CN113844560A - 一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法，属于通信维修技术领域。包括一对安装架，设与所述安装架上的绳索固定扣，所述安装架相互铰接连接形成一个内部具有容纳腔的环形柱体，可拆卸连接在所述安装架上且位于容纳腔内的一个以上爬行机构，利用爬行机构带动安装架在通信塔上进行移动，可拆卸连接在所述安装架两端的锁紧机构。本发明为了确保攀爬机器人能够稳固的再通信塔上进行移动，避免在大风等特殊情况下攀爬机器人发生坠落，在安装架两端还设有锁紧机构，若攀爬机器人在爬行的过程中发生打滑坠落时，操作人员手动操控锁紧机构，使攀爬机器人卡紧在通信塔上，避免攀爬机器人发生坠落，连带操作人员一起坠落。

Description

一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法

技术领域

本发明属于通信维修技术领域，具体涉及一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法。

背景技术

通信塔通常高度较高，一旦需要维修，则需要维修人员攀爬通信塔进行检修，而现有的攀爬机构需要维修人员辅助进行移动，增加工作人员的操作强度，同时在对攀爬机构移动过程中，增加了工作人员危险，尤其在收到大风的影响时，工作人员在攀爬的同时在辅助攀爬机构移动，导致工作人员攀爬安全性无法得到保障。

发明内容

发明目的：提供一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种通信维修用攀爬机器人，包括相对设置且铰接的至少两组安装架，所述两组安装架且两组安装架之间留有预定的距离形成柱状收容部；所述安装架上的绳索固定扣；

至少一个爬行机构，可拆卸的安装在安装架上且位于容纳腔内；利用爬行机构带动安装架在通信塔上进行移动；

锁紧机构，可拆卸连接在所述安装架两端；在紧急情况下，利用锁紧机构对通信塔进行锁紧，防止安装架坠落。

采用上述技术方案：转动安装架，使安装架包裹在通信塔上，并利用设置在安装架容纳腔内的爬行机构与通信塔表面接触，带动安装架在通信塔上进行移动，操作人员将绳索固定在安装架的绳索固定扣上，在操作人员攀爬通信塔同时，利用攀爬机器人牵引绳索进行移动，确保操作人员的安全。

优选的，所述爬行机构包括纵向可拆卸连接在所述安装架上的支撑杆，转动安装在所述支撑杆一端上的伸缩气缸，固定安装在所述伸缩气缸另一端上且与所述所述支撑杆滑动连接的滑动块，转动安装在所述滑动块上的一对缓冲杆，设置在每个所述缓冲杆另一端上的一对挡板，安装在其中一挡板上的伺服电机，传动连接在所述伺服电机上的齿轮，以及啮合连接在所述齿轮上且套接在所述挡板上的履带，利用伸缩气缸带动挡板进行移动，在挡板与缓冲杆的相互作用下，来调节爬行机构之间形成容纳腔的大小，使爬行机构对通信塔产生一个挤压推力，确保攀爬机器人稳定的再通信塔上移动。

优选的，所述爬行机构还包括两对固定杆，所述固定杆分别转动安装在所述挡板两侧，所述固定杆与所述缓冲杆朝向相反，确保挡板与通信塔之间的及压力，增加了两对固定杆，在固定杆与挡板之间的相互作用，使爬行机构稳定的抱紧通信塔。

优选的，所述爬行机构还包括转动安装在所述挡板之间的若干第一滚轮，转动安装在所述挡板远离所述伺服电机一端上的第二滚轮；所述第二滚轮的直径与所述齿轮最大直径相同，所述滚轮与远离所述支撑杆的履带表面接触，在第一滚轮的作用下，增大履带与通信塔的接触面，使攀爬机器人稳步的再通信塔上进行移动。

优选的，所述履带采用钢制履带，提高攀爬机器人爬行的稳固性，降低攀爬机器人在移动的过程中滑行的机率。

优选的，所述爬行机构还包括设置在所述挡板上的电磁铁，镶嵌在所述第一滚轮上的压力传感器，以及电连接在所述磁铁上的控制开关；所述压力传感器与所述控制开关电连接，所述控制开关与所述伺服电机连接，利用压力传感器来检测第一滚轮的承受压力，控制电磁铁的通电情况，增加对通信塔的挤压力，使爬行机构紧密的与通信塔表面接触。

