【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于爬杆机器人，具体涉及一种可爬杆机器人及其爬杆方法。
技术介绍
1、在日常的抢修工作中，存在着不少安全隐患，通常是工人带着绳子爬上数米高处抢修，但在有些抢修情况下不需要人力去查看请看清，可以利用爬杆机器人去高处查看情况，大大节约了人力，同时也可以提高工作效率。
2、现有的爬杆机器人通常采用夹持的方式锁定爬杆机器人与被攀爬杆体的相对位置。通过两个抱爪，对被攀爬杆体进行交替的夹持。同时，通过升降机构改变两个抱爪之间的相对位置，从而完成攀爬。该种爬杆方式主要依赖抱爪与被攀爬杆体之间的静摩擦力来克服爬杆机器人受到的重力。然而，在冬季时期因气温很低，被攀爬杆体表面极易出现结冰现象，凝结的冰层不仅会对爬杆机器人造成阻挡，影响正常爬行，而且冰层的摩擦系数低，爬杆机器人在冰层上移动时也容易出现打滑问题，致使爬行效率低，能耗增大，甚至存在爬杆机器人从塔杆上滑脱高坠损坏的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可爬杆机器人及其爬杆方法。
2、第一方面，本专利技术提供一种可爬杆机器人，其包括攀爬机架、攀爬机构、倾斜调节机构、平衡辅助机构和升降驱动机构。两个攀爬机架之间滑动连接，并通过升降驱动机构驱动，能够进行上下相对运动。平衡辅助机构安装在其中一个攀爬机架上，用于抱住被攀爬杆体，保证两个攀爬机架平行于被攀爬杆体。
3、两个所述的攀爬机构分别安装在两个攀爬机架上；所述的攀爬机构包括转动杆和抱合爪体。抱合爪体与转动杆的外端固定。转动杆内端的转动销
4、两个所述的攀爬机架均开设有限位槽；两个所述的倾斜调节机构分别安装在两个攀爬机架上。倾斜调节机构包括伸缩传动组件和倾斜调节组件。伸缩传动组件在攀爬过程中具有三个工作状态，分别为复位状态、过渡状态和限位状态。在复位状态时，伸缩传动组件中的限位杆缩入对应的攀爬机架中，两个攀爬机架相对运动，互不干涉。在过渡状态时，其中一个攀爬机架上的伸缩传动组件的限位杆伸入另一个攀爬机架的限位槽中，该限位杆与限位槽的顶面存在间隔。在限位状态时，伸缩传动组件中的限位杆伸入另一个攀爬机架的限位槽中，且与限位槽的顶面相接触。当伸缩传动组件处于限位状态，两个攀爬机架继续相对运动，限定伸缩传动组件相对于对应的攀爬机架向下运动，拉动倾斜调节组件中的顶杆向外端运动，从而带动对应的抱合爪体从松解状态切换为卡持状态。
5、作为优选，伸缩传动组件包括滑块、限位杆、弹性复位组件和调节驱动件。滑块安装在攀爬机架上。限位杆固定在滑块上。滑块能够在限位杆限定下沿着平行于被攀爬杆体轴线方向运动。调节驱动件用于驱动滑块沿着垂直于被攀爬杆体轴线方向运动。弹性复位组件用于在消除限位杆的限定后，驱动滑块在平行于被攀爬杆体轴线方向复位。
6、作为优选，两个所述的攀爬机架沿着垂直于被攀爬杆体的轴线方向，均依次开设有复位槽、第二滑槽和传动槽。复位槽、第二滑槽和传动槽相互连通。第二滑槽的长度方向平行于被攀爬杆体的轴线方向。调节驱动件固定在复位槽内。滑块能够在调节驱动件的驱动下，在复位槽和第二滑槽之间滑动；同时，能够在限位杆的限定下，在第二滑槽内滑动。两个所述的攀爬机架分为靠近被攀爬杆体的第一机架和远离被攀爬杆体的第二机架。第一机架的传动槽与第二机架的限位槽相通；第二机架的传动槽与第一机架的传动槽相通。
7、作为优选，所述的弹性复位组件包括第一复位弹簧、第二复位弹簧、第一导向杆和第二导向杆。第二滑槽的顶部和底部分别开设有第一导向槽和第二导向槽。第一导向杆和第二导向杆分别滑动连接在第一导向槽和第二导向槽内。第一导向杆和第二导向杆的外端分别固定有第一支撑板和第二支撑板。第一支撑板和第二支撑板的间距大于或等于滑块的高度。第一复位弹簧和第二复位弹簧分别套置在第一导向杆和第二导向杆上。第一复位弹簧的两端分别抵住第二滑槽的顶端和第一支撑板；第二复位弹簧的两端分别抵住第二滑槽的底端和第二支撑板。
8、作为优选，所述的倾斜调节组件包括调节底座、第一弹簧、顶杆和第一传动块。调节底座固定在攀爬机架上。调节底座上开设有第一滑槽。第一传动块滑动连接在第一滑槽内。顶杆与第一传动块固定。所述的第一弹簧套置在顶杆上。第一弹簧的一端与第一滑槽的端口固定，另一端与第一滑槽的底壁固定。
9、作为优选，所述的平衡辅助机构包括辅助抱爪和第二弹簧。两个呈弧形的辅助抱爪分别转动连接在第一机架的两侧壁上。两个辅助抱爪的内凹部的朝向相反，能够在爬杆时环抱住被攀爬杆体的相反侧。第二弹簧的两端分别与两个辅助抱爪的内端连接。辅助抱爪的内凹部设置有多个滚轮。
10、作为优选，所述的升降驱动机构包括安装底座、驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、第二传动块和丝杠。安装底座固定在第一机架上。主动齿轮和从动齿轮均转动连接在安装底座上，且相互啮合。驱动电机固定在安装底座上，且输出轴与主动齿轮固定。丝杠固定在从动齿轮上，且顶部与第一机架转动连接。第二传动块固定在第二机架上，且与丝杠螺纹连接。
