CN101492073B - 遥控爬杆爬绳机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人，特别涉及一种遥控爬杆爬绳机器人，由上行驱动电机(33)、上行驱动减速器(34)、下行驱动电机(5)、下行驱动减速器(6)、解自锁电机(16)、解自锁减速器(15)等组成，上外壳(40)和下外壳(28)内装有上机身架(36)和下机身架(17)；上机身架(36)上端与上自锁机架(4)一端铰连接，上自锁机架(4)另一端活动地装一个下行驱动辊(7)，中间固定有上自锁机架固定轴(39)，上自锁机架固定轴(39)上活动地装一个上自锁短杆(10)，该机器人可以爬绳或爬杆，攀爬灵活，速度快，连续性能好；结构简单，体积小，装卡方便；保证运行安全；成本低。

Description

遥控爬杆爬绳机器人

技术领域

本发明属于机器人，特别涉及一种遥控爬杆爬绳机器人。

背景技术

目前，爬杆、爬绳机器人种类较多，如国家专利局授权的专利号为200620088771.1“气动爬杆机器人”、专利号为200620088510.X“气动爬绳机器人”等，利用水平气缸抱杆，利用竖直气缸升降，从而达到攀爬目的，这种装置需要拖带风管，重量较大，行走速度较慢，制作成本高；专利号为200420041989.2的“管外爬杆机器人抓紧装置”，其攀爬目标有限，装夹过程较复杂，下行行走慢，没有快速行走措施。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种攀爬范围广，体积小，装卡方便，行速快，功能扩展能力强，可远距离无线操纵的遥控爬杆爬绳机器人。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种由上行驱动电机、上行驱动减速器、下行驱动电机、下行驱动减速器、解自锁电机、解自锁减速器、主控板、信号处理装置、上外壳和下外壳组成的遥控爬杆爬绳机器人，其特点是在上外壳和下外壳内装有上机身架和下机身架，上机身架上设有滑槽，下机身架上设有滑道，上机身架上端与上自锁机架一端铰连接，上自锁机架另一端活动地装一个下行驱动辊，中间固定有上自锁机架固定轴，上自锁机架固定轴上活动地装一个上自锁短杆，上自锁短杆中间与上自锁长杆铰连接，上自锁长杆活动地装在上机身架固定轴上，上机身架固定轴固定在上机身架上，上自锁长杆右端活动地装一个三角形上自锁压杆，上自锁长杆左端与上自锁短杆下端用上自锁弹簧连接，上自锁架上部活动地装一个上脱杆保护框；下机身架下部固定一个下机身架固定轴，在下机身架上面活动装一个下自锁机架，下自锁机架右端活动地装一个托辊，下自锁机架中间固定一个下自锁架固定轴与下自锁短杆上端铰连接，下自锁短杆与下自锁长杆铰接，下自锁长杆活动地装在下自锁长杆轴上，下自锁长杆轴固定在下机身架上，下自锁长杆左端头和下自锁短杆下端头之间用下自锁杆弹簧连接，下自锁长杆右端头活动地装一个三角形的下自锁压杆，下自锁长杆左端与解锁绳的一端固定连接，解锁绳另一端固定在解自锁减速器出轴上固定的解自锁绳轮上，下自锁机架上部活动地装一个下脱杆保护框；上行驱动减速器出轴活动地穿过上机身架与上行驱动装置曲柄一端固定连接，上行驱动装置曲柄下端与上行驱动装置连杆上端用销轴铰连接，上行驱动装置连杆下端用销轴与下机身架铰连接；上外壳上端装有行进探控器和工作器支撑杆，在工作器支撑杆端头装有工作器，在行进探控器上装一个压簧。

本发明的有益效果是：该机器人可以爬绳或爬杆，攀爬灵活，速度快，连续性能好；结构简单，体积小，装卡方便；功能扩展性强，只要更换工作器，就能适应井筒、吊桥等特殊地点的钢索检测探伤，气、液体远距离取样，深孔、绝壁、高障碍等特殊场所地观测、拍摄；高、深、远处、有毒、高低温、各种危险场所人员不易到达之处的工程作业项目；侦察、防暴、营救等场合需以特殊方法接近目标的作业任务；非返回式作业，如自毁式爆破，升降(爬上爬下)通过遥控装置全部实现自动化控制；设置了行进探控器，能自动识别攀爬物端点和障碍物，并作出相应反应，保证运行安全；成本低。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是遥控爬杆爬绳机器人的主视图。

