一种纯气动爬绳缆索机械手制造技术

一种纯气动爬绳缆索机械手，采用气缸作为执行元件，通过气缸组合结构有规律的运动来实现上下爬行动作。该机械手简单易操作，在此基础平台上配上相应的作业机构即可实现管道监测维修、隧道掘进、高层建筑顶制作安装、墙面施工等工作，由于该机械手运动只需要气源，故给该机械手配上储气罐，即可便于野外工作，省去电源，便于携带。

A pure pneumatic climbing rope and cable manipulator

【技术实现步骤摘要】
一种纯气动爬绳缆索机械手所属
本专利技术涉及一种纯气动爬绳缆索机械手，适用于机械领域。
技术介绍
目前，城市建筑不断向高空发展，高层楼宇玻璃幕墙比比皆是，外墙清洁是劳动强度大且危险性极高的工作。此外，管道监测维修、隧道掘进、高层建筑顶制作安装、墙面施工等工作都需要用机器代替人力的工作。目前此类施工作业中主要是通过在绳缆索上端设置牵引支点来运载人员和作业机械，这种运载方式存在着作业难度大、施工效率低、安全性差等问题。因此，开发相应的爬绳缆索，配上作业工具，实行自动控制来完成作业就显得非常必要。目前，国内外提出了一些依附于杆、管等线约束表面上的爬行机构，有机械式爬升、电气式爬升、吸附式爬升和气动式爬升等方式。
技术实现思路
本专利技术提出了一种纯气动爬绳缆索机械手，采用气缸作为执行元件，通过气缸组合结构有规律的运动来实现上下爬行动作。本专利技术所采用的技术方案是。所述机械手由三个气缸担任执行机构，两个气爪模拟猴子的双手和双脚的抓放动作和一个普通单活塞杆双作用气缸模拟猴子身体的伸缩动作。所述机械手选择双作用气缸的型号为DSNUL-20-50-PPV-A，选择上、下气爪的型号为HGP-16-A。所述双作用气缸活塞杆的伸出和缩回以及气爪的夹紧与松开的位置，采用FESTO公司的气动传感器来检测。本专利技术的有益效果是：该机械手简单易操作，在此基础平台上配上相应的作业机构即可实现管道监测维修、隧道掘进、高层建筑顶制作安装、墙面施工等工作，由于该机械手运动只需要气源，故给该机械手配上储气罐，即可便于野外工作，省去电源，便于携带。附图说明图1是本专利技术的纯气动爬绳缆索机械手结构示意图。图2是本专利技术的纯气动爬绳缆索机械手(上升)气动控制系统位移-步骤。图中：A.上气爪；B.下气爪；C.双作用气缸；D.绳缆索；E.可开合导向件；1.上气爪；2.双作用气缸；3.下气爪；4~7.二位五通双气控换向阀；8.气源系统；9.气动二联件；10.1S1为启动按钮11.AO为上气爪松开传感器12.A1为上气爪夹紧传感器；13.功为双作用气缸活塞杆缩回位置传感器；14.B1为双作用气缸活塞杆伸出位置传感器；15.CO为下气爪松开传感器；16.C1为下气爪夹紧传感器；17、18.可调单向节流阀。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，机械手由三个气缸担任执行机构，两个气爪模拟猴子的双手和双脚的抓放动作和一个普通单活塞杆双作用气缸模拟猴子身体的伸缩动作。机械手在运动过程中，只有一个点与绳缆索固定，机械手不能保持平稳性及安全性，尤其是下气爪B夹紧，上气爪A松开，双作用气缸C向上运动时，容易发生倾倒。因设计手爪的抱夹绳缆索动作时，采用了猴子抱树的设计理念，由于双“手”“脚”是分别抓住绳缆索的，而绳缆索和树干是不同的，它有柔软性，为了避免绳缆索摇摆离开手爪的位置而倾倒，在设计手爪的运动时需要考虑极限位置，使手爪放开绳索时，绳索不离开手的范围，确保在下一次能够可靠地抓住绳索，为此需在上、下气爪中间增加一个可开合导向机构E，以保证机械手运动的平稳性及安全性。根据猴子爬树的仿生学原理，机械手采取蠕动的方式上升和下降，机械动作由气动执行元件驱动，运动中至少保证上气爪或下气爪两者中有一个夹紧绳缆索，并且可开合导向件已设置好，防止机构因自重作用而下滑或倾倒。机械手向上爬升时，其工作过程如下：1)初始状态上、下气爪夹紧，双作用气缸3活塞杆缩回；2)上气爪1松开绳缆索；3)双作用气缸3活塞杆伸出，机械手沿绳缆索向上运动；4)上气爪1夹紧绳缆索；5)下气爪2松开；6)双作用气缸3活塞杆缩回，机械手沿绳缆索向上运动。重复以上过程，机械手实现连续的上升动作。改变机械手的运动节拍，机械手实现连续的下降动作。根据机械手设计方案要求，选择双作用气缸的型号为DSNUL-20-50-PPV-A，选择上、下气爪的型号为HGP-16-A。双作用气缸活塞杆的伸出和缩回以及气爪的夹紧与松开的位置，采用FESTO公司的气动传感器（型号为SMPO-1-H-B）来检测。为了调节爬绳缆索机械手爬升及下降速度，可以采用单向节流阀来控制双作用气缸活塞杆的伸出或缩回速度，采用排气节流方式控制速度，使速度稳定性好。如图2，根据纯气动爬绳缆索机械手气动控制系统位移-步骤图以及运动步骤过程图，可以设计出纯气动爬绳缆索机械手气动控制系统。按下机械手启动开关1S1，机械手即开始按照节拍依次往上运动，松开机械手启动开关1S1，机械手上、下手爪夹紧，使机械手牢固抓住绳缆索。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯气动爬绳缆索机械手，其特征是：所述机械手由三个气缸担任执行机构，两个气爪模拟猴子的双手和双脚的抓放动作和一个普通单活塞杆双作用气缸模拟猴子身体的伸缩动作。

【技术特征摘要】
1.一种纯气动爬绳缆索机械手，其特征是：所述机械手由三个气缸担任执行机构，两个气爪模拟猴子的双手和双脚的抓放动作和一个普通单活塞杆双作用气缸模拟猴子身体的伸缩动作。2.根据权利要求1所述的一种纯气动爬绳缆索机械手，其特征是：所述机械手选择双作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李征，
申请(专利权)人：李征，
类型：发明
国别省市：辽宁,21