11、作为优选，所述的安装底座包括横向段，以及分别连接在横向段两端的纵向段。安装底座的两个纵向段分别与第一机架和第二机架的相背离的两个侧壁贴合。横向段与第二机架的外侧壁贴合。
12、作为优选，所述的调节驱动件采用电磁铁。所述的滑块的材质采用永磁铁。
13、第二方面，本专利技术提供一种可爬杆机器人的爬杆方法，具体步骤如下：
14、步骤一、将爬杆机器人放置在被攀爬杆体的一侧，第一机架和第二机架上的两个抱合爪体均调节至卡持状态使得爬杆机器人抱住被攀爬杆体。同时，平衡辅助机构抱住被攀爬杆体。
15、步骤二、当第一机架与第二机架在高度上平齐时，第二机架上的调节驱动件驱动对应的伸缩传动组件从复位状态切换为过渡状态。驱动电机的驱动丝杠进行正转，推动第二机架逐步上升。在第二机架上升的过程中，第二机架上的抱合爪体从卡持状态切换为松解状态。同时，第二机架上的伸缩传动组件同步上升，从过渡状态切换为限位状态。
16、步骤三、驱动电机的驱动丝杠继续正转。第二机架上的伸缩传动组件在第一机架的限位槽的限定下，相对于第二机架向下运动，拉动对应倾斜调节组件中的顶杆向外端运动，从而带动对应的抱合爪体从松解状态切换为卡持状态。
17、步骤四、驱动电机的驱动丝杠反转，拉动第一机架向上运动。当第一机架和第二机架平齐时，第一机架上的调节驱动件驱动对应的伸缩传动组件从复位状态切换为过渡状态。第二机架上的调节驱动件驱动对应的伸缩传动组件从过渡状态切换为复位状态。同时，第一机架上的抱合爪体在第一机架的上升过程中，逐渐从卡持状态切换为松解状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可爬杆机器人，包括攀爬机架(1)；其特征在于：还包括攀爬机构(2)、倾斜调节机构(3)、平衡辅助机构(4)和升降驱动机构(5)；两个攀爬机架(1)之间滑动连接，并通过升降驱动机构(5)驱动进行上下相对运动；平衡辅助机构(4)安装在其中一个攀爬机架(1)上，用于抱住被攀爬杆体；
2.根据权利要求1所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：伸缩传动组件(3-2)包括滑块(3-2-1)、限位杆(3-2-3)、弹性复位组件和调节驱动件(3-2-4)；滑块(3-2-1)安装在攀爬机架(1)上；限位杆(3-2-3)固定在滑块(3-2-1)上；滑块(3-2-1)能够在限位杆(3-2-3)限定下沿着平行于被攀爬杆体轴线方向运动；调节驱动件(3-2-4)用于驱动滑块(3-2-1)沿着垂直于被攀爬杆体轴线方向运动；弹性复位组件用于在消除限位杆(3-2-3)的限定后，驱动滑块(3-2-1)在平行于被攀爬杆体轴线方向复位。
3.根据权利要求2所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：两个所述的攀爬机架(1)沿着垂直于被攀爬杆体的轴线方向，均依次开设有复位槽(3-2-8)、第二滑槽(3
4.根据权利要求2所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的弹性复位组件包括第一复位弹簧、第二复位弹簧、第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)；第二滑槽(3-2-9)的顶部和底部分别开设有第一导向槽和第二导向槽；第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)分别滑动连接在第一导向槽和第二导向槽内；第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)的外端分别固定有第一支撑板和第二支撑板；第一支撑板和第二支撑板的间距大于或等于滑块(3-2-1)的高度；第一复位弹簧和第二复位弹簧分别套置在第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)上；第一复位弹簧的两端分别抵住第二滑槽的顶端和第一支撑板；第二复位弹簧的两端分别抵住第二滑槽的底端和第二支撑板。
5.根据权利要求1所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的倾斜调节组件(3-1)包括调节底座、第一弹簧(3-1-1)、顶杆(3-1-2)和第一传动块(3-1-3)；调节底座固定在攀爬机架(1)上；调节底座上开设有第一滑槽；第一传动块(3-1-3)滑动连接在第一滑槽内；顶杆(3-1-2)与第一传动块(3-1-3)固定；所述的第一弹簧(3-1-1)套置在顶杆(3-1-2)上；第一弹簧(3-1-1)的一端与第一滑槽的端口固定，另一端与第一滑槽的底壁固定。
