一种攀爬梯子机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种攀爬梯子机器人，包括履带小车、载物台、仿形前爪机构、仿形后爪机构、前爪升降机构和后爪支撑架，载物台设于履带小车上，仿形前爪机构包括可替换的仿形前爪和用于调节仿行前爪角度的前爪舵机，仿形后爪机构包括可替换的仿形后爪和用于调节仿形后爪角度的后爪舵机，仿形前爪和仿形后爪上据设有与梯子台阶形状配合的配合部，仿形前爪依次经由前爪舵机和前爪升降机构安装于载物台上，仿形后爪依次经由后爪舵机和后爪支撑架安装于载物台上。与现有技术相比，本发明专利技术可以用于需要爬梯子的场合，解决了人工爬梯效率低和具有安全隐患的问题。

A ladder climbing robot

【技术实现步骤摘要】
一种攀爬梯子机器人
本专利技术涉及机器人领域，尤其是涉及一种攀爬梯子机器人。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置，用于协助或取代人类工作。而实际生产中，高空作业必不可少，梯子是到离地面一定高度进行作业必备的借力登高的工具，无论是人还是机械装置在高空作业，都需要某种可靠稳定且易调节的方式完成爬梯的过程，而传统的爬梯方式为人工爬梯，过程缓慢，且距离地面基准有一定高度而存在坠落的安全隐患，采用机械装置甚至机器人以代替人完成自下而上的爬梯过程，它与人工爬梯相比，优势明显，安全省力，操作简单，稳定快捷。国内市场上此类机器类型少，效率低，功能不够完善合理，市场对此类爬梯升降装置的需求量较大，针对此问题，设计爬梯机器人以补充该类产品线的相应缺口。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种攀爬梯子机器人，可以用于需要爬梯子的场合，解决了人工爬梯效率低和具有安全隐患的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种攀爬梯子机器人，包括履带小车、载物台、仿形前爪机构、仿形后爪机构、前爪升降机构和后爪支撑架，所述载物台设于履带小车上，所述仿形前爪机构包括可替换的仿形前爪和用于调节仿行前爪角度的前爪舵机，所述仿形后爪机构包括可替换的仿形后爪和用于调节仿形后爪角度的后爪舵机，所述仿形前爪和仿形后爪上据设有与梯子台阶形状配合的配合部，所述仿形前爪依次经由前爪舵机和前爪升降机构安装于载物台上，所述仿形后爪依次经由后爪舵机和后爪支撑架安装于载物台上；所述机器人还包括控制器，该控制器分别与履带小车、前爪升降机构、前爪舵机和后爪舵机连接，并在爬梯时实现：控制前爪升降机构抬升仿形前爪至第一预设高度后，通过前爪舵机调节仿形前爪的角度使仿形前爪的配合部位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构下降，带动仿形前爪下降直至仿形前爪的配合部与梯子台阶卡合后，复位仿形后爪，在梯子台阶的支撑下，载物台和履带小车连同仿形后爪机构实现抬升，并在仿形后爪抬升至指定高度后，通过后爪舵机调节仿形后爪的角度使仿形后爪位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构动作使仿形后爪下降直至仿形后爪的配合部与梯子台阶卡合，复位仿形前爪，并进行下一次攀爬直至爬梯结束。所述载物台上安装有竖直设置的载物台前型材，所述前爪升降机构包括升降电机、活动板和攀升直线导轨，所述攀升直线导轨安装于载物台前型材上，所述活动板上设有齿条以及与所述攀升直线导轨配合的攀升滑块，所述升降电机的输出轴连接有齿轮，该齿轮与所述齿条配合，所述前爪舵机安装于活动板上。所述载物台前型材共设有两根，所述每一根载物台前型材上均安装有攀升直线导轨，所述活动板上的攀升滑块共设有两组，分别与两根攀升直线导轨对应连接并配合，所述齿条位于两组攀升滑块的中央。所述载物台上还设有电机支撑架，该电极支撑架包括电机支撑架型材和电机支撑架板材，所述电机支撑架板材通过电机支撑架型材固定于载物台上，所述升降电机的底座安装于电机支撑架板材上。所述后爪支撑架包括后爪支撑架第一型材、后爪支撑架第一板材、后爪支撑架第二板材、后爪支撑架第二型材，所述后爪舵机通过后舵机连接件固定在后爪支撑架第二板材上，所述后爪支撑架第二板材通过后爪支撑架第二型材、后爪支撑架第一板材和后爪支撑架第一型材安装于载物台上。所述载物台上设有载物台型材，该载物台型材横置于载物台上，所述后爪支撑架第一型材通过载物台型材安装于载物台上。所述仿形后爪机构共设有两组，所述后爪支撑架共设有两组，分别与两组仿形后爪机构对应，且两组仿形后爪机构分别通过对应后爪支撑架安装于载物台上。所述仿形前爪机构共设有两组。