CN114700973A - 一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，包括：第一机械手，其可移动的套设于绳体上，所述绳体的两端均可拆卸的安装于立柱上，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，且使得两个立柱之间的绳体位于待安装的无线传感器位置处上方；控制仓，其内预置有供电模块和控制模块；定位塞，其为圆台状且预置于所述绳体上，用于对第一机械手进行限位，以便所述第一机械手能够在定位塞的限位下移动至无线传感器待安装的位置处上方；以及第二机械手，其安装于所述控制仓的下方，且所述第二机械手能够夹持无线传感器。

Description

一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置

技术领域

本发明涉及爬坡机械手技术领域，具体涉及一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置。

背景技术

随着高速公路的快速发展，对于高位边坡的管理成为关注的重点，而目前多以人工信息采集为主，但是人工采集效率低、安全性低，因此，利用无线传感器来辅助边坡管理为目前发展趋势；其中，无线传感器包括应力传感器、位移传感器、雨量监测仪等，可对边坡的应力、位移、降雨量等进行实时连续监测，及时捕捉边坡性状变化的特征信息数据；而对无线传感器的布设往往由人工完成，安全性较低，另外，采用现有的辅助爬行设备又难以实现对于高位边坡的攀爬，究其原因，一方面各个高位边坡的表面布设存在区别，特定攀爬设备适应性较差，另一方面高位边坡的倾斜角度较大，普通的爬行设备难以实现有效的攀爬。

因此，有必要提供一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，包括：

第一机械手，其可移动的套设于绳体上，所述绳体的两端均可拆卸的安装于立柱上，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，且使得两个立柱之间的绳体位于待安装的无线传感器位置处上方；

控制仓，其内预置有供电模块和控制模块；

定位塞，其为圆台状且预置于所述绳体上，用于对第一机械手进行限位，以便所述第一机械手能够在定位塞的限位下移动至位于待安装的无线传感器位置处上方；以及

第二机械手，其安装于所述控制仓的下方，且所述第二机械手能够夹持无线传感器。

进一步，作为优选，所述第一机械手包括：

外壳；

多个圆周阵列固定于外壳内侧壁上的定爬轮机构；以及

多个圆周阵列于外壳内侧壁上且与定爬轮机构对应设置的动爬轮机构，所述动爬轮机构能够沿外壳的轴线方向移动；

且，利用所述第一机械手在绳体上爬行时，所述控制模块能够控制定爬轮机构和动爬轮机构交替抱紧于绳体上以及交替沿绳体上爬行。

进一步，作为优选，所述第一机械手还包括对应连接于定爬轮机构和动爬轮机构之间的复位弹簧。

进一步，作为优选，所述第一机械手还包括对应连接于定爬轮机构和动爬轮机构之间的导向机构；

所述导向机构包括：

两个对称设置的基座，其中一个基座固定于定爬轮机构上，另一个基座固定于动爬轮机构上；

调节臂，其一端铰接于基座，另一端铰接有支撑臂；以及

对称固定于左侧的支撑臂上的内筒，所述内筒滑动设置于外筒中，所述外筒固定于右侧的支撑臂上；

所述调节臂与支撑臂之间连接有调节弹簧；

两个所述支撑臂之间还连接有弹性垫；

所述基座上还设置有支撑所述调节臂的支撑垫。

进一步，作为优选，靠近绳体一侧的内筒上设置有至少一个抱紧轮，靠近绳体一侧的外筒上设置有至少三个抱紧轮。

进一步，作为优选，所述定爬轮机构和动爬轮机构均包括：

安装座；

铰接臂，其一端铰接至所述安装座上，另一端转动设置有爬轮，且所述爬轮具有动力；

滑杆，其固定于所述安装座上，且所述滑杆上滑动设置滑套；以及

伸缩杆，其铰接至所述滑套以及铰接臂之间；

且，所述滑杆上套设有连接至滑套与安装座之间的缓冲弹簧。

进一步，作为优选，所述定爬轮机构上的安装座固定于外壳中，所述动爬轮机构的安装座限位滑动设置于所述外壳中。

进一步，作为优选，所述第一机械手还包括扶正机构，所述扶正机构包括被动齿轮，所述被动齿轮的两侧均同轴固定有限位环，所述限位环限位转动设置于限位槽中，所述限位槽开设于外壳中，所述被动齿轮的中部开设有与定位塞相对应的内槽，所述被动齿轮还与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮由设置于外壳外侧的调节电机所驱动。

