一种关节式外管道攀爬机械人制造技术

本发明专利技术公开了一种关节式外管道攀爬机械人，属于攀爬机械人技术领域。本发明专利技术包括躯体部分，躯体部分的上、下两端分别对称设置有上部抓手和下部抓手，上部抓手和下部抓手结构相同，上部抓手包括左右对称设置的两个夹持部，两侧夹持部的开合方向延伸设置有滑轨二，滑轨二的两侧设置有与滑轨二相配合的滑块一，两侧的滑块一分别与两侧的夹持部相连，且两侧的滑块一在抓手舵机的控制下沿滑轨二进行滑行；其中上部抓手和下部抓手分别与躯体单元上下两端的舵机相连，舵机用来调节上部抓手和下部抓手与管道之间的角度。针对现有技术中外管道攀爬机械人灵活度较低的不足，其自由度高，能够适应在复杂的环境下进行作业。

【技术实现步骤摘要】
一种关节式外管道攀爬机械人
本专利技术属于攀爬机械人
，更具体地说，涉及一种关节式外管道攀爬机械人。
技术介绍
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，机器人因为其能代替人类完成任务并且具有一些人类所不具备的特性，所以在许多行业都有着重要的作用。在一些特殊场合和极端环境下，机器人便可以代替人们完成特殊任务。现有的一些管道检测设备，大多是攀爬机器人通过攀爬管道进行作业。目前外管道攀爬机器人的研究越来越多样化，针对于不同的环境状况下，需要不同的攀爬机械人来进行工作，因此研究的一款关节式外管道攀爬机械人能够在管道外周进行自由攀爬及翻转越障就具有非常重要的现实意义。经检索，关于关节式攀爬机械手技术已有大量专利公开，如中国专利申请号为：2010105005342，专利技术创造名称为：关节式铁塔攀爬机器人，该申请案公开了一种用于电力铁塔攀爬的机器人，主要由一对机械臂，电动缸，俯仰机构，以及可以对不同规格角钢进行夹持的机械夹持装置组成。其中两机械臂上端通过安装轴连接，电动缸电机支座和顶杆通过销柱分别与两臂连接，电动缸伸缩驱动双臂绕其上端安装轴旋转，机械臂下端与俯仰机构旋转轴相连，可使机械臂绕旋转轴旋转，实现越障功能。俯仰机构蜗轮箱与机械手腕关节固连，使得机械臂亦可绕机械手腕关节旋转，实现转弯功能。又如中国专利申请号为：201911319439X，专利技术创造名称为：一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法，公开了本专利技术公开了一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法，包括框体，框体的两侧分别对称设置有一机械手臂，机械手臂的端部和框体下端各设置有一手爪；机械手臂包括至少两个可转动连接的大臂和小臂，大臂可转动连接框体，小臂可转动连接手爪，手爪包括角度可调的两个手爪部，且每个手爪部设置有电磁铁，通过改变电磁铁的通电情况，改变手爪的磁吸附力，通过控制手爪的磁吸附力，配合机械手臂与框体之间的转动、大臂和小臂之间的转动，小臂和手爪之间的转动，以及手爪部角度改变，实现攀爬机器人的位姿和运动控制，到达指定目标点。上述方案均不失为对关节式攀爬机械手技术的良好探索，但仍有进一步优化的空间，本行业对关节式攀爬机械手技术的探索也从未停止。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术中外管道攀爬机械人灵活度较低的不足，本专利技术提供一种关节式外管道攀爬机械人，其自由度高，能够适应在复杂的环境下进行作业，不仅能够进行外管道检测，还能够对在使用状态下的管道进行定期维护。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术的一种关节式外管道攀爬机械人，包括躯体部分，躯体部分的上、下两端分别对称设置有上部抓手和下部抓手，上部抓手和下部抓手结构相同，上部抓手包括左右对称设置的两个夹持部，两侧夹持部的开合方向延伸设置有滑轨二，滑轨二的两侧设置有与滑轨二相配合的滑块一，两侧的滑块一分别与两侧的夹持部相连，且两侧的滑块一在抓手舵机的控制下沿滑轨二进行滑行；其中上部抓手和下部抓手分别与躯体单元上下两端的舵机相连，舵机用来调节上部抓手和下部抓手与管道之间的角度。作为本专利技术更进一步的改进，滑轨二两侧外周分别套设有滑块固定件一和滑块固定件二，滑块固定件一和滑块固定件二的结构相同，且滑块固定件一和滑块固定件二的内部均设置有与滑轨二相配合的滑块一，滑块固定件一的一侧通过抓手连接杆一与抓手舵机相连，滑块固定件一的另一侧与左侧的夹持部相连；滑块固定件二通过抓手连接杆二与抓手舵机相连，滑块固定件二的另一侧与右侧的夹持部相连。作为本专利技术更进一步的改进，抓手连接杆一和抓手连接杆二远离滑轨二的一侧均与滑块连接板相连，滑块连接板的底部设置有与滑轨一相配合的滑块二，且滑块连接板与抓手舵机相连，其中滑轨一位于滑轨二的一侧中心位置，且滑轨一与滑轨二呈垂直分布。