所述机器人还包括用于在攀爬时维持平衡的重心稳定机构，该重心稳定机构包括曲柄滑块结构和第五舵机，所述第五舵机固定于电机支撑架型材上，所述曲柄滑块结构的一端连接第五舵机，另一端连接载物台前型材。所述重心稳定机构包括曲柄、圆柱连接件、曲柄连接件、滑块连接件、支撑杆，第二滑块，所述载物台前型材上还设有第二直线导轨，所述曲柄、圆柱连接件、曲柄连接件、滑块连接件依次连接，所述滑块连接件分别连接支撑杆和第二滑块，所述第二滑块与第二直线导轨连接并配合。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)可以用于需要爬梯子的场合，解决了人工爬梯效率低和具有安全隐患的问题。2)重心稳定机构可保证机器人的伸展长度始终大于两节梯阶，保证机器人不会因为重心问题而倾斜出现安全隐患，攀升装置设计合理，采用齿轮齿条的传动，本专利技术具有控制方式简单、质量轻、成本低、效率高等特点。附图说明图1为本专利技术的轴测图结构示意图；图2为本专利技术的左视示意图；图3为本专利技术的右视示意图；图4为本专利技术的内部结构示意图；图5为本专利技术的俯视示意图；图6为本专利技术的第一攀升阶段示意图；图7为本专利技术的第二攀升阶段示意图；图8舵机和舵机连接件的装备体示意图；图9为升降电机和齿轮的装备体示意图；图10为另一个实施例中的主体部分示意图；图11为再一个实施例的结构示意图；图中：1、履带小车，2、活动板，3、齿条，4、齿轮，5、升降电机，6、载物台，601、载物台板材，602、载物台型材，603、载物台前型材，701、第一前爪，702、第二前爪，801、第一后爪，802、第二后爪，901、曲柄，902、曲柄连接件，903、滑块连接件，904、支撑杆，905、第二滑块，906、第二直线导轨，907、圆柱连接件，10、攀升滑块，11、第五舵机，12、第五舵机连接件，13、电机连接件，14、垫片，1501、第三舵机，1502、第四舵机，1601、第一舵机，1602、第二舵机，17、前舵机连接件，18、后爪支撑架，1801、后爪支撑架第一型材，1802、后爪支撑架第一板材，1803、后爪支撑架第二板材，1804、后爪支撑架第二型材，1901、电极支撑架板材，1902、电极支撑架型材，20、攀升直线导轨，21、第五舵机连接板，22、后舵机连接件。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。一种攀爬梯子机器人，如图1～5所示，包括履带小车1、载物台6、仿形前爪机构、仿形后爪机构、前爪升降机构和后爪支撑架，载物台6通过垫片14安装于履带小车1上，仿形前爪机构包括可替换的仿形前爪和用于调节仿行前爪角度的前爪舵机，仿形后爪机构包括可替换的仿形后爪和用于调节仿形后爪角度的后爪舵机，仿形前爪和仿形后爪上据设有与梯子台阶形状配合的配合部，仿形前爪依次经由前爪舵机和前爪升降机构安装于载物台6上，仿形后爪依次经由后爪舵机和后爪支撑架安装于载物台6上；机器人还包括控制器，该控制器分别与履带小车1、前爪升降机构、前爪舵机和后爪舵机连接，并在爬梯时实现：控制前爪升降机构抬升仿形前爪至第一预设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种攀爬梯子机器人，其特征在于，包括履带小车(1)、载物台(6)、仿形前爪机构、仿形后爪机构、前爪升降机构和后爪支撑架，所述载物台(6)设于履带小车(1)上，所述仿形前爪机构包括可替换的仿形前爪和用于调节仿行前爪角度的前爪舵机，所述仿形后爪机构包括可替换的仿形后爪和用于调节仿形后爪角度的后爪舵机，所述仿形前爪和仿形后爪上据设有与梯子台阶形状配合的配合部，所述仿形前爪依次经由前爪舵机和前爪升降机构安装于载物台(6)上，所述仿形后爪依次经由后爪舵机和后爪支撑架安装于载物台(6)上；/n所述机器人还包括控制器，该控制器分别与履带小车(1)、前爪升降机构、前爪舵机和后爪舵机连接，并在爬梯时实现：/n控制前爪升降机构抬升仿形前爪至第一预设高度后，通过前爪舵机调节仿形前爪的角度使仿形前爪的配合部位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构下降，带动仿形前爪下降直至仿形前爪的配合部与梯子台阶卡合后，复位仿形后爪，在梯子台阶的支撑下，载物台(6)和履带小车(1)连同仿形后爪机构实现抬升，并在仿形后爪抬升至指定高度后，通过后爪舵机调节仿形后爪的角度使仿形后爪位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构动作使仿形后爪下降直至仿形后爪的配合部与梯子台阶卡合，复位仿形前爪，并进行下一次攀爬直至爬梯结束。/n...