进一步，作为优选，所述被动齿轮的转动轴线与定爬轮机构的圆周阵列基准轴线相重合。

进一步，作为优选，所述第二机械手包括第一臂体，所述第一臂体能够绕其自身竖轴线转动设置于控制仓的下方；所述第一臂体的另一端转动设置有第二臂体，所述第二臂体的转动轴线与第一臂体的转动轴线相垂直，且与定爬轮机构的圆周阵列基准轴线相垂直，所述第二臂体用于夹持无线传感器。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，具有以下有益效果：

本发明实施例中，利用两个立柱以及绳体能够构建一移动轨道，使得第一机械手能够沿绳体进行移动，从而能够应对各种斜度以及各种路况的高位边坡，具体而言，由于第一机械手无需与高位边坡相接触，因此，各种路况的高位边坡均无法对第一机械手造成影响，再者，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，因此无论高位边坡的斜度如何，通过对于立柱的高度设置能够使得绳体倾斜角度在一定范围内，也即通过对于立柱高度的调节，能够改变绳体的倾斜角度；

或者，保持绳体的倾斜角度与高位边坡的倾斜角度一致，而本实施例中，第一机械手能够抱紧在绳体上，因此其依旧能够适应不同斜度的高位边坡；

本发明实施例中，通过预置定位塞能够对第一机械手进行限位，以便所述第一机械手能够在定位塞的限位下移动至无线传感器待安装的位置处上方，并且定位塞的位置可调，从而能够适应不同安装位置的需求，并且，定位塞为圆台状，被动齿轮的中部开设有与定位塞相对应的内槽，二者相互配合能够有效的实现对于第一机械手的限位，并且，通过第一机械手的移动动作，还能够使得被动齿轮卡紧在定位塞上，此时通过驱动主动齿轮的转动，能够使整个第一机械手绕绳体进行转动调节，从而实现对第一机械手移动过程中的偏转进行校正，使得第二机械手能够处于绳体的下方位置处，便于放置无线传感器。

附图说明

图1为一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置的整体结构示意图；

图2为一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置中第一机械手和第二机械手的结构示意图；

图3为一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置中定爬轮机构的结构示意图；

图4为一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置中扶正机构的结构示意图；

图5为一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置中导向机构的结构示意图；

图6为图5中A处的放大结构示意图；

图中：1、第一机械手；2、控制仓；3、第二机械手；4、绳体；5、定位塞；11、外壳；12、定爬轮机构；13、动爬轮机构；14、复位弹簧；15、导向机构；16、扶正机构；21、控制器；31、第一臂体；32、第二臂体；121、安装座；122、铰接臂；123、滑套；124、爬轮；161、被动齿轮；162、限位环；163、限位槽；164、内槽；165、主动齿轮；151、基座；152、调节臂；153、支撑臂；154、弹性垫；155、支撑垫；156、外筒；157、内筒；158、抱紧轮。

具体实施方式

请参阅图1-6，本发明提供了一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，包括：

第一机械手1，其可移动的套设于绳体4上，所述绳体4的两端均可拆卸的安装于立柱上，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，且使得两个立柱之间的绳体位于待安装的无线传感器位置处上方；

控制仓2，其内设置有供电模块和控制模块；

定位塞5，其为圆台状且设置于所述绳体4上，用于对第一机械手1进行限位，以便所述第一机械手1能够在定位塞5的限位下移动至无线传感器的待安装位置处上方；以及

第二机械手3，其安装于所述控制仓2的下方，且所述第二机械手3能够夹持无线传感器。

也就是说，本实施例中，利用两个立柱以及绳体4能够构建一移动轨道，使得第一机械手1能够沿绳体4进行移动，从而能够应对各种斜度以及各种路况的高位边坡，具体而言，由于第一机械手1无需与高位边坡相接触，因此，各种路况的高位边坡均无法对第一机械手1造成影响，再者，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，因此无论高位边坡的斜度如何，通过对于立柱的高度设置能够使得绳体倾斜角度在一定范围内，也即通过对于立柱高度的调节，能够改变绳体的倾斜角度；

