CN214875219U - 一种具有自行走功能的爬杆机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化攀爬机械领域，具体涉及一种具有自行走功能的爬杆机器人，包括：攀爬机构，所述攀爬机构包括行走架和至少4个轮毂电机，轮毂电机分两组对称设置在行走架的底部两侧，两组所述轮毂电机之间通过伸缩杆连接；提升平台，所述提升平台包括两组对称设置的工作平台和水平可活动的踏板，工作平台之间可拆卸地固定连接，踏板穿过所述工作平台底部，踏板底部与所述行走架顶部连接；控制器，所述控制器与所述轮毂电机和伸缩杆电性连接，且可控制所述轮毂电机进行不同方向旋转，以切换爬杆机器人的地面行走模式和攀爬模式。本实用新型可实现载人工作平台的自动升降，安全可靠，具有攀爬和自行走两种功能，方便运输与作业。

Description

一种具有自行走功能的爬杆机器人

技术领域

本实用新型属于自动化攀爬机械领域，尤其涉及一种具有自行走功能的爬杆机器人。

背景技术

为了满足用户对电力供应可靠性的需要，配电网的带电作业变得越来越普遍。目前负责维护的电力工人在带电作业时，或者使用脚扣等器具自行攀爬线路杆塔，或者使用绝缘梯或带电作业车进行工作，但其都存在一定的缺陷。

(1)自行攀爬或者使用绝缘梯时，杆塔上一般只能保证1人作业，当需要2人或多人协同作业时不适用。

(2)一般的攀爬装置体积都较大，需要安排专门的运输车辆到达现场，且需要工作人员现场进行装卸、调试等工作，工序操作不便。

因此，亟需一种能够自动到达工作现场，提高运输效率，并实现自动攀爬配电线路杆塔的机构可以为施工人员提供极大的方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有自行走功能的爬杆机器人，可以承载单人，或者多人且可自动攀爬配电线路杆塔，自动实现载人到达作业现场并攀爬，施工人员可以驾驶机构到达现场，将机构进行设备变形转换为攀爬控制机构，实现攀爬和带电作业，以解决背景技术中问题。

本实用新型提供了具体的技术方案如下：

一种具有自行走功能的爬杆机器人，包括：

攀爬机构，所述攀爬机构包括行走架和至少4个轮毂电机，所述轮毂电机分两组对称设置在行走架的底部两侧，两组所述轮毂电机之间通过伸缩杆连接；

提升平台，所述提升平台包括两组对称设置的工作平台和水平可活动的踏板，所述工作平台之间可拆卸地固定连接，所述踏板穿过所述工作平台底部，所述踏板底部与所述行走架顶部连接；

