【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种角钢塔攀爬机器人及攀爬方法。
技术介绍
1、随着我国社会的不断发展和科技的日益进步，如何提高电力系统的稳定性和可靠性已经成为亟待解决的问题。高压输电线路作为维护电力系统安全稳定的重要一环，其正常运行已经成为关注的重点。高压输电角钢铁塔由于长时间暴露在室外一年四季变化的空气中，容易产生螺栓腐蚀和松动的现象，定期对角钢塔的巡检和维护工作已经成为电力系统长期保持稳定运转的重要手段。对于输电铁塔的监测，还是借助人工服务线路巡视为主导，但由于我国的输电铁塔分布广泛，且分布的地带多为城镇乡村或高山农林等地形复杂的环境中，角钢塔的检测维修依靠人工不仅效率低下，而且容易出现安全隐患，造成生命财产的损失。根据2020年的国家能源局的数据统计，在发生的电力事故中，从事故类型来看，占比排在前三的事故类型为高处坠落、触电和物体打击，其中高处坠落事故占比28%。当前机器人行业也逐渐成为国家大力发展的热门行业，各种新型机器人的研发和应用已经逐渐走向模块化、智能化。由此可见，角钢塔攀爬和紧固机器人的研制十分重要。
2、目前，我国在特高压铁塔的攀爬和螺栓紧固机器人的研制和应用存在稳定性低下、结构复杂、体积大笨重、越障能力差等缺点，例如专利技术专利cn102815348a公开了一种四足攀爬机器人，由于手爪的设计结构为单一线条型，在攀爬过程中，手爪难以提供足够的抓握力，导致在抓紧输电塔主体材料时容易发生滑脱。所以，研制一种新型高效稳定的特高压铁塔攀爬和螺栓紧固机器人可以大大弥补当前研究的不足，具有十分现实的意义。>
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种角钢塔攀爬机器人及攀爬方法，以解决角钢塔攀爬机器人存在稳定性低下、结构复杂、体积大笨重及越障能力差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述方案实现的：
3、本专利技术提供一种角钢塔攀爬机器人，包括吸震板、尺蠖式攀爬机构和腕部定位机构；
4、尺蠖式攀爬机构包括前臂、后臂、丝杠、丝杠螺母和步进电机，前臂和后臂的一端分别铰接于吸震板两端，丝杠螺母和步进电机分别铰接于前臂和后臂中部，步进电机的输出端固定连接丝杠，丝杠螺纹连接丝杠螺母；
5、腕部定位机构包括夹爪外壳、腕部电机、蜗杆轴、蜗轮、机械夹爪和电磁铁，腕部电机固定在夹爪外壳上，腕部电机的输出端固定连接蜗杆轴，蜗杆轴和蜗轮轴转动连接于夹爪外壳内，蜗杆轴上的齿和蜗轮啮合，前臂和后臂的另一端分别固定连接一腕部定位机构中伸出夹爪外壳两侧的蜗轮轴，两机械夹爪固定连接于夹爪外壳下方且位于前部两侧，电磁铁固定连接于夹爪外壳下方且位于后部，机械夹爪和电磁铁分别与角钢塔的脚钉和角钢塔的表面可拆卸地固定连接。
6、进一步地，吸震板为弧形，吸震板包括钢质框架和中间填料，中间填料填充于钢质框架内，中间填料为橡胶材质且为两层。
7、进一步地，吸震板两端均设置有一铰接部，铰接部包括两个铰接板，两个铰接板相距设置且关于吸震板板厚向的中心对称，铰接板上开设有铰接孔，前臂和后臂的一端通过平头带孔销轴、开口销与铰接孔的安装配合分别铰接于一铰接部的两个铰接板之间。
8、进一步地，前臂和后臂均包括两等长配对的连杆，连杆的一端和中部开设有铰孔，用于铰接吸震板、丝杠螺母和步进电机。
9、进一步地，还包括夹爪底板支架和电磁铁支撑板，夹爪底板支架固定连接于夹爪外壳下方，两机械夹爪对称地固定连接于夹爪地板支架下方且位于前部两侧，两电磁铁支撑板对称地固定连接于夹爪底板支架下方且位于后部两侧，两电磁铁分别固定连接于一电磁铁支撑板下方。
10、进一步地，夹爪底板支架包括上板和两边板，夹爪底板支架的横截面呈无下底的等腰梯形，两腰所对应边板的夹角为90°。
11、进一步地，蜗杆轴和蜗轮为垂直布置。
12、进一步地，夹爪外壳的上、下两侧和左、右两侧开设有轴承孔，轴承孔上安装有轴承，轴承承载蜗杆轴和蜗轮轴。
13、进一步地，前臂、后臂和夹爪外壳于其强度承载能力强的位置镂空有若干规则的孔。
14、本专利技术提供一种前述角钢塔攀爬机器人的攀爬方法，包括：
