CN204840828U - 气动爬杆机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可在路灯杆上自由攀爬、停留、转向及定位功能的机器人。机器人整体由气动机构、转向机构、曲柄滑块机构组成，其上部主要为转向机构，下部主要为气动机构，中间部分为曲柄滑块机构，转向机构和气动机构通过曲柄滑块机构相连。采用链轮-链条机构，以实现机器人在路灯杆上回转。机器人除实现主体功能外，还具有体积小、重量轻、便于携带等特点。
Description
技术领域
本实用本实用新型涉及一种新型气动爬杆机器人，属于机械电子工程领域。
背景技术
路灯的清洁与保养是确保路灯良好照明，提高照明效率的主要手段。目前，路灯的清洁工作主要是通过大型升降设备将工作人员送到高空，由人工作业完成。该作业模式特点为：属于高空作业，具有较高的危险性；工作量大，设备成本高，作业效率低；作业时占用道路空间大，影响交通的通畅性；设备由机车牵引，雪天路面打滑情况下的清洁工作危险性高。本实用新型基于路灯清洁工作的需求，设计了一种体积小、重量轻、便于携带，可自动爬杆的机器人。进而为路灯清洁工作提供基础条件。
发明内容
本实用新型克服现有爬杆机器人的不足，提供一种气动爬杆机器人方案。
机器人主要模仿人爬树的动作设计而成，其关键动作是以两只气爪代替人的手脚轮流抓紧杆体，以曲柄连杆机构代替人的躯干产生伸缩动作。以气爪、曲柄滑块机构实现各机构之间的协调动作。
机器人采用气动和电动结合的驱动方式，主要以高压空气进行驱动。机器人由气动机构、转向机构、曲柄滑块机构组成。机器人上部主要为转向机构，下部主要为气动机构，中间部分为曲柄滑块机构，转向机构和气动机构通过曲柄滑块机构相连。气动机构由微型气泵（6）、电磁单向阀（3、5）、二位二通电磁换向阀（4、8）、气爪（2、20）组成，转向机构由下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、链条（13）、链轮电机轴（14）、链轮（15）、上部盘型零件（16）、链轮电机（17）、链轮电机连接件（18）、链轮-链条机构连接件（19）组成，曲柄滑块机构由曲柄电机（7）、主动轴（9）、从动轴（10）、气爪（2、20）组成。可以在路灯杆上进行攀爬、停留及旋转；机器人配以不同形状、大小的气爪，以适应路灯杆形状及粗细的变化。
本实用新型的有益效果是：
采用气爪替代了同类机构中的舵机，提高了攀爬的可靠性，并可适应路灯杆直径的变化。通过链轮-链条机构，以实现机器人在路灯杆上回转及定位。机器人整体可在路灯杆上自由攀爬及停留。整机可采用无线遥控操作。
附图说明
图1是本实用新型的轴测图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的俯视图。
图4为本实用新型的链轮-链条机构连接件(19)的主视图。
图5为本实用新型的链轮-链条机构连接件(19)的俯视图。
图6为本实用新型的中间盘型零件(12)的主视图。
图7为本实用新型的中间盘型零件(12)的左剖视图。
图8为本实用新型的上部盘型零件(16)的俯视图。
图9为本实用新型的上部盘型零件(16)的左剖视图。
图10为本实用新型的下部盘型零件(11)的俯视图。
图11为本实用新型的下部盘型零件(11)的左剖视图。
图中：1.电线杆，2.下部气爪，3.下部气爪电磁单向阀，4.下部气爪二位二通电磁阀，5.上部气爪电磁单向阀，6.微型气泵，7.曲柄电机，8.上部气爪二位二通电磁阀，9.主动轴，10.从动轴，11.下部盘型零件，12.中间盘型零件，13.链条，14.链轮电机轴，15.链轮，16.上部盘型零件，17.链轮电机，18.链轮电机连接件，19.链轮-链条机构连接件，20.上部气爪。
具体实施方案
机器人由气动机构、转向机构、曲柄滑块机构组成。机器人上部主要为转向机构，下部主要为气动机构，中间部分为曲柄滑块机构，转向机构和气动机构通过曲柄滑块机构相连。气动由微型气泵（6）、电磁单向阀（3、5）、二位二通电磁换向阀（4、8）、气爪（2、20）组成，转向机构由下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、链条（13）、链轮电机轴（14）、链轮（15）、上部盘型零件（16）、链轮电机（17）、链轮电机连接件（18）、链轮-链条机构连接件（19）组成，曲柄滑块机构由链轮电机（17）、主动轴（9）、从动轴（10）、气爪（2、20）组成（如图1、2、3）。