或者，保持绳体的倾斜角度与高位边坡的倾斜角度一致，而本实施例中，第一机械手1能够抱紧在绳体上，因此其依旧能够适应不同斜度的高位边坡。

本实施例中，如图2，所述第一机械手1包括：

外壳11；

多个圆周阵列固定于外壳11内侧壁上的定爬轮机构12；以及

多个圆周阵列于外壳11内侧壁上且与定爬轮机构12对应设置的动爬轮机构13，所述动爬轮机构13能够沿外壳11的轴线方向移动；

且利用所述第一机械手1在绳体4上爬行时，所述控制模块能够控制定爬轮机构12和动爬轮机构13交替抱紧于绳体4上且交替沿绳体4上爬行。

也就是说，本实施例中，在利用第一机械手1在绳体4上爬行时，始终有爬轮抱紧在绳体4上，从而提高了整体移动的稳定性。

作为较佳的实施例，所述第一机械手1还包括对应连接于定爬轮机构12和动爬轮机构13之间的复位弹簧14。

作为较佳的实施例，如图5和图6，所述第一机械手1还包括对应连接于定爬轮机构12和动爬轮机构13之间的导向机构15；

所述导向机构15包括：

两个对称设置的基座151，其中一个基座固定于定爬轮机构12上，另一个基座固定于动爬轮机构13上；

调节臂152，其一端铰接于基座151，另一端铰接有支撑臂153；以及

对称固定于左侧的支撑臂上的内筒157，所述内筒157滑动设置于外筒156中，所述外筒156固定于右侧的支撑臂上；

所述调节臂152与支撑臂153之间连接有调节弹簧；

两个所述支撑臂之间还连接有弹性垫154；

所述基座上还设置有支撑所述调节臂的支撑垫155。

作为较佳的实施例，靠近绳体4一侧的内筒157上设置有至少一个抱紧轮158，靠近绳体4一侧的外筒156上设置有至少三个抱紧轮。

本实施例中，利用支撑垫以及调节弹簧能够使得抱紧轮贴附在绳体上，而内筒与外筒之间又可滑动相连，从而使其适应动爬轮机构以及定爬轮机构的移动动作。

本实施例中，如图3，所述定爬轮机构12和动爬轮机构13均包括：

安装座121；

铰接臂122，其一端铰接至所述安装座121上，另一端转动设置有爬轮124，且所述爬轮124具有动力；

滑杆，其固定于所述安装座121上，且所述滑杆上滑动设置滑套123；以及

伸缩杆，其铰接至所述滑套123以及铰接臂122之间；

且所述滑杆上套设有连接至滑套123与安装座121之间的缓冲弹簧。

通过缓冲弹簧能够驱动滑套123向左侧自适应移动，进而使铰接臂122带动爬轮自适应贴附在绳体上，而通过伸缩杆的伸缩控制，能够驱动爬轮抱紧在绳体上或脱离绳体，伸缩杆可以选择电动伸缩杆，在此不再赘述。

另外，所述定爬轮机构12上的安装座固定于外壳中，所述动爬轮机构13的安装座限位滑动设置于所述外壳中。

本实施例中，如图4，所述第一机械手1还包括扶正机构16，所述扶正机构16包括被动齿轮161，所述被动齿轮161的两侧均同轴固定有限位环162，所述限位环162限位转动设置于限位槽163中，所述限位槽163开设于外壳11中，所述被动齿轮161的中部开设有与定位塞5相对应的内槽，所述被动齿轮161还与主动齿轮165相啮合，所述主动齿轮165由设置于外壳11外侧的调节电机所驱动。

另外，所述被动齿轮161的转动轴线与定爬轮机构12的圆周阵列基准轴线相重合。

在具体实施时，通过设置定位塞5能够对第一机械手1进行限位，以便所述第一机械手1能够在定位塞5的限位下移动至无线传感器的待安装位置处上方，定位塞5的位置可调，从而能够适应不同安装位置的需求，并且，定位塞5为圆台状，被动齿轮161的中部开设有与定位塞5相对应的内槽，二者相互配合能够有效的实现对于第一机械手1的限位，并且，通过第一机械手1的移动动作，还能够使得被动齿轮161卡紧在定位塞5上，此时通过驱动主动齿轮165的转动，能够使整个第一机械手1绕绳体4进行转动调节，从而对第一机械手1移动过程中的偏转进行校正，使得第二机械手3能够处于绳体的下方位置处，便于放置无线传感器。

本实施例中，如图2，所述第二机械手3包括第一臂体31，所述第一臂体31能够绕其自身竖轴线转动设置于控制仓21的下方；所述第一臂体31的另一端转动设置有第二臂体32，所述第二臂体32的转动轴线与第一臂体31的转动轴线相垂直，且与定爬轮机构12的圆周阵列基准轴线相垂直，所述第二臂体32用于夹持无线传感器。

在具体实施时，利用两个立柱以及绳体4构建一移动轨道，使得第一机械手1能够沿绳体4进行移动，从而能够应对各种斜度以及各种路况的高位边坡，之后利用所述第一机械手1在绳体4上爬行时，利用控制模块能够控制定爬轮机构12和动爬轮机构13交替抱紧于绳体4上从而交替沿绳体4上爬行，并且，通过设置定位塞5能够对第一机械手1进行限位，以便所述第一机械手1能够在定位塞5的限位下移动至无线传感器的待安装位置处上方，最后调整第一机械手和第二机械手的位置并放置无线传感器即可。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：包括：

