本实用新型专利技术公开了一种爬杆机器人,涉及机器人研制技术领域,为了解决现有的爬杆机器人无法避障或者避障功能、效率低下的问题,主要包括有手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构,攀爬机构在手爪机构和旋转避障机构协同下实现手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构的攀爬,旋转避障机构在手爪机构和攀爬机构实现手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构的避障。本实用新型专利技术能够在爬杆过程中实现避障调姿,从而能够使得爬杆机器人在爬杆过程中躲避部分障碍;爬杆和避障可以同时进行,互相协作却互不干扰,从而保证了爬杆和避障的效率。
【技术实现步骤摘要】
一种爬杆机器人
本技术涉及机器人研制
,尤其涉及一种爬杆机器人。
技术介绍
在各种作业,尤其是电力行业的作业中,往往需要进行爬杆作业。传统的爬杆作业都是人工进行,即作业人员依靠各种辅助装置爬杆,来实现各种操作。这种方式有很大的限制,一方面,即使有辅助工具帮忙,但是爬杆作业依然是一项极度耗损体力的工作,对爬杆人员身体要求高;再则就是爬杆作业危险很大,一是登高操作,一不小心会有坠落的风险,二是在杆上作业,增加了作业难度,从而增加了危险系数。随着机器人行业的发展,爬杆机器人应运而生,用来取代人类来进行爬杆作业。操作机器人可以代替人类爬杆作业,避免了人工作业时体力下降对工作效率和人员安全的有害影响。然则现有的爬杆机器人主要是注重机器人的爬杆效率,而往往没能够考虑到在爬杆过程中的避障以及避障效率,有时候碰上杆件上有一点障碍就无法实现,在实际应用中依然存在很大的不足。
技术实现思路
针对以上不足,本技术提供一种具有良好的避障功能的爬杆机器人。为达到上述目的,本技术采用如下技术方案:一种爬杆机器人,包括有手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构,所述攀爬机构包括有机架、攀爬电机、连杆、曲柄、手爪升降驱动架和光杆,所述攀爬电机固定设置于所述机架上,所述曲柄通过联轴器安装在所述攀爬电机的输出轴上,所述连杆一端与所述曲柄铰接,另一端与所述手爪升降驱动架铰接,所述光杆竖直设置于所述机架上;所述旋转避障机构包括有避障电机、传动轴、传动齿轮、圆弧旋转部件和限位部件,所述避障电机固定设置于所述机架的下面,所述传动轴通过联轴器安装在所述避障电机的输出轴上,所述传动齿轮安装在所述传动轴上;所述圆弧旋转部件为具有开口的圆环结构,所述圆弧旋转部件的外周上设置有与所述传动齿轮相匹配的轮齿,所述传动齿轮与所述圆弧旋转部件上的轮齿啮合连接,所述圆弧旋转部件在周向上设置有圆弧凹槽,所述限位部件的顶端固定连接于所述机架的底面,底端穿过所述圆弧凹槽,所述限位部件的底端设置有限位块以使得所述限位部件只能与所述圆弧凹槽相互周向转动;所述手爪机构为两个以上,至少一个所述手爪机构固定设置于所述圆弧旋转部件的底面,至少一个所述手爪机构设置于所述手爪升降驱动架上,位于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构设置有限位环,所述限位环套设在所述光杆上。进一步地,每个所述手爪机构包括有手爪电机、卡爪、手爪外壳、丝杠、丝杠螺母,所述手爪电机固定设置于所述手爪外壳上,所述丝杠通过联轴器安装在所述手爪电机的输出轴上,所述丝杠螺母安装在所述丝杠上,每个所述手爪机构中的卡爪为两个,对称设置于所述丝杠两侧,所述卡爪的中部可转动地设置于所述手爪外壳上,所述卡爪的后端开设有滑槽,所述丝杠螺母的两侧上设置有滑块,所述滑块位于所述滑槽内。进一步地,所述攀爬电机、避障电机和手爪电机为直流减速电机。进一步地,两个所述手爪机构为一组,同一组中两个所述手爪机构相对设置;一组所述手爪机构固定设置于所述圆弧旋转部件的底面,一组所述手爪机构设置于所述手爪升降驱动架上。进一步地,所述限位部件为竖直设置的弧形板。进一步地,所述爬杆机器人上下堆叠设置,位于上方的所述爬杆机器人的所述手爪机构的底部与位于下方的所述爬杆机器人的光杆固定连接。