图2是图1的右侧视图。

图3是图2的A-A局部断面图。

图中，1-行进探控器；2-压簧；3-上脱杆保护框；4-上自锁机架；5-下行驱动电机；6-下行驱动减速器；7-下行驱动辊；8-上自锁压杆；9-上自锁长杆；10-上自锁短杆；11-上自锁杆弹簧；12-上行驱动装置曲柄；13-上行驱动装置连杆；14-解自锁绳轮；15-解自锁减速器；16-解自锁电机；17-下机身架；17-1-滑道；18-下脱杆保护框；19-下自锁机架；19-1-托辊；20-下自锁短杆；21-下自锁长杆；22-下自锁压杆；23-下自锁杆弹簧；24-下自锁长杆轴；25-下自锁架固定轴；26-预留插槽；27-下机身架固定轴；28-下外壳；29-解锁绳；30-电池组；31-解自锁减速器出轴；32-主控板；33-上行驱动电机；34-上行驱动减速器；35-上行驱动减速器出轴；36-上机身架；36-1-滑槽；37-上机身架固定轴；38-信号处理装置；39-上自锁机架固定轴；40-上外壳；41-工作器支撑杆；42-工作器；43-爬杆；

具体实施方式

参照附图，一种遥控爬杆爬绳机器人，由上行驱动电机33、上行驱动减速器34、下行驱动电机5、下行驱动减速器6、解自锁电机16、解自锁减速器15、主控板32、信号处理装置38、上外壳40和下外壳28组成，其特点是在上外壳40和下外壳28内装有上机身架36和下机身架17，上机身架36上设有滑槽36-1，下机身架17上设有滑道17-1，滑道17-1在滑槽36-1中可上下滑行，上机身架36上端与上自锁机架4一端铰连接，上自锁机架4另一端活动地装一个下行驱动辊7，中间固定有上自锁机架固定轴39，上自锁机架固定轴39上活动地装一个上自锁短杆10，上自锁短杆10中间与上自锁长杆9铰连接，上自锁长杆9活动地装在上机身架固定轴37上，上机身架固定轴37固定在上机身架36上，上自锁长杆9右端活动地装一个三角形上自锁压杆8，上自锁长杆9左端与上自锁短杆10下端用上自锁弹簧11连接，上自锁架4上部活动地装一个上脱杆保护框3；下机身架17下部固定一个下机身架固定轴27，在下机身架17上面活动装一个下自锁机架19，下自锁机架19右端活动地装一个托辊19-1，下自锁机架19中间固定一个下自锁架固定轴25与下自锁短杆20上端铰连接，下自锁短杆20与下自锁长杆21铰接，下自锁长杆21活动地装在下自锁长杆轴24上，下自锁长杆轴24固定在下机身架17上，下自锁长杆21左端头和下自锁短杆20下端头之间用下自锁杆弹簧23连接，下自锁长杆21右端头活动地装一个三角形的下自锁压杆22，下自锁长杆21左端与解锁绳29的一端固定连接，解锁绳29另一端固定在解自锁减速器出轴31上固定的解自锁绳轮14上，下自锁机架19上部活动地装一个下脱杆保护框18；上行驱动减速器出轴35活动地穿过上机身架36与上行驱动装置曲柄12一端固定连接，上行驱动装置曲柄12下端与上行驱动装置连杆13上端用销轴活动连接，上行驱动装置连杆13下端用销轴与下机身架17活动连接；上外壳40上端装有行进探控器1和工作器支撑杆41，在工作器支撑杆41端头装有工作器42，在行进探控器1上装一个压簧2。在下外壳28上设有预留插槽26和动力源电池组30；固定在下机身架17上的解自锁减速器15为一级减速，解自锁减速器出轴31端头固定一个解自锁绳轮14，解自锁电机16出轴与解自锁减速器15的一轴连接；上行驱动减速器34固定在上机身架36上，为二级减速，上行驱动电机33的出轴与上行驱动减速器34的一轴连接；上自锁机架4上固定有下行驱动电机5和下行驱动减速器6，下行驱动辊7与下行驱动减速器6的出轴连接；在下外壳28内和上机身架36上固定有电气控制用的主控板32，在上外壳40内和上机身架36上固定有信号处理装置38，实施自动控制。

