CN204604320U - 一种新型自动爬杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型自动爬杆装置。基座上安装有两根导杆，导杆的底部各安装有下滑套，两个下滑套上分别安装有左下机械手和右下机械手，左下机械手和右下机械手之间连接有下拉簧，导杆的上部各安装有两个上滑套，两个上滑套上分别安装有左上机械手和右下机械手，左上机械手和右上机械手之间安装有上拉簧，在左上机械手和右上机械手之间设置有隔板，隔板同时与两个上滑套相连，移动凸轮通过螺栓固定安装在隔板上，连杆与移动凸轮相连，曲柄的一端与连杆相连，另一端与电机主轴相连。此爬杆装置以模仿人的动作攀爬柱状杆体，适用于路灯杆等杆状城市设施的清洗、维护设备，能够完成本应由人工来完成的攀爬工作任务。

Description

一种新型自动爬杆装置

技术领域

本实用新型涉及一种攀爬装置领域，特别是一种新型自动爬杆装置。

背景技术

面对着诸如电线杆、路灯杆、大桥斜拉钢索等高空作业时，工人的工作环境很恶劣，具有很大程度的危险性，工作效率也很低，耗资巨大。随着机器人技术的出现和发展以及人们自我安全保护意识的增强，迫切希望能用机器人代替人工进行这些高空危险作业，从而把人从危险、恶劣、繁重的劳动环境中解脱出来，开发能在施工现场实际运用的立柱爬杆装置将是很有意义的。因此，一种新型爬杆装置的研究应运而生，它是以模仿人的动作攀爬柱状杆体，能够完成本应由人工来完成的攀爬工作任务，彻底把人从危险的工作环境中解脱出来。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自动爬杆装置，此爬杆装置以模仿人的动作攀爬柱状杆体，适用于路灯杆等杆状城市设施的清洗、维护设备，也可以解决当前城镇中存在的影响市容的公共设施的清洗、维护问题，能够完成本应由人工来完成的攀爬工作任务，彻底把人从危险的工作环境中解脱出来。

为了实现上述技术特征，本实用新型提出以下技术方案：一种新型自动爬杆装置，它包括基座，基座上安装有两根导杆，导杆的底部各安装有下滑套，两个下滑套上分别安装有左下机械手和右下机械手，左下机械手和右下机械手上分别安装有下立杆，在两下立杆之间连接有下拉簧，导杆的上部各安装有两个上滑套，两个上滑套上分别安装有左上机械手和右下机械手，左上机械手和右上机械手上分别安装有上立杆，在两个上立杆之间安装有上拉簧，在左上机械手和右上机械手之间设置有隔板，隔板同时与两个上滑套相连，移动凸轮通过螺栓固定安装在隔板上，连杆与移动凸轮相连，曲柄的一端与连杆相连，另一端与电机主轴相连，电机主轴还并联安装有盘形凸轮，电机主轴安装在底座上，底座与基座相连。

所述左下机械手和右下机械手上分别安装有下推杆，两个下推杆分别与盘形凸轮相配合。

所述左上机械手和右上机械手上分别安装有上推杆，两个上推杆分别与移动凸轮相配合。

所述移动凸轮上设置有倾斜面，倾斜面与推杆相配合，凸轮底座上加工螺纹孔与螺栓相配合。

所述盘形凸轮上设置有中心孔与电机主轴相配合，盘体上加工有凸轮轮廓与下推杆相配合。

所述左下机械手上设置有弧形臂，在弧形臂的一端设置有轴孔，机械手的另一端设置有立杆孔和推杆孔，立杆孔与下立杆相配合，推杆孔与下推杆相配合。

本实用新型有如下有益效果：

本实用新型提供的一种新型自动爬杆装置，采用曲柄滑块结构、盘形凸轮机构和直线凸轮机构，并用电机作为驱动装置，模仿人的动作攀爬柱状杆体，实现爬杆动作，而且在都选用材质较为轻的铝材作为结构材料，减轻了机器人的自身重量，使其更大效率的利用电动机的功率，提高了机器人的爬行效率。在设计中，研究方案很好的保证了机器人整体的动作协调。可以用于路灯杆等杆状城市设施的清洗、维护作业，填补了城市杆状公共设施清洗、维护设备的空白。依靠弹簧预紧力夹紧在路灯杆上，以凸轮机构、曲柄连杆机构等机械结构实现了机器人各机构之间的多动作协调联动攀爬。造价很低，相对于人力，提高了效率，节约了经济成本和人力成本。具有广阔的市场价值。爬杆装置上还可以搭载一些其他的工作机构，根据使用者面对的环境及其需要达到的目的。该爬杆机器人可以实现多种功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的整体装配结构的主视图。

