桥板3，机械手2包括驱动件和转动件20，转动件20的一端与机器人本体1转动连接，转动件20的另一端用于固定桥板3，桥板3设置有连接孔30，桥板3沿竖直方向通过连接孔30安装在转动件20上，驱动件驱动转动件20转动，进而使桥板3从竖直方向转动至水平方向，实现桥板3搭接在障碍沟4的开口上。该方式机构简单、搭桥效率高，具有可自主搭桥通过障碍沟4的特点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自主搭桥机器人，其特征在于，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有桥板和机械手，所述桥板的一侧面设置有连接孔，所述机械手包括驱动件和转动件，所述转动件与所述机器人本体转动连接，所述转动件与所述连接孔选择性插接，所述驱动件能够驱动所述转动件转动，并使所述桥板搭接在障碍沟上，所述机器人本体可行驶于所述桥板上。

2.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述转动件的第一端与所述机器人本体枢接，所述转动件的第二端间隔设置有两个夹持杆，两个所述夹持杆均与所述连接孔插接，两个所述夹持杆之间设置有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆驱动两个所述夹持杆夹紧所述桥板。

3.根据权利要求2所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述连接孔的横截面呈梯形。

4.根据权利要求3所述的自主搭桥机器人，其特征在于，沿所述桥板的长度方向，所述桥板的两端均设置有所述连接孔。

5.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述驱动件为第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的固定端与所述机器人本体枢接，所述第二电动伸缩杆的活动端与所述转动件枢接，所述第二电动伸缩杆驱动所述转动件沿所述机器人本体的前后方向转动。

6.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述机器人本体的左右两侧分别设置有车轮，所述车轮之间的间距小于所述桥板的宽度。

7.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述机器人本体还设置有距离传感器，所述距离传感器用于检测所述机器人本体与所述障碍沟之间的距离。

8.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述机器人本体的前侧面设置有磁铁，所述桥板设置有能够与所述磁铁吸附的铁片，所述桥板与所述机器人本体通过所述磁铁和所述铁片磁吸连接。

9.根据权利要求1所述的自主搭桥机器人，其特征在于，所述桥板面向所述障碍沟的一侧面设置有橡胶垫。

10.一种搭桥方法，包括权利要求1至9任一项所述的自主搭桥机器人，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、所述机器人本体设置有距离传感器，所述距离传感器测量所述机器人本体到所述障碍沟的距离，所述机器人本体行驶至设定距离范围内；

S2、所述驱动件驱动所述转动件转动，转动件带动所述桥板从竖直方向转动至水平方向，以使所述桥板搭接在所述障碍沟上；

S3、所述机器人本体后退设定距离，并使所述转动件与所述连接孔分离；

S4、所述机器人本体在所述桥板上行驶，以使所述机器人本体越过所述障碍沟；

S5、所述机器人本体完全越过所述桥板后调头，将所述转动件与所述连接孔插接，所述驱动件驱动所述转动件转动，所述转动件带动所述桥板从水平方向转动至竖直方向。