该机器人的工作过程及工作原理：首先将爬杆43或爬绳装卡在下行驱动辊7和上自锁压杆8之间，并用上脱杆保护框3框住，同样将爬杆43或爬绳装卡在托辊19-1和下自锁压杆22之间，并用下脱杆保护框18框住；向上爬行时，开启上行驱动电机33，通过上行驱动减速器34、上行驱动减速器出轴35带动上行驱动装置曲柄12转动，并通过上行驱动装置连杆13带动下机身架17及其上面设的滑道17-1在上机身架36上设有滑槽36-1内完成伸缩运动；再采用由上自锁机架4、上脱杆保护框3、下行驱动电机5、下行驱动减速器6、下行驱动滚7、上自锁压杆8上自锁长杆9、上自锁短杆10和上自锁弹簧11组成的上端自锁器，和由下自锁机架19、下自锁长杆21、下自锁短杆20、下自锁压杆22、下脱杆保护框18、托辊19-1和下自锁弹簧23组成的下端自锁器，使伸缩运动变成爬行运动；上下端自锁器均为单向自锁，向上爬行时自动解锁上行，向下时锁紧，不允许向下滑行，松开和锁紧是利用上下端自锁器与爬杆43之间的摩擦力；伸时下端自锁器锁紧，上端自锁器松开，缩时上端自锁器锁紧，下端自锁器松开，实现一步步上行。向下爬行时：启动解锁电机16和下行驱动电机5，通过上端自锁器和下端自锁器配合，下端自锁器用解锁绳29拉的松紧程度不同，来约束下行速度，下行的动力是靠下行驱动电机5带动的下行驱动辊7与爬杆43之间的摩擦力，使机器人向下爬行。可调节下行速度快慢。主控制板32接收遥控信号并对各驱动装置发出动作指令，信号处理装置38是接收和发射机器人所携带工作器42采集的信号；预留插槽26为增添仪器安装空间；上、下脱杆保护框3、18是防止机器人在运行中脱杆(绳)。

Claims (2)

1.一种遥控爬杆爬绳机器人，由上行驱动电机(33)、上行驱动减速器(34)、下行驱动电机(5)、下行驱动减速器(6)、解自锁电机(16)、解自锁减速器(15)、主控板(32)、信号处理装置(38)、上外壳(40)和下外壳(28)组成，其特征在于上外壳(40)和下外壳(28)内装有上机身架(36)和下机身架(17)；上机身架(36)上端与上自锁机架(4)一端铰连接，上自锁机架(4)另一端活动地装一个下行驱动辊(7)，中间固定有上自锁机架固定轴(39)，上自锁机架固定轴(39)上活动地装一个上自锁短杆(10)，上自锁短杆(10)中间与上自锁长杆(9)铰连接，上自锁长杆(9)活动地装在上机身架固定轴(37)上，上机身架固定轴(37)固定在上机身架(36)上，上自锁长杆(9)右端活动地装一个三角形上自锁压杆(8)，上自锁长杆(9)左端与上自锁短杆(10)下端用上自锁弹簧(11)连接，上自锁架(4)上部活动地装一个上脱杆保护框(3)；下机身架(17)下部固定一个下机身架固定轴(27)，在下机身架(17)上面活动装一个下自锁机架(19)，下自锁机架(19)右端活动地装一个托辊(19-1)，下自锁机架(19)中间固定一个下自锁架固定轴(25)与下自锁短杆(20)上端铰连接，下自锁短杆(20)与下自锁长杆(21)铰接，下自锁长杆(21)活动地装在下自锁长杆轴(24)上，下自锁长杆轴(24)固定在下机身架(17)上，下自锁长杆(21)左端头和下自锁短杆(20)下端头之间用下自锁杆弹簧(23)连接，下自锁长杆(21)右端头活动地装一个三角形的下自锁压杆(22)，下自锁长杆(21)左端与解锁绳(29)的一端固定连接，解锁绳(29)另一端固定在解自锁减速器出轴(31)上固定的解自锁绳轮(14)上；下自锁机架(19)上部活动地装一个下脱杆保护框(18)；上行驱动减速器出轴(35)活动地穿过上机身架(36)与上行驱动装置曲柄(12)一端固定连接，上行驱动装置曲柄(12)下端与上行驱动装置连杆(13)上端用销轴活动连接，上行驱动装置连杆(13)下端用销轴与下机身架(17)活动连接；上外壳(40)上端装有行进探控器(1)和工作器支撑杆(41)，在工作器支撑杆(41)端头装有工作器(42)，在行进探控器(1)上装一个压簧(2)。

2.根据权利要求1所述的遥控爬杆爬绳机器人，其特征在于上机身架(36)上设有滑槽(36-1)，下机身架(17)上设有滑道(17-1)。

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