优选的，所述锁紧机构包括转动安装在所述安装架上的一对固定块，设在所述固定块上且与所述固定块一体成型的弧形定位块，转动安装在其中一固定块上的转动块，以及设与所述转动块上的把手；一对所述固定块之间相互转动连接，所述把手通过弹簧安装在所述安装架侧面，操纵把手，在转动块与固定块的相互配合下，使设与固定块上的弧形定位块对通信塔进行抱紧，使攀爬机器人停止坠落。

一种可全方位调节的焊接机器人的使用方法，包括以下步骤：

第一步、打开安装架，并使安装架包裹在通信塔上，是爬行机构与通信塔表面接触；

第二步、利用伸缩气缸伸缩，调节爬行机构之间形成的容纳腔，使爬行机构对通信塔产生挤压，是爬行机构与通信塔紧密接触；

第三步、通过伺服电机带动齿轮进行转动，带动履带进行转动，使攀爬机器人在通信塔上进行移动，将安全绳索固定在攀爬机器人上，利用攀爬机器人在通信塔上进行移动，来对操作人员进行保护；

第四步、当遇到攀爬机器人向上爬行过程中出现打滑下坠的情况时，操作人员手动推动把手，在转动块与固定块相互配合下，使弧形定位块对通信塔进行加紧固定，避免在攀爬机器人下滑坠落时，连带操作人员一起下坠。

有益效果：本发明涉及一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法，利用相互转动连接的安装架，包裹通信塔，并利用设与安装架上的爬行机构对通信塔产生挤压，使安装架包裹在通信塔上，并在通信塔上进行移动，带动固定在操作人员身上的安全绳索进行移动，确保操作人员在攀爬通信塔时的安全，同时，为了确保攀爬机器人能够稳固的再通信塔上进行移动，避免在大风等特殊情况下攀爬机器人发生坠落，在安装架两端还设有锁紧机构，若攀爬机器人在爬行的过程中发生打滑坠落时，操作人员手动操控锁紧机构，使攀爬机器人卡紧在通信塔上，避免攀爬机器人发生坠落，连带操作人员一起坠落。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的爬行机构示意图；

图3为本发明的爬行机构示意图；

图4为本发明的锁紧机构示意图。

图1至图4中附图标记为：安装架1、爬行机构2、锁紧机构3、支撑杆201、伸缩气缸202、滑动块203、缓冲杆204、挡板205、伺服电机206、齿轮207、履带208、第一滚轮209、第二滚轮210、固定杆211、固定块31、弧形定位块32、转动块33、把手34。

具体实施方式

在实际的应用中，申请人发现：通信塔通常高度较高，一旦需要维修，则需要维修人员攀爬通信塔进行检修，而现有的攀爬机构需要维修人员辅助进行移动，增加工作人员的操作强度，同时在对攀爬机构移动过程中，增加了工作人员危险，尤其在收到大风的影响时，工作人员在攀爬的同时在辅助攀爬机构移动，导致工作人员攀爬安全性无法得到保障，针对这些问题，所以发明了一种通信维修用攀爬机器人及其攀爬方法，能够有效的解决上述问题。

如图1至图4所示，一种通信维修用攀爬机器人，以下简称“该装置”。该装置包括一对安装架1、一个以上的爬行机构2和锁紧机构3三个部分。

其中安装架1相互之间其中一端转动连接，所述安装架1另一端可拆卸连接，使安装架1形成一个容纳腔，用于可拆卸包裹在通信塔上，爬行机构2安装在安装架1上且位于所述安装架1形成的容纳腔内，利用爬行机构2带动安装架1在通信塔上进行爬行，安装架1上设有绳索固定扣用于固定安全绳索，确保操作人员在攀爬过程中的安全，并在安装架1两端可拆卸连接一对锁紧机构3，在遇到强风等特殊天气时，攀爬过程中出现坠落的情况，操作人员可手动操作锁紧机构3，使安装架1固定在通信塔上，避免攀爬机器人坠落，连带操作人员一起坠落。