控制器，所述控制器与所述轮毂电机和伸缩杆电性连接，且可控制所述轮毂电机进行不同方向旋转，以切换爬杆机器人的地面行走模式和攀爬模式。

进一步的，所述行走架包括两组轮轴支架和支架座，所述轮毂电机的电机轴转动连接在所述轮轴支架上，所述轮轴支架顶部通过所述支架座与所述踏板底部连接。

进一步的，所述轮轴支架顶部分别与所述支架座的两端转动连接，所述支架座顶部固定有导向滑轨，所述导向滑轨上滑动限位安装有滑块，所述滑块分别与所述踏板底部固定连接。

进一步的，所述踏板伸出所述工作平台外部的一端固定有限位块，所述限位块与所述工作平台的外侧通过拉簧连接。

进一步的，所述轮轴支架顶部分别固定有支架座，所述轮轴支架的斜度与杆件外表面斜度一致，所述支架座分别与所述踏板底部固定连接。

进一步的，所述工作平台包括竖直安装的围栏板和水平设置在围栏板底部的两块限位夹板，所述踏板在两块所述限位夹板之间水平反向移动。

进一步的，所述踏板的相向靠近的一侧均开设有半圆形缺口，所述半圆形缺口的直径大于电线杆的最大外径。

进一步的，还包括限位传感器，所述限位传感器安装于所述伸缩杆一侧，用于检测两组所述轮毂电机的轴距。

进一步的，还包括手动控制板、遥控器和电机驱动器，所述手动控制板固定在所述围栏板上，所述遥控器与所述控制器无线通信，所述手动控制板和电机驱动器与所述控制器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的一种具有自行走功能的爬杆机器人，具有可切换的地面行走模式和攀爬模式，当机构处于地面行驶模式时，轮毂电机处于同一水平面，此时通过控制器控制轮毂电机使其处于高速运作模式，工作人员可以驾驶机器人快速到达作业现场，从而大大降低了运输时间，提高工作效率；当需要机器人攀爬杆形时，轮毂电机的转动方向发生改变，在攀升过程中倾斜角度可随杆状物体的径向变化情况自行调整，保证无论何种情况轮毂电机的行走轮始终与杆形紧密贴合，为整个装置提供足够的摩擦力。

2、本实用新型的一种具有自行走功能的爬杆机器人，采用伸缩杆即可根据动作方向和杆径的变化，伸长或收缩，实现轮毂电机带动提升平台的上升、定位停止以及下降，同时随着攀升机构伸缩杆的变化而同步收缩或放松，保证工作平台上人员和仪器的安全。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的具有自行走功能的爬杆机器人整体结构示意图；

图2为本实用新型的具有自行走功能的爬杆机器人底部方向整体结构示意图；

图3为本实用新型的具有自行走功能的爬杆机器人踏板打开状态下整体结构俯视图；

图4为本实用新型的具有自行走功能的爬杆机器人另一实施例的结构拆解示意图；

图5为本实用新型的具有自行走功能的爬杆机器人控制器工作原理示意图；

附图标记如下：

10、攀爬机构；11、行走架；111、轮轴支架；112、支架座；12、轮毂电机；13、伸缩杆；14、导向滑轨；15、滑块；20、提升平台； 21、工作平台；211、围栏板；212、限位夹板；22、踏板；23、限位块；24、拉簧；30、控制器；31、限位传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定”、“安装”、“连接”或“设置”有另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上的。需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述：

参照图1-4，一种具有自行走功能的爬杆机器人，包括攀爬机构 10、提升平台20和控制器30。

所述攀爬机构10包括行走架11和至少4个轮毂电机12，所述轮毂电机12分两组对称设置在行走架11的底部两侧，两组所述轮毂电机12之间通过伸缩杆13连接。本实施例中，伸缩杆13可以采用液压杆，也可以采用电动丝杠实现伸缩。伸缩杆13收缩时，带动两侧的轮毂电机12靠近。伸缩杆13根据动作方向和杆径的变化，伸长或收缩，攀爬机构10具有收紧功能，实现与杆面的紧密接触，实现可靠的攀爬。

所述提升平台20包括两组对称设置的工作平台21和水平可活动的踏板22，所述工作平台21之间可拆卸地固定连接，所述踏板22 穿过所述工作平台21底部，所述踏板22底部与所述行走架11顶部连接。

所述控制器30与所述轮毂电机12和伸缩杆13电性连接，且可控制所述轮毂电机12进行不同方向旋转，以切换爬杆机器人的地面行走模式和攀爬模式。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-2所示，所述行走架11 包括两组轮轴支架111和支架座112，所述轮毂电机12的电机轴转动连接在所述轮轴支架111上，所述轮轴支架111顶部通过所述支架座 112与所述踏板22底部连接。

在本实施例中，轮毂电机12的数量选用4个，对称设置在电线杆两侧，轮轴支架111为4根，支架座112为2根，所述轮轴支架111 顶部分别与所述支架座112的两端转动连接，所述支架座112顶部固定有导向滑轨14，所述导向滑轨14上滑动限位安装有滑块15，所述滑块15分别与所述踏板22底部固定连接。其中，每2个轮毂电机 12在一侧，轴可以采用直接连接形式，也可以采用铰接形式，可以使轮毂电机12的轮胎表面和杆表面更好的贴合。两个轮毂电机12的轮胎表面有一定的距离，与对侧的两个轮毂电机12配合，卡在电线杆的外表面上，实现定位。