图2为本实用新型的整体装配结构的左视图。

图3为本实用新型的整体装配结构的俯视图。

图4为本实用新型的移动凸轮的立体结构示意图。

图5为本实用新型的盘形凸轮的结构图。

图6为本实用新型的机械手的结构图。

图7为本实用新型的机构运动简图。

图8为本实用新型的爬梯一个周期的过程示意图。

图中：基座1、下滑套2、导杆3、下立杆4、下拉簧5、上滑套6、上立杆7、上拉簧8、移动凸轮9、螺栓10、上推杆11、隔板12、连杆13、盘形凸轮14、曲柄15、下推杆16、右下机械手17、左下机械手18、电机主轴19、底座20、右上机械手170、左上机械手180、倾斜面901、凸轮底座902、螺纹孔903、中心孔141、凸轮轮廓142、弧形臂181、轴孔182、立杆孔183、推杆孔184。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-3所示，一种新型自动爬杆装置，其具体安装以及连接方式为：它包括基座1，基座1上安装有两根导杆3，导杆3的底部各安装有下滑套2，两个下滑套2上分别安装有左下机械手18和右下机械手17，左下机械手17和右下机械手18上分别安装有下立杆4，在两下立杆4之间连接有下拉簧5，导杆3的上部各安装有两个上滑套6，两个上滑套6上分别安装有左上机械手180和右下机械手170，左上机械手180和右上机械手170上分别安装有上立杆7，在两个上立杆7之间安装有上拉簧8，在左上机械手180和右上机械手170之间设置有隔板12，隔板12同时与两个上滑套6相连，移动凸轮9通过螺栓10固定安装在隔板12上，连杆13与移动凸轮9相连，曲柄15的一端与连杆13相连，另一端与电机主轴19相连，电机主轴19还并联安装有盘形凸轮14，电机主轴19安装在底座20上，底座20与基座1相连。

优选的，所述左下机械手18和右下机械手17上分别安装有下推杆16，两个下推杆16分别与盘形凸轮14相配合。

优选的，所述左上机械手180和右上机械手170上分别安装有上推杆11，两个上推杆11分别与移动凸轮9相配合。

优选的方案中，爬杆装置的爬行部分主体结构为2根长约为340mm的铝合金管作为机架和机器人上部滑动的导杆3，导杆3同时作为左下机械手18和右下机械手17、左上机械手180和右上机械手170旋转的主轴；左下机械手18和右下机械手17以导杆3为转动轴和固定支架，两对机械手以剪刀方式交叉安装；左上机械手180和右上机械手170以导杆3为转动轴和固定支架，两对机械手以剪刀方式交叉安装；在上、下两对机械手之间分别设置有预紧拉力的上拉簧8和下拉簧5在预紧拉力作用是使机械手产生足够的摩擦力抱紧所需要进行攀爬的立柱。

优选的方案中，爬杆装置的导杆3的下部还设置有电机，电机主轴19上安装有并联盘形凸轮14和曲柄15，曲柄15通过连杆13与移动凸轮9相连构成曲柄连杆机构，左上机械手180和右上机械手170套装在上滑套6上，两个上机械手和移动凸轮9组成移动凸轮摆杆机构，曲柄连杆机构带动机构上部的移动凸轮摆杆机构运动，实现机构的上升和相对运动。

优选的方案中，爬杆装置包括两组凸轮联动机构，其中：一套由左上机械手180和右上机械手170和移动凸轮9构成，一套由左下机械手17和右下机械手18和并联盘形凸轮14构成，它们分别装在导杆3的上、下部；通过曲柄15和连杆13将并联盘形凸轮14和移动凸轮9连接起来，使整个机构形成一个整体，上部的摆杆机构在曲柄连杆机构的作用下可以沿导杆3上下移动，在电机的驱动下，上、下机械手摆动并带动机械手实现依次夹紧和放松的联动。

优选的方案中，通过电机的回转，驱动曲柄15及和曲柄15固接在一起的并联盘形凸轮14转动，推动左下机械手17和右下机械手18摆动，实现下机械手的抓紧和松开；与此同时带动与连杆13固接在一起的移动凸轮9上下移动，推动左上机械手180和右上机械手170摆动，实现上机械手的抓紧和松开；最终准确实现机械手的要求的协调动作和机构整体的蠕行式爬行。

如图4，所述移动凸轮9上设置有倾斜面901，倾斜面901与推杆11相配合，凸轮底座902上加工螺纹孔903与螺栓10相配合。倾斜面901的设计是为了使左上机械手180和右上机械手170实现松开和夹紧的，从而保证其能够正常的在立柱上实现攀爬运动。