本技术提供的爬杆机器人的爬杆方法,具有上述的爬杆机器人,爬杆机器人的各电机通过导线与电源连接,包括以下步骤:1)将所述爬杆机器人靠近待爬行的杆件,固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构卡紧待爬行的杆件;所述攀爬机构驱动设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构沿所述光杆上升;待设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构上升到一定位置时,设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构卡紧待爬行的杆件;固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构从待爬行的杆件上松开;所述攀爬机构、旋转避障机构以及固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构在所述攀爬机构作用下上升,整个爬杆机器人实现一次向上攀爬;2)重复步骤1)以实现爬杆机器人连续向上攀爬;3)固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构卡紧待爬行的杆件时,所述攀爬机构驱动设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构沿所述光杆下降,待设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构下降到一定位置时,设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构卡紧待爬行的杆件,固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构从待爬行的杆件上松开,所述攀爬机构、旋转避障机构以及固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构在所述攀爬机构作用下下降,整个爬杆机器人实现一次向下攀爬;4)重复步骤3)以实现爬杆机器人连续向下攀爬;5)爬杆机器人需要避障调姿时,当爬杆机器人处在固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构卡紧待爬行的杆件、设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构松开待爬行的杆件的状态时,所述旋转避障机构驱动所述圆弧旋转部件转动,以调整所述攀爬机构和旋转避障机构的位置从而实现所述攀爬机构、旋转避障机构和设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构的避障调姿;当爬杆机器人处在固定设置于所述圆弧旋转部件上的手爪机构松开待爬行的杆件、设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构卡紧待爬行的杆件的状态时,所述旋转避障机构驱动圆弧旋转部件转动,以调整所述旋转避障机构的位置从而实现所述旋转避障机构和设置于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构的避障调姿;6)重复步骤5)以实现爬杆机器人连续避障调姿。与现有技术相比,本技术的有益效果是:本技术提供了一种爬杆机器人,在具有传统的爬杆功能的基础上,增加了避障功能,能够在爬杆过程中实现避障调姿,从而能够使得爬杆机器人在爬杆过程中躲避部分障碍,以确保爬杆的顺利进行;本技术中爬杆机器人的爬杆和避障可以同时进行,互相协作却互不干扰,从而保证了爬杆和避障的效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术的结构示意图;图2为攀爬机构的结构示意图;图3为旋转避障机构的安装示意图;图4为手爪机构的结构示意图;图5为手爪机构的结构示意图(透视示意图)。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。请参照图1,本技术优选的实施例提供一种爬杆机器人,主要包括有手爪机构1、攀爬机构2和旋转避障机构3。