第一机械手（1），其可移动的套设于绳体（4）上，所述绳体（4）的两端分别可拆卸的安装于两个立柱上，两个立柱分别固定于高位边坡的上下两端，且使得两个立柱之间的绳体（4）位于待安装的无线传感器位置处上方；

控制仓（2），其内设置有供电模块和控制模块；

定位塞（5），其为圆台状且设置于所述绳体（4）上，用于对第一机械手（1）进行限位，以便所述第一机械手（1）能够在定位塞（5）的限位下移动至无线传感器的待安装位置处上方；以及

第二机械手（3），其安装于所述控制仓（2）的下方，且所述第二机械手（3）能够夹持无线传感器。

2.根据权利要求1所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述第一机械手（1）包括：

外壳（11）；

多个圆周阵列固定于外壳（11）内侧壁上的定爬轮机构（12）；以及

多个圆周阵列于外壳（11）内侧壁上且与定爬轮机构（12）对应设置的动爬轮机构（13），所述动爬轮机构（13）能够沿外壳（11）的轴线方向移动；

且利用所述第一机械手（1）在绳体（4）上爬行时，所述控制模块能够控制定爬轮机构（12）和动爬轮机构（13）交替抱紧于绳体（4）上且交替沿绳体（4）上爬行。

3.根据权利要求2所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述第一机械手（1）还包括对应连接于定爬轮机构（12）和动爬轮机构（13）之间的复位弹簧（14）。

4.根据权利要求2所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述第一机械手（1）还包括对应连接于定爬轮机构（12）和动爬轮机构（13）之间的导向机构（15）；

所述导向机构（15）包括：

两个对称设置的基座（151），其中一个基座固定于定爬轮机构（12）上，另一个基座固定于动爬轮机构（13）上；

调节臂（152），其一端铰接于基座（151），另一端铰接有支撑臂（153）；以及

对称固定于左侧的支撑臂上的内筒（157），所述内筒（157）滑动设置于外筒（156）中，所述外筒（156）固定于右侧的支撑臂上；

所述调节臂（152）与支撑臂（153）之间连接有调节弹簧；

两个所述支撑臂（153）之间还连接有弹性垫（154）；

所述基座上还设置有支撑所述调节臂的支撑垫（155）。

5.根据权利要求4所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：靠近绳体（4）一侧的内筒（157）上设置有至少一个抱紧轮（158），靠近绳体（4）一侧的外筒（156）上设置有至少三个抱紧轮。

6.根据权利要求2所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述定爬轮机构（12）和动爬轮机构（13）均包括：

安装座（121）；

铰接臂（122），其一端铰接至所述安装座（121）上，另一端转动设置有爬轮（124），且所述爬轮（124）具有动力；

滑杆，其固定于所述安装座（121）上，且所述滑杆上滑动设置滑套（123）；以及

伸缩杆，其铰接至所述滑套（123）以及铰接臂（122）之间；

且所述滑杆上套设有连接至滑套（123）与安装座（121）之间的缓冲弹簧。

7.根据权利要求6所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述定爬轮机构（12）上的安装座固定于外壳（11）中，所述动爬轮机构（13）的安装座限位滑动设置于所述外壳（11）中。

8.根据权利要求2所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述第一机械手（1）还包括扶正机构（16），所述扶正机构（16）包括被动齿轮（161），所述被动齿轮（161）的两侧均同轴固定有限位环（162），所述限位环（162）限位转动设置于限位槽（163）中，所述限位槽（163）开设于外壳（11）中，所述被动齿轮（161）的中部开设有与定位塞（5）相对应的内槽，所述被动齿轮（161）还与主动齿轮（165）相啮合，所述主动齿轮（165）由设置于外壳（11）外侧的调节电机所驱动。

9.根据权利要求8所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述被动齿轮（161）的转动轴线与定爬轮机构（12）的圆周阵列基准轴线相重合。

10.根据权利要求2所述的高位边坡无线传感器布设的爬坡机械手装置，其特征在于：所述第二机械手（3）包括第一臂体（31），所述第一臂体（31）能够绕其自身竖轴线转动设置于控制仓（21）的下方；所述第一臂体（31）的另一端转动设置有第二臂体（32），所述第二臂体（32）的转动轴线与第一臂体（31）的转动轴线相垂直，且与定爬轮机构（12）的圆周阵列基准轴线相垂直，所述第二臂体（32）用于夹持无线传感器。

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