CN208021577U - 一种携带摄像头的爬杆机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种携带摄像头的爬杆机器人，包括支撑机构、行走机构、爬杆机构、锁紧机构、控制机构、摄像头、电源，支撑机构包括带有U型导槽的底板，行走机构设置在底板的底部，行走轮驱动电机驱动行走轮，爬杆机构设置在底板的顶部，包括设置在U型导槽两侧的两对爬杆驱动机构，每对爬杆驱动机构包括一个爬杆气缸、按一定角度设置的两个爬杆轮、连接架、两个爬杆轮驱动电机，爬杆气缸的杆通过连接架与爬杆轮固定在一起，锁紧机构设置在底板的底部，锁紧气缸固定在支架上，杆与锁紧板固定连接，控制机构包括传感器、控制器、电磁阀、继电器，控制器控制电磁阀来驱动气缸伸缩，控制继电器给电机供电，摄像头进行实时监控并传输高清图像。

Description

一种携带摄像头的爬杆机器人

技术领域

本实用新型涉及一种携带摄像头的爬杆机器人。

背景技术

随着科技水平的日益进步，社会经济建设的不断发展，城市、乡镇生活中出现较多与商业或市政工程有关的高杆设施，这些设施的建设和定期维护需要工作人员进行大量的高空作业，且很多时候由于特殊的环境情况要完成高空作业需搭建专业的大型设备来配合人工操作，在维护和整修的过程中甚至需要封路，给城市生活带来不便。近年来，爬杆机器人的出现，一方面使人们从危险恶劣的工作环境中解脱出来，另一方面兼顾工作效率的提高，成本的缩减。目前研制出来的爬杆机器人主要是针对特殊的应用场合而设计，有针对变杆直径实用新型的自锁式爬杆机器人，用于建筑表面检测的分体式爬杆机器人，能够攀爬杆塔的完成输电线路巡检任务的巡线机器人，可以携带稳定装置的爬杆机器人。在爬杆机器人可代替人完成杆体的检测、清洗或喷涂等简单工作的今天，专门针对高空作业进行视察和监控的爬杆机器人还没有得到适当的开发，一种携带摄像头的能稳定爬杆的机器人在爬杆稳定的基础上进行实时高清图像传输，方便工作人员远程操作，有较大的市场需求。传统的摄像头往往是固定安装于某处，安装费时费力，不能够灵活移动。而传统的爬杆机器人又由于爬杆不稳定或是适应能力差，而不被应用于监控任务。

实用新型内容

为了克服现有爬杆机器人的上述缺点，本实用新型实施例提供了一种携带摄像头的爬杆机器人，可以在攀爬的过程中完成高空项目工地现场的实时监看、高清图像的传输，配合远程操作系统，操作人员可根据发回的图像实时下达正确的指令，并且可根据需求停到杆体的任意高度，进行较长时间的监控，发挥了爬杆机器人对杆体操作和现场监控的双重作用。所述技术方案如下：

一种携带摄像头的爬杆机器人，包括支撑机构、行走机构、爬杆机构、锁紧机构、控制机构、摄像头、电源，支撑机构包括带有U型导槽的底板，行走机构设置在底板的底部，包括行走轮、行走轮支架、行走轮驱动电机，行走轮驱动电机驱动行走轮带动爬杆机器人在地面上行走，爬杆机构设置在底板的顶部，包括设置在U型导槽两侧的两对爬杆驱动机构，每对爬杆驱动机构包括一个爬杆气缸、按一定角度设置的两个爬杆轮、连接架、两个爬杆轮驱动电机，爬杆气缸的活塞杆通过连接架与爬杆轮固定在一起，锁紧机构设置在底板的底部，位于U型导槽两侧，包括锁紧气缸支架、锁紧气缸、锁紧板，锁紧气缸安装在锁紧气缸支架上，锁紧气缸的杆与锁紧板固定连接，控制机构包括传感器、控制器、电磁阀、继电器，控制器根据传感器的信号控制电磁阀，分别驱动爬杆气缸和锁紧气缸进行伸缩，从而使爬杆轮紧贴杆子和锁紧板夹紧杆子，控制器根据传感器的信号控制继电器，分别给行走轮驱动电机、爬杆轮驱动电机供电，摄像头通过摄像头杆固定在底板上进行实时监控并给用户传输高清图像。