15、动作a：一腕部定位机构通过其机械夹爪和电磁铁固定在角钢塔的一脚钉及相邻的角钢塔表面上，另一腕部定位机构在尺蠖式攀爬机构的步进电机驱动丝杠至丝杆螺母而将前臂斥离后臂以及其腕部电机驱动蜗杆轴至蜗轮而夹爪外壳相对于前臂转动的协同控制下向角钢塔的下一脚钉攀爬和定位；
16、动作b：另一腕部定位机构通过其机械夹爪和电磁铁固定在角钢塔的下一脚钉及相邻的角钢塔表面上，一腕部定位机构在尺蠖式攀爬机构的步进电机驱动丝杠至丝杆螺母而将后臂靠近前臂以及其腕部电机驱动蜗杆轴至蜗轮而夹爪外壳相对于后臂转动的协同控制下向另一腕部定位机构离开的角钢塔的一脚钉攀爬和定位；
17、重复动作a和动作b。
18、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果为：
19、1、从攀爬主体灵活性而言，摒弃了传统的复杂，体积过大而笨重的结构，以仿尺蠖的运动模式，通过采用双边对称的机械臂结构，以梯形丝杠机构带动双臂伸缩实现摆动前进，结构简易灵活。
20、2、从克服攀爬所产生的冲击性而言，在原本连接前后臂的一个顶部关节改为两个顶部关节，在中间设置了橡胶钢板复合吸震弧形板，在机构中引入了一定的柔性，起到了良好的吸振作用，减少冲击振动，提高机构的稳定性和使用寿命。
21、3、从足部固定的稳定性而言，新型电磁复合结构采用了三点定位原理，最大程度确保了夹持的可靠性和稳定性。
22、4、从减轻臂部和腕部自身重量角度而言，分别在强度承载能力较强的位置设置类椭圆形或者三角形的孔，进一步减轻机构总体质量。
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1.一种角钢塔攀爬机器人，其特征在于，包括吸震板、尺蠖式攀爬机构和腕部定位机构；
2.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，吸震板为弧形，吸震板包括钢质框架和中间填料，中间填料填充于钢质框架内，中间填料为橡胶材质且为两层。
3.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，吸震板两端均设置有一铰接部，铰接部包括两个铰接板，两个铰接板相距设置且关于吸震板板厚向的中心对称，铰接板上开设有铰接孔，前臂和后臂的一端通过平头带孔销轴、开口销与铰接孔的安装配合分别铰接于一铰接部的两个铰接板之间。
4.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，前臂和后臂均包括两等长配对的连杆，连杆的一端和中部开设有铰孔，用于铰接吸震板、丝杠螺母和步进电机。
5.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，还包括夹爪底板支架和电磁铁支撑板，夹爪底板支架固定连接于夹爪外壳下方，两机械夹爪对称地固定连接于夹爪地板支架下方且位于前部两侧，两电磁铁支撑板对称地固定连接于夹爪底板支架下方且位于后部两侧，两电磁铁分别固定连接于一电磁铁支撑板下方。
...【技术特征摘要】
1.一种角钢塔攀爬机器人，其特征在于，包括吸震板、尺蠖式攀爬机构和腕部定位机构；
2.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，吸震板为弧形，吸震板包括钢质框架和中间填料，中间填料填充于钢质框架内，中间填料为橡胶材质且为两层。
3.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，吸震板两端均设置有一铰接部，铰接部包括两个铰接板，两个铰接板相距设置且关于吸震板板厚向的中心对称，铰接板上开设有铰接孔，前臂和后臂的一端通过平头带孔销轴、开口销与铰接孔的安装配合分别铰接于一铰接部的两个铰接板之间。
4.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，前臂和后臂均包括两等长配对的连杆，连杆的一端和中部开设有铰孔，用于铰接吸震板、丝杠螺母和步进电机。
5.根据权利要求1所述角钢塔攀爬机器人，其特征在于，还包括夹爪底板支架和电磁铁支撑板，夹爪底板支架固定连接于夹...
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