请参照图2,攀爬机构2包括有机架21、攀爬电机22、连杆23、曲柄24、手爪升降驱动架25和光杆26,攀爬电机22为直流减速电机,固定设置于机架21上,机架21为平板状结构,中部及边缘一处具有缺口以方便爬杆机器人爬杆时,杆件位于缺口内,曲柄24通过联轴器安装在攀爬电机22的输出轴上,连杆23一端与曲柄24铰接,另一端与手爪升降驱动架25铰接,光杆26为多根,竖直设置于机架21上(图2中另一侧的光杆26未画出)。请参照图3,旋转避障机构3包括有避障电机31、传动轴32、传动齿轮33、圆弧旋转部件34和限位部件35,避障电机31为直流减速电机,通过避障电机安装座37本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种爬杆机器人,包括有手爪机构(1)、攀爬机构(2)和旋转避障机构(3),其特征在于:所述攀爬机构(2)包括有机架(21)、攀爬电机(22)、连杆(23)、曲柄(24)、手爪升降驱动架(25)和光杆(26),所述攀爬电机(22)固定设置于所述机架(21)上,所述曲柄(24)通过联轴器安装在所述攀爬电机(22)的输出轴上,所述连杆(23)一端与所述曲柄(24)铰接,另一端与所述手爪升降驱动架(25)铰接,所述光杆(26)竖直设置于所述机架(21)上;所述旋转避障机构(3)包括有避障电机(31)、传动轴(32)、传动齿轮(33)、圆弧旋转部件(34)和限位部件(35),所述避障电机(31)固定设置于所述机架(21)的下面,所述传动轴(32)通过联轴器安装在所述避障电机(31)的输出轴上,所述传动齿轮(33)安装在所述传动轴(32)上;所述圆弧旋转部件(34)为具有开口的圆环结构,所述圆弧旋转部件(34)的外周上设置有与所述传动齿轮(33)相匹配的轮齿,所述传动齿轮(33)与所述圆弧旋转部件(34)上的轮齿啮合连接,所述圆弧旋转部件(34)在周向上设置有圆弧凹槽(36),所述限位部件(35)的顶端固定连接于所述机架(21)的底面,底端穿过所述圆弧凹槽(36),所述限位部件(35)的底端设置有限位块(37)以使得所述限位部件(35)只能与所述圆弧凹槽(36)相互周向转动;所述手爪机构(1)为两个以上,至少一个所述手爪机构(1)固定设置于所述圆弧旋转部件(34)的底面,至少一个所述手爪机构(1)设置于所述手爪升降驱动架(25)上,位于所述手爪升降驱动架(25)上的所述手爪机构(1)设置有限位环(18),所述限位环(18)套设在所述光杆(26)上。...
【技术特征摘要】
1.一种爬杆机器人,包括有手爪机构(1)、攀爬机构(2)和旋转避障机构(3),其特征在于:所述攀爬机构(2)包括有机架(21)、攀爬电机(22)、连杆(23)、曲柄(24)、手爪升降驱动架(25)和光杆(26),所述攀爬电机(22)固定设置于所述机架(21)上,所述曲柄(24)通过联轴器安装在所述攀爬电机(22)的输出轴上,所述连杆(23)一端与所述曲柄(24)铰接,另一端与所述手爪升降驱动架(25)铰接,所述光杆(26)竖直设置于所述机架(21)上;所述旋转避障机构(3)包括有避障电机(31)、传动轴(32)、传动齿轮(33)、圆弧旋转部件(34)和限位部件(35),所述避障电机(31)固定设置于所述机架(21)的下面,所述传动轴(32)通过联轴器安装在所述避障电机(31)的输出轴上,所述传动齿轮(33)安装在所述传动轴(32)上;所述圆弧旋转部件(34)为具有开口的圆环结构,所述圆弧旋转部件(34)的外周上设置有与所述传动齿轮(33)相匹配的轮齿,所述传动齿轮(33)与所述圆弧旋转部件(34)上的轮齿啮合连接,所述圆弧旋转部件(34)在周向上设置有圆弧凹槽(36),所述限位部件(35)的顶端固定连接于所述机架(21)的底面,底端穿过所述圆弧凹槽(36),所述限位部件(35)的底端设置有限位块(37)以使得所述限位部件(35)只能与所述圆弧凹槽(36)相互周向转动;所述手爪机构(1)为两个以上,至少一个所述手爪机构(1)固定设置于所述圆弧旋转部件(34)的底面,至少一个所述手爪机构(1)设置于所述手爪升降驱动架(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭丽娟,陈梁远,唐彬,张玉波,苏星华,谢植飚,
申请(专利权)人:广西电网有限责任公司电力科学研究院,
类型:新型
国别省市:广西,45
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