作为本专利技术更进一步的改进，抓手舵机通过舵盘与舵机连接杆一相连，舵机连接杆一上远离抓手舵机的一侧通过舵机连接杆二与滑块连接板相连。作为本专利技术更进一步的改进，上部抓手还包括抓手安装板，抓手安装板上靠近躯体部分一侧安装有滑轨一和滑轨二，且抓手安装板上与滑块固定件一和滑块固定件二相对应的位置分别开设有避让槽一和避让槽二，滑块固定件一和滑块固定件二上远离躯体部分的一侧分别与左侧夹持部和右侧夹持部相连。作为本专利技术更进一步的改进，抓手舵机通过舵机安装板固定在抓手安装板上，其中舵机安装板包括用于支撑抓手舵机的支撑板，支撑板上靠近躯体部分的一侧两端均设置有限位板，抓手舵机内嵌入两端限位板之间，支撑板上远离躯体部分的另一侧与抓手安装板相连。作为本专利技术更进一步的改进，夹持部的两端均相对向内倾斜延伸设置有夹持段，两侧夹持段之间设置有向内凹陷的安装槽，安装槽内设置有吸附磁铁。作为本专利技术更进一步的改进，躯体部分包括设置在中心位置的双轴舵机二，双轴舵机二的上下两端分别设置有上直线关节和下直线关节，上直线关节和下直线关节结构相同，且呈对称分布，其中上直线关节包括躯体连接件一，躯体连接件一的顶部通过长U支架一与双轴舵机一转动相连，双轴舵机一的顶部通过短U支架一与上部抓手相连。作为本专利技术更进一步的改进，下直线关节包括躯体连接件二，躯体连接件二的底部通过长U支架三与双轴舵机三转动相连，双轴舵机三的底部通过U支架三与下部抓手相连。作为本专利技术更进一步的改进，夹持部通过夹持固定块与滑块固定件一或滑块固定件二相连，且夹持固定块呈L型结构。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种关节式外管道攀爬机械人，上部抓手包括左右对称设置的两个夹持部，两侧夹持部的开合方向延伸设置有滑轨二，滑轨二的两侧设置有与滑轨二相配合的滑块一，两侧的滑块一同时与抓手舵机相连，并在抓手舵机的控制下沿滑轨二的长度方向滑动，进而带动两侧的夹持部沿上部抓手的开合方向运动，用于控制上部抓手的开合角度大小，方便适用于不同尺寸大小的管道抓合，通过滑块滑轨的配合能够轻松实现上部抓手的开合运动，方便调节上部抓手的开合角度，使用更加灵活多变，且结构简单，便于后期维护。(2)本专利技术的一种关节式外管道攀爬机械人，上部抓手和下部抓手分别与躯体部分上下两端的舵机相连，舵机用来调节上部抓手和下部抓手与管道之间的角度，即用来调整躯体部分与管道保持平行状态，使得上部抓手和下部抓手与管道之间保持垂直状态，保证上部抓手和下部抓手能够更好地抓紧在管道外周，以达到更好的抱紧效果，上部抓手和下部抓手的调节角度较为灵活，使用更加方便。(3)本专利技术的一种关节式外管道攀爬机械人，滑轨二两侧外周分别套设有滑块固定件一和滑块固定件二，且滑块固定件一和滑块固定件二的内部均设置有与滑轨二相配合的滑块一，通过滑块固定件一和滑块固定件二与两侧的夹持部以及抓手舵机相连，不仅避免影响滑块一的运动，还能够提高整体装置的结构强度，且便于后期维修。(4)本专利技术的一种关节式外管道攀爬机械人，夹持部的两端均相对向内倾斜延伸设置有夹持段，两侧夹持段的倾斜设计，便于与管道更好贴合，保证与管道之间不仅仅是点或者线接触，而是两侧夹持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：包括躯体部分(200)，躯体部分(200)的上、下两端分别对称设置有上部抓手(100)和下部抓手(300)，上部抓手(100)和下部抓手(300)结构相同，所述上部抓手(100)包括左右对称设置的两个夹持部(152)，两侧夹持部(152)的开合方向延伸设置有滑轨二(122)，滑轨二(122)的两侧设置有与滑轨二(122)相配合的滑块一，两侧的滑块一分别与两侧的夹持部(152)相连，且两侧的滑块一在抓手舵机(130)的控制下沿滑轨二(122)进行滑行；其中上部抓手(100)和下部抓手(300)分别与躯体单元(200)上下两端的舵机相连，所述舵机用来调节上部抓手(100)和下部抓手(300)与管道之间的角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：包括躯体部分(200)，躯体部分(200)的上、下两端分别对称设置有上部抓手(100)和下部抓手(300)，上部抓手(100)和下部抓手(300)结构相同，所述上部抓手(100)包括左右对称设置的两个夹持部(152)，两侧夹持部(152)的开合方向延伸设置有滑轨二(122)，滑轨二(122)的两侧设置有与滑轨二(122)相配合的滑块一，两侧的滑块一分别与两侧的夹持部(152)相连，且两侧的滑块一在抓手舵机(130)的控制下沿滑轨二(122)进行滑行；其中上部抓手(100)和下部抓手(300)分别与躯体单元(200)上下两端的舵机相连，所述舵机用来调节上部抓手(100)和下部抓手(300)与管道之间的角度。