下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、上部盘型零件（16）通过螺钉联接；下部盘型零件和上部盘型零件开槽（如图8、9、10、11），链轮电机轴（14）和链轮（15）为过盈配合，链轮电机轴（14）和链轮电机（17）连接，通过链轮电机（17）的驱动，链轮电机轴（14）和链轮（15）可在下部盘型零件（11）和上部盘型零件（16）的槽中移动；链条（13）通过过盈配合和中间盘型零件（12）联接；当链轮电机（17）转动时，就可以带动下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、上部盘型零件（16）转动，从而带动机器人围绕电线杆转动。机器人围绕电线杆转动过程中，为了保证下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、上部盘型零件（16）圆心围绕电线杆转动，链轮-链条机构连接件（19）的圆柱在上部盘型零件（16）的槽中运动（如图4、5）。
上部气爪（20）安装在链轮-链条机构连接件（19）的下部，链轮电机连接件（18）安装在链轮-链条机构连接件（19）的上部，链轮电机（17）安装在链轮电机连接件（18）上；当围绕电线杆转动过程中，链轮-链条机构连接件（19）承受气动机构、曲柄滑块机构的重量（如图1、2、3）。
为了节省空间，下部气爪（2）、微型气泵（6）安装在气动机构底板的下部，下部气爪电磁单向阀（3）、下部气爪二位二通电磁阀（4）、上部气爪电磁单向阀（5）、上部气爪二位二通电磁阀（8）、曲柄电机（7）安装在气动机构底板的上部，并且前后对称布置（如图1、2、3）。
曲柄电机（7）回转驱动主动轴（9）转动，主动轴（9）带动从动轴（10）摆动。上部气爪（20）由上部气爪二位二通电磁阀（8）控制上部气爪（20）的抓紧和松开，由单片机控制上部气爪二位二通电磁阀（8）；下部气爪（2）由上部气爪二位二通电磁阀（8）控制下部气爪（2）的抓紧和松开，由单片机控制上部气爪二位二通电磁阀（8）。
盘形零件两端各装有一个限位开关，链轮电机（17）到达上部盘型零件（16）边缘时，限位开关触动，链轮电机（17）停止转动。原地回转完成。
以上所述为本实用新型的一个实例，我们还可对其机械结构进行一些变换，以应用于其它需要爬杆作业的场所。只要其机器人的机械结构设计思想同本实用新型所叙述的一致，均应视为本实用新型所包括的范围。
Claims (1)
1.机器人由气动机构、转向机构、曲柄滑块机构组成，机器人上部主要为转向机构，下部主要为气动机构，中间部分为曲柄滑块机构，转向机构和气动机构通过曲柄滑块机构相连；其特征是，气动机构由微型气泵（6）、电磁单向阀（3、5）、二位二通电磁换向阀（4、8）、气爪（2、20）组成，转向机构由下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、链条（13）、链轮电机轴（14）、链轮（15）、上部盘型零件（16）、链轮电机（17）、链轮电机连接件（18）、链轮-链条机构连接件（19）组成，曲柄滑块机构由曲柄电机（7）、主动轴（9）、从动轴（10）、气爪（2、20）组成；下部盘型零件（11）、中间盘型零件（12）、上部盘型零件（16）通过螺钉联接；下部盘型零件和三号盘型零件开槽，链轮电机轴（14）和链轮（15）为过盈配合，链轮电机轴（14）和链轮电机（17）连接，通过链轮电机（17）的驱动，链轮电机轴（14）和链轮（15）可在下部盘型零件（11）和上部盘型零件（16）的槽中移动；围绕电线杆转动过程中，为了保证下部盘型零件（11）、中间盘形零件（12）、上部盘形零件（16）圆心围绕电线杆转动，链轮-链条机构连接件（19）的圆柱在上部盘型零件（16）的槽中运动；链条（13）通过过盈配合和中间盘形零件（12）联接。
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