由于通信塔通常比较高，当发生故障时，需要操作人员攀爬至通信塔高处，才能对故障排查维修，但是在攀爬的过程中，受到大风等影响，若出现未抓稳，操作人员则非常容易发生坠落，威胁到操作人员的人生安全，为了确保操作人员在攀爬通信塔过程中的安全性，所述爬行机构2包括支撑杆201，所述支撑杆201纵向可拆卸连接在所述安装架1上，所述支撑杆201一端上转动安装伸缩气缸202，所述伸缩气缸202另一端上固定安装有滑动块203，所述滑动块203与所述所述支撑杆201滑动连接，所述滑动块203上转动安装一对缓冲杆204，每个所述缓冲杆204另一端上设置一对挡板205，其中一挡板205上安装伺服电机206，所述伺服电机206上传动连接齿轮207，所述齿轮207上啮合连接履带208，所述履带208套接在所述挡板205上，利用伸缩气缸202带动挡板205进行移动，在挡板205与缓冲杆204的相互作用下，来调节爬行机构2之间形成容纳腔的大小，使爬行机构2对通信塔产生一个挤压推力，确保攀爬机器人稳定的再通信塔上移动。

为了使爬行机构2能够稳固的包裹在通信塔的外表面，所述爬行机构2还包括两对固定杆211，所述固定杆211分别转动安装在所述挡板205两侧，所述固定杆211与所述缓冲杆204朝向相反，使固定杆211与挡板205和缓冲杆204形成一个三角支撑的关系，使挡板205更加稳固的转动安装在支撑杆201上，确保挡板205与通信塔之间的及压力，增加了两对固定杆211，在固定杆211与挡板205之间的相互作用，使爬行机构2稳定的抱紧通信塔。

为了爬行机构2在通信塔上攀爬的过程中，爬行的更加稳定，所述爬行机构2还包括若干第一滚轮209，所述第一滚轮209转动安装在所述挡板205之间，且所述第一滚轮209与所述履带208表面接触，使履带208在转动过程中，靠近通信塔一侧的履带208均对通信塔表面产生挤压力，所述挡板205远离所述伺服电机206一端上转动安装第二滚轮210，所述第二滚轮210的直径与所述齿轮207最大直径相同，利用第二滚轮210与齿轮207相互配合，增大履带208与通信塔的接触面，使攀爬机器人稳步的再通信塔上进行移动。

由于通信塔高度比较高，确保攀爬过程中，攀爬机器人能够稳定的向上攀爬，所述履带208采用钢制履带208，提高攀爬机器人爬行的稳固性，降低攀爬机器人在移动的过程中滑行的机率。

在进一步实施例中，为了进一步提高爬行机构2对通信塔的挤压力，所述爬行机构2还包括设置在所述挡板205上的电磁铁，所述第一滚轮209上镶嵌压力传感器，所述磁铁上电连接控制开关，所述压力传感器与所述控制开关电连接，所述控制开关与所述伺服电机206连接，利用压力传感器来检测第一滚轮209的承受压力，控制电磁铁的通电情况，增加对通信塔的挤压力，使爬行机构2紧密的与通信塔表面接触。

由于在大风等特殊天气下，攀爬通信塔时，在风力的作用下，攀爬的过程中容易发生滑落的情况，为了避免该情况发生，在安装架1两端分别设置了锁紧机构3，所述锁紧机构3包括一对固定块31，固定块31其中一端相互转动连接并转动安装在所述安装架1上，所述固定块31上设有弧形定位块32，所述弧形定位块32所述固定块31一体成型且位于所述固定块31之间，所述弧形固定块31相互之间形成一个环形的容纳腔，用于包裹通信塔，其中一固定块31上转动安装转动块33，所述转动块33上设有把手34，所述把手34通过弹簧安装在所述安装架1侧面，当攀爬机器人在攀爬的过程中，发生滑落的情况时，操作人员手动的操纵把手34，在转动块33与固定块31的相互配合下，使设与固定块31上的弧形定位块32对通信塔进行抱紧，使攀爬机器人停止坠落。