2.根据权利要求1所述的一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：所述滑轨二(122)两侧外周分别套设有滑块固定件一(12)和滑块固定件二(13)，滑块固定件一(12)和滑块固定件二(13)的结构相同，且滑块固定件一(12)和滑块固定件二(13)的内部均设置有与滑轨二(122)相配合的滑块一，滑块固定件一(12)的一侧通过抓手连接杆一(143)与抓手舵机(130)相连，滑块固定件一(12)的另一侧与左侧的夹持部(152)相连；滑块固定件二(13)通过抓手连接杆二(144)与抓手舵机(130)相连，滑块固定件二(13)的另一侧与右侧的夹持部(152)相连。


3.根据权利要求2所述的一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：抓手连接杆一(143)和抓手连接杆二(144)远离滑轨二(122)的一侧均与滑块连接板(11)相连，滑块连接板(11)的底部设置有与滑轨一(121)相配合的滑块二，且滑块连接板(11)与抓手舵机(130)相连，其中滑轨一(121)位于滑轨二(122)的一侧中心位置，且滑轨一(121)与滑轨二(122)呈垂直分布。


4.根据权利要求3所述的一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：抓手舵机(130)通过舵盘(131)与舵机连接杆一(141)相连，舵机连接杆一(141)上远离抓手舵机(130)的一侧通过舵机连接杆二(142)与滑块连接板(11)相连。


5.根据权利要求4所述的一种关节式外管道攀爬机械人，其特征在于：上部抓手(100)还包括抓手安...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶增林，汪玉冰，孙洒，林必毅，卢胜，郭晓明，陈华，
申请(专利权)人：马鞍山学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34