具体地，所述行走机构包括三个行走轮，分别设置在U型导槽的底部和端部上。

具体地，设置在U型导槽底部上的行走轮与四个爬杆轮一起构成上下夹紧杆结构。

具体地，所述行走轮至少一个是编码器计米轮。

具体地，所述两个爬杆轮之间的夹角为105度。

具体地，所述行走轮驱动电机和爬杆轮驱动电机是直流减速电机。

具体地，所述传感器是限位开关。

具体地，所述锁紧板上设有防滑胶板。

相比现有技术，本实用新型实施例提供的爬杆机器人弥补了上述缺陷，首先，它便于携带，适用于短周期的监控工作，大大节省了人力物力。其次，它能够稳定的爬杆，而且适应能力强，只要有杆的地方就可以完成监控任务，并且爬到杆的一定高度可以利用机械卡位牢牢夹紧杆，电池只需给摄像头供电，这样机器人能够连续监控很长时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述的携带摄像头的爬杆机器人的正视图。

图2是本实用新型所述的携带摄像头的爬杆机器人的侧视图。

图3是本实用新型所述的携带摄像头的爬杆机器人的顶视图。

图4是本实用新型所述的携带摄像头的爬杆机器人的底视图。

图5是本实用新型所述的爬杆机器人的爬杆机构的正视图。

图6是本实用新型所述的爬杆机器人的爬杆机构的顶视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1-6所示，本实用新型所述的携带摄像头的爬杆机器人，包括支撑机构、行走机构、爬杆机构、锁紧机构、控制机构、摄像头19、电源，支撑机构包括带有U型导槽的底板1，行走机构设置在底板1的底部，包括行走轮11、行走轮支架5、行走轮驱动电机12，行走轮驱动电机12驱动行走轮11带动爬杆机器人在地面上行走，爬杆机构设置在底板1的顶部，包括设置在U型导槽两侧的两对爬杆驱动机构，每对爬杆驱动机构包括一个爬杆气缸29、按一定角度设置的两个爬杆轮22、连接架18、两个爬杆轮驱动电机21,30，爬杆气缸29的活塞杆25通过连接架18与爬杆轮22固定在一起，锁紧机构设置在底板1的底部，位于U型导槽两侧，包括锁紧气缸支架15、锁紧气缸9、锁紧板14，锁紧气缸9安装在锁紧气缸支架15上，锁紧气缸9的杆与锁紧板14固定连接，控制机构包括传感器、控制器、电磁阀、继电器，控制器根据传感器的信号控制电磁阀，分别驱动爬杆气缸29和锁紧气缸9进行伸缩，从而使爬杆轮紧贴杆子和锁紧板14夹紧杆子，控制器根据传感器的信号控制继电器，分别给行走轮驱动电机12、爬杆轮驱动电机21,30供电，摄像头19通过摄像头杆8固定在底板1上进行实时监控并给用户传输高清图像。

优选地，所述行走机构包括三个行走轮，分别设置在U型导槽的底部和端部上。

优选地，设置在U型导槽底部上的行走轮与四个爬杆轮一起构成上下夹紧杆结构。

优选地，所述行走轮至少一个是编码器计米轮。

优选地，所述两个爬杆轮22之间的夹角为105度。

优选地，所述行走轮驱动电机12和爬杆轮驱动电机21,30是直流减速电机。

优选地，所述传感器是限位开关。

优选地，所述锁紧板14上设防滑胶板13。

使用时，首先以杆件位置为参考，将机器人的U型导槽正对杆子放置，U型导槽的巧妙设计，保证了机器人能够准确的定位杆子，即使初始定位不准或在行走时出现有些许误差，都能利用U型导槽自主校正机器人相对于杆件位姿的误差，使机器人准确定位。

机器人在初始状态时，爬杆气缸29和锁紧气缸9的活塞杆都是处于收缩状态。开启电源后，机器人的行走机构会在行走轮驱动电机12的驱动下，沿着直线朝柱子的方向行走。行走机构由三个轮子构成，但只有一个驱动轮，而且轮子上都套有橡胶圈，既有利于增大与地面的摩擦，还在一定程度上起到了减震的作用。与现有的行走机器人相比，单轮驱动使控制更简单方便，而且一个电机还能确保直线的行走，同时还减轻了机器人的重量，使其在爬杆时负荷更小，爬竿更容易。

