CN204472948U - 一种丝杆移动型爬杆机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种丝杆移动型爬杆机器人，分为上、中、下三个部分，上下部分都由轴承盖、轴承、固定架将平行的丝杆、光杆与左右两个I形支撑架固定在同一平面内。且两杆的两端分别由轴承盖、轴承与固定架连接，并由固定架固定在两端的I形支撑架上。两杆上配合有两组机械手臂台及机械手臂，机械手臂台相互平行并两个机械手臂台中间携带有控制装置。中间部分为检测部分，由内齿轮与外齿轮圈的相互啮合，放置在控制箱的正上方。通过丝杆的转动与平行的光杆导向作用使机械手臂台在I形支撑架上上下移动，在移动时候机械手交替张开与抱紧杆壁，最后以相对运动使机器人整体上升，并有中间检测装置对杆体进行测量检测。其结构简单，使用可靠性强。

Description

一种丝杆移动型爬杆机器人

技术领域

本实用新型涉及一种爬杆机器人，特别涉及一种丝杆移动型爬杆机器人。适用于各种不同技术领域的高空作业，如高空水管、天然气管道检漏、高空灯管的维修等工作，能给检测的工作人员带来很大便利，使高空作业减小危险性。

技术背景

随着我国经济建设不断发展，科学技术水平日益提升，人们的物质需求逐步提高，我们身边出现了越来越多的杆件机构，高空作业成为现今社会越来越普遍的工作任务。各种杆体或管体结构在人们生活中的应用越来越广泛，如水管、天然气管道、电线杆、路灯杆等。当前各种相关的企业机构需要一款能够在杆体上爬行的机器人，从而代替人工爬杆的高空作业，一方面，使工作的效率得到了大大的提高；另一方面，也使人们从危险、恶劣的工作环境中解脱出来。现在社会上已有的一些爬杆设备大多数是通过气动或液压传动来提供动力的，但两者都需要传动的管道来传动动力，受到工作条件和能源输送的极大限制。同时随着机器人技术的出现和发展，以及人们自我安全意识的增强，研究、设计一款能在各种杆件上实现上杆、抱杆固定、下杆运动且能够对杆壁进行检测的爬杆机器人是十分迫切的。

近年来，国内外学者对爬杆机器人进行了深入的研究。如国内专利《一种气动爬杆机器人》（ZL200620088771.1）公开了一种气体驱动的爬杆机器人，该发明在水平与垂直的气缸带动下，完成循环上升的过程，虽然该机器人结构简单，但气缸容易出现输出力不足，动态不平稳的现象，而且活塞与润滑的问题会导致内外泄露，不利于爬杆机器人的正常工作；发明专利《整体式爬杆机器人》（ZL201220172033.0）公开的一种通过齿轮齿条传动的爬杆机器人，由于齿轮齿条的精度较高，且磨损大，无法保证高效运行，不适用于长期工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有的爬杆机器人结构复杂，实现较难的问题，设计一种结构简单、操作方便、能够检测杆体情况的丝杆移动型爬杆机器人。

本实用新型的技术方案：

一种丝杆移动型爬杆机器人，其特征在于，包括至少一个爬行单元、以及设置在爬行单元上的检测单元；所述爬行单元包括两个对称设置的I形支撑架，分别为第一I形支撑架和第二I形支撑架，I形支撑架上下端均设有固定架；丝杆的上下两端通过轴承盖、轴承和固定架连接后固定在第一I形支撑架上；光杆的上下两端通过轴承盖、轴承和固定架连接后固定在第二I形支撑架上；丝杆通过电机驱动，所述丝杆和光杆上套有至少一个夹紧单元，所述夹紧单元包括套在丝杆和光杆上的机械手臂台，所述机械手臂台上对称设有两个机械臂；两个机械臂一端固定有相互啮合的不完全齿轮，另一端固定有机械手，其中一个不完全齿轮通过设有驱动电机的控制器控制转动；所述检测单元包括两端固定在第一I形支撑架和第二I形支撑架上的固定台，所述固定台上设有内齿轮以及与内齿轮啮合的外齿轮圈，所述内齿轮通过设有齿轮电机的控制箱控制其转动。

在上述的一种丝杆移动型爬杆机器人，所述爬行单元为两个，上下设置，且上部爬行单元的I形支撑架底部通过双头螺柱与下部爬行单元的I形支撑架的顶端固定，外齿轮圈上设有弧形槽，双头螺柱穿过弧形槽后将上下两个爬行单元固定。

在上述的一种丝杆移动型爬杆机器人，所述每个爬行单元中的夹紧单元为两个，上下设置并同时穿过丝杆和光杆。

上述的机械手臂由机械手与带有不完全齿轮的机械臂组成，机械臂之间通过不完全齿轮进行啮合。

本实用新型具有如下优点：能够将人从危险的高空作业中解脱出来，并且对杆壁能够起到检测与维修作用，机器人结构较简单，操作起来方便，安装与拆卸更便捷。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的后视图。