通过上述技术方案，本发明能够实现如下工作过程：

首先，打开安装架1可拆卸的一端，并将安装架1包裹在通信塔上，将安装在操作人员身上的安全绳索固定在安装架1上的绳索固定扣上，然后将安装架1打开的一端进行卡接固定，使安装架1包裹固定在通信塔上，并利用设置在安装架1上的爬行机构2对通信塔表面产生一个挤压力，使安装架1稳固的处于通信塔的某一特定高度上，为了使安装架1能够稳定的再通信塔上进行爬行，所述爬行机构2至少设有两个，且可以根据不同通信塔直径的不同，增加爬行机构2的个数，来提高安装架1在通信塔上移动的稳定性。

其次，利用伸缩气缸202伸缩，调节调节挡板205与安装架1之间的位置关系，使套接在挡板205上的履带208对通信塔进行挤压，使爬行机构2与通信塔紧密接触，通过伺服电机206带动齿轮207进行转动，带动履带208进行转动，使攀爬机器人在通信塔上进行移动，利用攀爬机器人在通信塔上进行移动，来对操作人员进行保护。

如果在大风等特殊天气下，操作人员需要攀爬通信塔时，攀爬机器人容易受到风力的阻挡，导致攀爬机器人向上爬行过程中出现打滑下坠的情况时，操作人员手动推动把手34，在转动块33与固定块31相互配合下，使弧形定位块32对通信塔进行加紧固定，避免在攀爬机器人下滑坠落时，连带操作人员一起下坠。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，包括：

相对设置且铰接的至少两组安装架，所述两组安装架且两组安装架之间留有预定的距离形成柱状收容部；所述安装架上的绳索固定扣；

至少一个爬行机构，可拆卸的安装在安装架上且位于容纳腔内；利用爬行机构带动安装架在通信塔上进行移动；

锁紧机构，可拆卸连接在所述安装架两端；在紧急情况下，利用锁紧机构对通信塔进行锁紧，防止安装架坠落。

2.根据权利要求1所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述爬行机构包括纵向可拆卸连接在所述安装架上的支撑杆，转动安装在所述支撑杆一端上的伸缩气缸，固定安装在所述伸缩气缸另一端上且与所述支撑杆滑动连接的滑动块，转动安装在所述滑动块上的一对缓冲杆，设置在每个所述缓冲杆另一端上的一对挡板，安装在其中一挡板上的伺服电机，传动连接在所述伺服电机上的齿轮，以及啮合连接在所述齿轮上且套接在所述挡板上的履带。

3.根据权利要求2所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述爬行机构还包括两对固定杆，所述固定杆分别转动安装在所述挡板两侧，所述固定杆与所述缓冲杆朝向相反。

4.根据权利要求2所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述爬行机构还包括转动安装在所述挡板之间的若干第一滚轮，转动安装在所述挡板远离所述伺服电机一端上的第二滚轮；所述第二滚轮的直径与所述齿轮最大直径相同，所述滚轮与远离所述支撑杆的履带表面接触。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述履带采用钢制履带。

6.根据权利要求2-4任意一项所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述爬行机构还包括设置在所述挡板上的电磁铁，镶嵌在所述第一滚轮上的压力传感器，以及电连接在所述磁铁上的控制开关；所述压力传感器与所述控制开关电连接，所述控制开关与所述伺服电机连接。

7.根据权利要求1所述的一种通信维修用攀爬机器人，其特征在于，所述锁紧机构包括转动安装在所述安装架上的一对固定块，设在所述固定块上且与所述固定块一体成型的弧形定位块，转动安装在其中一固定块上的转动块，以及设与所述转动块上的把手；一对所述固定块之间相互转动连接，所述把手通过弹簧安装在所述安装架侧面。

8.一种通信维修用攀爬机器人的攀爬方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、打开安装架，并使安装架包裹在通信塔上，是爬行机构与通信塔表面接触；

S2、利用伸缩气缸伸缩，调节爬行机构之间形成的容纳腔，使爬行机构对通信塔产生挤压，是爬行机构与通信塔紧密接触；

S3、通过伺服电机带动齿轮进行转动，带动履带进行转动，使攀爬机器人在通信塔上进行移动，将安全绳索固定在攀爬机器人上，利用攀爬机器人在通信塔上进行移动，来对操作人员进行保护；

S4、当遇到攀爬机器人向上爬行过程中出现打滑下坠的情况时，操作人员手动推动把手，在转动块与固定块相互配合下，使弧形定位块对通信塔进行加紧固定，避免在攀爬机器人下滑坠落时，连带操作人员一起下坠。

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