6.根据权利要求1所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的平衡辅助机构(4)包括辅助抱爪(4-1)和第二弹簧(4-2)；两个呈弧形的辅助抱爪(4-1)分别转动连接在第一机架(1-1)的两侧壁上；两个辅助抱爪(4-1)的内凹部的朝向相反，能够在爬杆时环抱住被攀爬杆体的相反侧；第二弹簧(4-2)的两端分别与两个辅助抱爪(4-1)的内端连接；辅助抱爪(4-1)的内凹部设置有多个滚轮。
7.根据权利要求3所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的升降驱动机构(5)包括安装底座(5-1)、驱动电机(5-2)、主动齿轮、从动齿轮、第二传动块(5-3)和丝杠(5-4)；安装底座(5-1)固定在第一机架(1-1)上；主动齿轮和从动齿轮均转动连接在安装底座(5-1)上，且相互啮合；驱动电机(5-2)固定在安装底座(5-1)上，且输出轴与主动齿轮固定；丝杠(5-4)固定在从动齿轮上，且顶部与第一机架(1-1)转动连接；第二传动块(5-3)固定在第二机架(1-2)上，且与丝杠(5-4)螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的安装底座(5-1)包括横向段，以及分别连接在横向段两端的纵向段；安装底座(5-1)的两个纵向段分别与第一机架(1-1)和第二机架(1-2)的相背离的两个侧壁贴合；横...
【技术特征摘要】
1.一种可爬杆机器人，包括攀爬机架(1)；其特征在于：还包括攀爬机构(2)、倾斜调节机构(3)、平衡辅助机构(4)和升降驱动机构(5)；两个攀爬机架(1)之间滑动连接，并通过升降驱动机构(5)驱动进行上下相对运动；平衡辅助机构(4)安装在其中一个攀爬机架(1)上，用于抱住被攀爬杆体；
2.根据权利要求1所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：伸缩传动组件(3-2)包括滑块(3-2-1)、限位杆(3-2-3)、弹性复位组件和调节驱动件(3-2-4)；滑块(3-2-1)安装在攀爬机架(1)上；限位杆(3-2-3)固定在滑块(3-2-1)上；滑块(3-2-1)能够在限位杆(3-2-3)限定下沿着平行于被攀爬杆体轴线方向运动；调节驱动件(3-2-4)用于驱动滑块(3-2-1)沿着垂直于被攀爬杆体轴线方向运动；弹性复位组件用于在消除限位杆(3-2-3)的限定后，驱动滑块(3-2-1)在平行于被攀爬杆体轴线方向复位。
3.根据权利要求2所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：两个所述的攀爬机架(1)沿着垂直于被攀爬杆体的轴线方向，均依次开设有复位槽(3-2-8)、第二滑槽(3-2-9)和传动槽(3-2-10)；复位槽(3-2-8)、第二滑槽(3-2-9)和传动槽(3-2-10)相互连通；第二滑槽(3-2-9)的长度方向平行于被攀爬杆体的轴线方向；调节驱动件(3-2-4)固定在复位槽(3-2-8)内；滑块(3-2-1)能够在调节驱动件(3-2-4)的驱动下，在复位槽(3-2-8)和第二滑槽(3-2-9)之间滑动；同时，能够在限位杆(3-2-3)的限定下，在第二滑槽(3-2-9)内滑动；两个所述的攀爬机架(1)分别为靠近被攀爬杆体的第一机架(1-1)和远离被攀爬杆体的第二机架(1-2)；第一机架(1-1)的传动槽(3-2-10)与第二机架(1-2)的限位槽(3-2-2)相通；第二机架(1-2)的传动槽(3-2-10)与第一机架(1-1)的传动槽(3-2-10)相通。
4.根据权利要求2所述的一种可爬杆机器人，其特征在于：所述的弹性复位组件包括第一复位弹簧、第二复位弹簧、第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)；第二滑槽(3-2-9)的顶部和底部分别开设有第一导向槽和第二导向槽；第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)分别滑动连接在第一导向槽和第二导向槽内；第一导向杆(3-2-5)和第二导向杆(3-2-6)的外端分别固定有第一支撑板和第二支撑板；第一支撑板和第二支撑板的间...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪虹，钟嘉璐，陈先骋，王婧，卢飞，杜嘉俊，
申请(专利权)人：杭州师范大学钱江学院，
类型：发明
国别省市：
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