当机器人沿直线接近杆子且U型导槽完全抱住柱子时，U型导槽底部限位开关的机械触头便会碰上杆子，从而给控制器提供输入信号，控制器使气缸电磁阀打开，压缩气体进入缸体将气缸活塞杆推出，推动四个爬杆轮22紧紧的与杆接触。爬杆轮22的折角为105°，在这个角度的时候，四个爬杆轮的位置最合适，轮子与柱子接触面积最大，并且轮子的对角线都过杆的圆心，受力最合理。起推动作用的气缸活塞杆是通过连接架18与直线滑块连接到一起，爬杆机构可以在直线滑轨上做直线运动，利用直线滑块与气缸的组合结构，不仅可以限制气缸活塞杆的自由度，还承担了气缸活塞杆上的载荷，防止了气缸的漏气，并且使气缸活塞杆运动更顺畅。当四个爬杆轮22夹紧杆的同时，四个爬杆电机21,30便开始转动，同时配合行走电机的转动，构成了五个轮子上下夹紧杆结构，这个五轮结构是独有的，与其他爬杆机器人相比五轮结构更能完美的实现爬杆任务，上面四个轮子起主要驱动的作用，下面的轮子，既有驱动作用，又有支撑作用，防止了机器人的倾斜，大大的促进了爬杆效率。五个轮子能够限制机器人的五个自由度，不会使其绕着杆子旋转，机器人只能上下运动。机器人在五个轮子的相互协同作用下开始爬杆，爬杆轮带有柔性很好的胶圈，有大的变形量和摩擦系数，确保机器人在爬杆时能够牢牢抓住杆子。

当机器人到达杆子顶部时，限位开关支架3上的限位开关机械触头被碰触，控制器控制继电器以使爬杆轮驱动电机21和行走轮驱动电机12停止转动。于此同时，控制器打开锁紧气缸9的电磁阀，压缩气体进入气缸，气缸活塞杆推出，推动锁紧板14牢牢地夹紧杆子。这样爬杆轮22和防滑胶板13共同夹紧杆子，确保机器人能够平稳的停在杆上，即使遇到恶劣的环境，如风吹、震动之类的情况，机器人都可以正常工作。所以说该机器人与传统的机器人相比有更强的爬杆稳定性和抗干扰能力，能够适应各种工况。当机器人牢牢夹紧杆子后，摄像头便会被举起，开始监控任务。这样的机器人有很大用途，比如施工场地的监控，路面情况的监测等等，只要涉及到监测的地方都可以应用此爬杆机器人。开发携带摄像头能稳定爬杆的机器人，对化工、建筑、农林等领域的高空作业将是很有意义的，必定能带来良好的经济效益和社会效益。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种携带摄像头的爬杆机器人，包括支撑机构、行走机构、爬杆机构、锁紧机构、控制机构、摄像头(19)、电源，支撑机构包括带有U型导槽的底板(1)，行走机构设置在底板(1)的底部，包括行走轮(11)、行走轮支架(5)、行走轮驱动电机(12)，行走轮驱动电机(12)驱动行走轮(11)带动爬杆机器人在地面上行走，爬杆机构设置在底板(1)的顶部，包括设置在U型导槽两侧的两对爬杆驱动机构，每对爬杆驱动机构包括一个爬杆气缸(29)、按一定角度设置的两个爬杆轮(22)、连接架(18)、两个爬杆轮驱动电机(21,30)，爬杆气缸(29)的活塞杆(25)通过连接架(18)与爬杆轮(22)固定在一起，锁紧机构设置在底板(1)的底部，位于U型导槽两侧，包括锁紧气缸支架(15)、锁紧气缸(9)、锁紧板(14)，锁紧气缸(9)安装在锁紧气缸支架(15)上，锁紧气缸(9)的杆与锁紧板(14)固定连接，控制机构包括传感器、控制器、电磁阀、继电器，控制器根据传感器的信号控制电磁阀，分别驱动爬杆气缸(29)和锁紧气缸(9)进行伸缩，从而使爬杆轮紧贴杆子和锁紧板(14)夹紧杆子，控制器根据传感器的信号控制继电器，分别给行走轮驱动电机(12)、爬杆轮驱动电机(21,30)供电，摄像头(19)通过摄像头杆(8)固定在底板(1)上进行实时监控并给用户传输高清图像。

2.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述行走机构包括三个行走轮，分别设置在U型导槽的底部和端部上。

3.如权利要求2所述的爬杆机器人，其特征在于，设置在U型导槽底部上的行走轮与四个爬杆轮一起构成上下夹紧杆结构。

4.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述行走轮至少一个是编码器计米轮。

5.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述两个爬杆轮(22)之间的夹角为105度。

6.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述行走轮驱动电机(12)和爬杆轮驱动电机(21,30)是直流减速电机。

7.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述传感器是限位开关。

8.如权利要求1所述的爬杆机器人，其特征在于，所述锁紧板(14)上设有防滑胶板(13)。