当爬杆机器人处于地面行走模式在地面行走时，所有轮毂电机12同向转动，通过控制伸缩杆13伸缩，可增大行轮毂电机12作为行走轮的前后轴距，提高机器人地面行走稳定性；当在地面行走时提升平台20四周遇到路障时，也可通过调节伸缩杆13来抬高提升平台 20，使其直接越过路障上方避免碰撞发生。

当爬杆机器人在到达电线杆附件，可通过简易的拆卸组装即可将机器包围住电线杆，此时通过控制器30控制机器人从地面行走模式切换到攀爬模式，位于电线杆两侧对称设置的轮毂电机12同步反向转动，控制器30在轮毂电机12攀爬的过程中实时收缩以使轮毂电机 12的行走轮表面最大程度贴合电线杆(市面上的电线杆并非完全的圆柱体直筒型，大多是从底部到底部直径逐步减小)；当提升平台 20到达指定高度时，攀爬机构10停止运行，并控制伸缩杆13进一步收缩施力，使得轮毂电机12借助自身摩擦力、伸缩杆13的锁定力实现攀爬机构10在电线杆上的稳固定位。

在本实施例中，所述踏板22伸出所述工作平台21外部的一端固定有限位块23，所述限位块23与所述工作平台21的外侧通过拉簧 24连接。由于踏板22在水平方向可自由活动，处于安全考虑尽可能避免踏板22靠近电线杆的位置处间隙过大存在安全隐患，通过上述在外部设置拉簧24，使得攀爬机构10在升降过程中，踏板22在拉簧24拉力的作用下，始终都能向内收缩以尽可能贴近电线杆外部。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-2所示，所述轮轴支架111 顶部分别固定有支架座112，所述轮轴支架111的斜度与电线杆外表面斜度一致，所述支架座112分别与所述踏板22底部固定连接。

本实施例中，轮毂电机12的数量选用8个，对称设置在电线杆两侧，以增加行走和定位时的摩擦力，轮轴支架111为4根，支架座 112为4根，取消了导向滑轨14等配套的滑动装置以及拉簧24，直接将支架座112分别与踏板22底部固定，即实现轮毂电机12与踏板 22在水平方向上的同步移动。本实施例虽然节省了材料成本，但是在安装过程中需要先行定位轮轴支架111与支架座112的安装角度，以匹配电线杆的外表面的斜度。

在本实用新型的一些实施例中，所述工作平台21包括竖直安装的围栏板211和水平设置在围栏板211底部的两块限位夹板212，所述踏板22在两块所述限位夹板212之间水平反向移动。通过设置限位夹板212，以保证踏板22的承载能力，同时也可给操作人员提供了临时踩踏区域。

在本实用新型的一些实施例中，所述踏板22的相向靠近的一侧均开设有半圆形缺口，所述半圆形缺口的直径大于电线杆的最大外径。通过设置上述缺口以使电线杆两侧的踏板22可以尽可能贴近，同时又能保证踏板22不与电线杆干涉阻碍提升平台20的升降。

在本实用新型的一些实施例中，还包括限位传感器31，所述限位传感器31安装于所述伸缩杆13一侧，用于检测两组所述轮毂电机 12的轴距。

在本实用新型的一些实施例中，还包括手动控制板、遥控器和电机驱动器，所述手动控制板固定在所述围栏板211上，所述遥控器与所述控制器30无线通信，所述手动控制板和电机驱动器与所述控制器30电性连接。