图3是本实用新型的机械手臂台图。

图4是本实用新型的内外齿轮检测装置。

图5是本实用新型的固定台的轴测图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，轴承盖1、光杆2、I形支撑架3、机械手臂台4、电机5、固定台6、控制箱7、固定架8、丝杆9、双头螺柱10、杆或管体11、机械臂12、机械手13、控制器14、内齿轮15、外齿轮圈16、轴承17。

如图2，该丝杆移动型爬杆机器人由光杆（2）、“I”形支撑架（3）、机械手臂台（4）、控制箱（7）和丝杆（9）组成。

如图2，丝杆与光杆上下两端都由轴承盖、轴承和固定架连接，并固定在“I”型支撑架上，支撑架并排在机器人的两端，且上下支撑架由双头螺柱连接。初始状态，爬杆机器人上的机械手臂台都在杆件的最下端。上下两部分之间通过两个电机分别带动丝杆进行旋转，且由丝杆与光杆之间的控制箱控制。

如图3，机械手臂通过不完全齿轮啮合在机械手臂台上，且台上携带有控制器。如图4，内齿轮与带有圆弧形槽道的外齿轮相互啮合。

本实用新型的工作过程如下：当机器人放置在杆上的时候，首先下部分机械手臂抱紧杆壁，通过控制器控制机械臂上不完全齿轮的转动，从而啮合的另一个机械臂也转动，实现上部分机械手臂的张开。这时通过电机带动丝杆旋转，由于丝杆旁的另外一个杆件是光杆，起到导向的作用，这样机械手臂就会随丝杆的旋转向上平动。当到达最高点处，由相应传感器识别，停止电机旋转。然后控制器控制机械手壁上不完全齿轮反向旋转，则机械手臂由张开状态转为抱紧杆壁。然后下部分机械手臂通过同样的方式张开，并向上移动。当上下两个部分在交替下都已经移动到机器人支撑架的最高点后，两部分机械手都对杆壁进行抱紧。然后通过控制箱控制丝杆的电机反向旋转，使后架向上移动，直至后架上升达到起初的位置，这样就形成了一个向上爬行的运动周期。在与上述反向控制下也可以进行向下爬行。通过这样来实现机器人在杆上的爬行工作。

机器人停在某一处时，通过中间的内外齿轮来实现检测工作。由内齿轮进行旋转，带动外齿轮旋转，在杆件外圈上进行扫动，外齿轮下方的传感器对杆壁外圈进行检测，是否有损坏的情况，然后通过控制箱回馈到人们电脑里。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了轴承盖1、光杆2、I形支撑架3、机械手臂台4、电机5、固定台6、控制箱7、固定架8、丝杆9、双头螺柱10、杆或管体11、机械臂12、机械手13、控制器14、内齿轮15、外齿轮圈16、轴承17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (3)

1.一种丝杆移动型爬杆机器人，其特征在于，包括至少一个爬行单元、以及设置在爬行单元上的检测单元；所述爬行单元包括两个对称设置的I形支撑架（3），分别为第一I形支撑架和第二I形支撑架，I形支撑架（3）上下端均设有固定架（8）；丝杆（9）的上下两端通过轴承盖（1）、轴承（17）和固定架（8）连接后固定在第一I形支撑架上；光杆（2）的上下两端通过轴承盖（1）、轴承（17）和固定架（8）连接后固定在第二I形支撑架上；丝杆通过电机（5）驱动，所述丝杆（9）和光杆（2）上套有至少一个夹紧单元，所述夹紧单元包括套在丝杆（9）和光杆（2）上的机械手臂台（4），所述机械手臂台（4）上对称设有两个机械臂（12）；两个机械臂（12）一端固定有相互啮合的不完全齿轮，另一端固定有机械手（13），其中一个不完全齿轮通过设有驱动电机的控制器（14）控制转动；所述检测单元包括两端固定在第一I形支撑架和第二I形支撑架上的固定台（6），所述固定台（6）上设有内齿轮（15）以及与内齿轮（15）啮合的外齿轮圈（16），所述内齿轮（15）通过设有齿轮电机的控制箱（7）控制其转动。

2.根据权利要求1所述的一种丝杆移动型爬杆机器人，其特征在于，所述爬行单元为两个，上下设置，且上部爬行单元的I形支撑架底部通过双头螺柱与下部爬行单元的I形支撑架的顶端固定，外齿轮圈上设有弧形槽，双头螺柱穿过弧形槽后将上下两个爬行单元固定。

3.根据权利要求1所述的一种丝杆移动型爬杆机器人，其特征在于，所述每个爬行单元中的夹紧单元为两个，上下设置并同时穿过丝杆（9）和光杆（2）。