如图5，所述盘形凸轮14上设置有中心孔141与电机主轴19相配合，盘体上加工有凸轮轮廓142与下推杆16相配合，凸轮轮廓142的设计是为了实现左下机械手18和右下机械手17的松开和夹紧。

如图6，所述左下机械手18上设置有弧形臂181，在弧形臂181的一端设置有轴孔182，机械手18的另一端设置有立杆孔183和推杆孔184，立杆孔183与下立杆4相配合，推杆孔184与下推杆16相配合，所有的机械手都是采用上述的结构设计，两组机械手呈剪刀形式交叉布置安装，通过配合上拉簧8和下拉簧5的预紧力作用抱紧立柱。

如图7，为本实用新型的机构运动简图，为了说明本实用新型的工作过程和工作原理，盘形凸轮14的回转和移动凸轮6的上下运动可以分别实现上、下机械手的开合运动。盘形凸轮14和曲柄15连接在一起，曲柄15的转动可以控制两个凸轮的运动，实现上、下机械收的不同步开合，从而实现爬杆装置的蠕动。由于在上、下机械手之间连接有拉簧，会始终保证爬杆装置在没有外力的作用下一直夹紧在杆上。

如图7，为本实用新型的一个爬杆周期的运行过程图，处于A状态时，上机械手处于松开状态，下机械手处于夹紧状态，曲柄连杆结构处于伸长状态；当曲柄继续运动处于B状态时，上机械手处于夹紧状态，下机械手处于松开状态，同时下机械手部分向上运动；当曲柄继续运动处于C状态时，上机械手处于夹紧状态，下机械手部分向上运动到顶端，同时处于夹紧状态；当曲柄继续运动处于D状态时，下机械手处于夹紧状态，曲柄连杆机构推动上机械手向上运动，上机械手处于松开状态；当曲柄继续运动处于E状态时，上机械手处于顶端位置，曲柄连杆机构处于伸长状态，下机械手处于夹紧状态，上机械手处于松开状态，至此一个运动周期结束，当曲柄再次运动时，将进入到下一个运行周期，实行爬杆作业。

本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。

Claims (6)

1.一种新型自动爬杆装置，其特征在于：它包括基座（1），基座（1）上安装有两根导杆（3），导杆（3）的底部各安装有下滑套（2），两个下滑套（2）上分别安装有左下机械手（18）和右下机械手（17），左下机械手（17）和右下机械手（18）上分别安装有下立杆（4），在两下立杆（4）之间连接有下拉簧（5），导杆（3）的上部各安装有两个上滑套（6），两个上滑套（6）上分别安装有左上机械手（180）和右下机械手（170），左上机械手（180）和右上机械手（170）上分别安装有上立杆（7），在两个上立杆（7）之间安装有上拉簧（8），在左上机械手（180）和右上机械手（170）之间设置有隔板（12），隔板（12）同时与两个上滑套（6）相连，移动凸轮（9）通过螺栓（10）固定安装在隔板（12）上，连杆（13）与移动凸轮（9）相连，曲柄（15）的一端与连杆（13）相连，另一端与电机主轴（19）相连，电机主轴（19）还并联安装有盘形凸轮（14），电机主轴（19）安装在底座（20）上，底座（20）与基座（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型自动爬杆装置，其特征在于：所述左下机械手（18）和右下机械手（17）上分别安装有下推杆（16），两个下推杆（16）分别与盘形凸轮（14）相配合。

3.根据权利要求1所述的一种新型自动爬杆装置，其特征在于：所述左上机械手（180）和右上机械手（170）上分别安装有上推杆（11），两个上推杆（11）分别与移动凸轮（9）相配合。

4.根据权利要求1所述的一种新型自动爬杆装置，其特征在于：所述移动凸轮（9）上设置有倾斜面（901），倾斜面（901）与推杆（11）相配合，凸轮底座（902）上加工螺纹孔（903）与螺栓（10）相配合。

5.根据权利要求1所述的一种新型自动爬杆装置，其特征在于：所述盘形凸轮（14）上设置有中心孔（141）与电机主轴（19）相配合，盘体上加工有凸轮轮廓（142）与下推杆（16）相配合。

6.根据权利要求1或2所述的一种新型自动爬杆装置，其特征在于：所述左下机械手（18）上设置有弧形臂（181），在弧形臂（181）的一端设置有轴孔（182），机械手（18）的另一端设置有立杆孔（183）和推杆孔（184），立杆孔（183）与下立杆（4）相配合，推杆孔（184）与下推杆（16）相配合。