控制器30部分主要由PLC组成，包括地面行驶和自动攀爬两种模式，工作人员通过手动控制板可以在两种模式之间切换。

当机构处于地面行驶模式时，轮毂处于同一水平面，此时通过 PLC控制电机使其处于高速运作模式，工作人员可以驾驶机器人快速到达作业现场，从而大大降低了运输时间，提高工作效率。

当需要机器人攀爬杆形时，轮毂通过伸缩杆13控制贴紧电线杆，在攀升过程中倾斜角度可随杆状物体的径向变化情况自行调整，保证无论何种情况轮毂始终与杆形紧密贴合，为整个装置提供足够的摩擦力。

本实用新型的具体工作原理如下：

当爬杆机器人处于地面行走模式在地面行走时，所有轮毂电机12同向转动，作业人员驾驶机器人可快速到达作业现场。通过控制伸缩杆13伸缩，可增大行轮毂电机12作为行走轮的前后轴距，提高机器人地面行走稳定性；当在地面行走时提升平台20四周遇到路障时，也可通过调节伸缩杆13来抬高提升平台20，使其直接越过路障上方避免碰撞发生。

当爬杆机器人在到达电线杆附件，可通过简易的拆卸组装即可将机器包围住电线杆，此时通过控制器30控制机器人从地面行走模式切换到攀爬模式。上升时，伸缩杆13收缩，保持对杆面的正向压力，同时轮毂电机12正传，其摩擦力提供向上的动力，向上爬升；停止时，收缩杆维持不动，对杆面的压力提供向上的分力，保持整个机构的静止；下降时，收缩杆伸长，机构下降，无须轮毂电机12工作。

本实用新型中，电源为常见的蓄电池，可安装于行走架或工作平台内部，具体结构图中未示出。本实用新型结构简单，操作简便，实用可靠，可应用与多种杆件的攀爬，不限定于电线杆。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，包括：

攀爬机构，所述攀爬机构包括行走架和至少4个轮毂电机，所述轮毂电机分两组对称设置在行走架的底部两侧，两组所述轮毂电机之间通过伸缩杆连接；

提升平台，所述提升平台包括两组对称设置的工作平台和水平可活动的踏板，所述工作平台之间可拆卸地固定连接，所述踏板穿过所述工作平台底部，所述踏板底部与所述行走架顶部连接；

控制器，所述控制器与所述轮毂电机和伸缩杆电性连接，且可控制所述轮毂电机进行不同方向旋转，以切换爬杆机器人的地面行走模式和攀爬模式。

2.如权利要求1所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述行走架包括两组轮轴支架和支架座，所述轮毂电机的电机轴转动连接在所述轮轴支架上，所述轮轴支架顶部通过所述支架座与所述踏板底部连接。

3.如权利要求2所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述轮轴支架顶部分别与所述支架座的两端转动连接，所述支架座顶部固定有导向滑轨，所述导向滑轨上滑动限位安装有滑块，所述滑块分别与所述踏板底部固定连接。

4.如权利要求3所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述踏板伸出所述工作平台外部的一端固定有限位块，所述限位块与所述工作平台的外侧通过拉簧连接。

5.如权利要求2所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述轮轴支架顶部分别固定有支架座，所述轮轴支架的斜度与杆件外表面斜度一致，所述支架座分别与所述踏板底部固定连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述工作平台包括竖直安装的围栏板和水平设置在围栏板底部的两块限位夹板，所述踏板在两块所述限位夹板之间水平反向移动。

7.如权利要求6所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，所述踏板的相向靠近的一侧均开设有半圆形缺口，所述半圆形缺口的直径大于电线杆的最大外径。

8.如权利要求1所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，还包括限位传感器，所述限位传感器安装于所述伸缩杆一侧，用于检测两组所述轮毂电机的轴距。

9.如权利要求6所述的一种具有自行走功能的爬杆机器人，其特征在于，还包括手动控制板、遥控器和电机驱动器，所述手动控制板固定在所述围栏板上，所述遥控器与所述控制器无线通信，所述手动控制板和电机驱动器与所述控制器电性连接。

Images