【技术特征摘要】
1.一种攀爬梯子机器人，其特征在于，包括履带小车(1)、载物台(6)、仿形前爪机构、仿形后爪机构、前爪升降机构和后爪支撑架，所述载物台(6)设于履带小车(1)上，所述仿形前爪机构包括可替换的仿形前爪和用于调节仿行前爪角度的前爪舵机，所述仿形后爪机构包括可替换的仿形后爪和用于调节仿形后爪角度的后爪舵机，所述仿形前爪和仿形后爪上据设有与梯子台阶形状配合的配合部，所述仿形前爪依次经由前爪舵机和前爪升降机构安装于载物台(6)上，所述仿形后爪依次经由后爪舵机和后爪支撑架安装于载物台(6)上；
所述机器人还包括控制器，该控制器分别与履带小车(1)、前爪升降机构、前爪舵机和后爪舵机连接，并在爬梯时实现：
控制前爪升降机构抬升仿形前爪至第一预设高度后，通过前爪舵机调节仿形前爪的角度使仿形前爪的配合部位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构下降，带动仿形前爪下降直至仿形前爪的配合部与梯子台阶卡合后，复位仿形后爪，在梯子台阶的支撑下，载物台(6)和履带小车(1)连同仿形后爪机构实现抬升，并在仿形后爪抬升至指定高度后，通过后爪舵机调节仿形后爪的角度使仿形后爪位于梯子台阶的正上方，并控制前爪升降机构动作使仿形后爪下降直至仿形后爪的配合部与梯子台阶卡合，复位仿形前爪，并进行下一次攀爬直至爬梯结束。


2.根据权利要求1所述的一种攀爬梯子机器人，其特征在于，所述载物台(6)上安装有竖直设置的载物台前型材(603)，所述前爪升降机构包括升降电机(5)、活动板(2)和攀升直线导轨(20)，所述攀升直线导轨(20)安装于载物台前型材(603)上，所述活动板(2)上设有齿条(3)以及与所述攀升直线导轨(20)配合的攀升滑块(10)，所述升降电机(5)的输出轴连接有齿轮(4)，该齿轮(4)与所述齿条(3)配合，所述前爪舵机安装于活动板(2)上。


3.根据权利要求2所述的一种攀爬梯子机器人，其特征在于，所述载物台前型材(603)共设有两根，所述每一根载物台前型材(603)上均安装有攀升直线导轨(20)，所述活动板(2)上的攀升滑块(10)共设有两组，分别与两根攀升直线导轨(20)对应连接并配合，所述齿条(3)位于两组攀升滑块(10)的中央。


4.根据权利要求3所述的一种攀爬梯子机器人，其特征在于，所述载物台(6)上还设有电机支撑架，该电极支撑架包括电机支撑架型材(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志峰，李晨晨，冯垚，冯浩，冯壮飞，杜涛，董浩，张大桂，赵以恒，张怡，宁业衍，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31