一种转位爬杆机构的制作方法

本实用新型涉及施工机械技术领域，尤其涉及一种转位爬杆机构。

背景技术：

机器人现已广泛应用于生产、生活的各个领域，在现代生活中，高空作业不断增加，如高楼清洗、油漆、喷涂料、救护、大桥缆绳的检查和维护、电力系统架设电缆、瓷瓶清洁等等。这些给高空作业的工作人员带来了很大的安全隐患。爬杆机器人能够按照人们预设的动作、代替工人完成各种高空作业，改善了工人的工作条件。但是，在实际高空作业中，经常会遇到特殊情况需要随时调整爬杆方向，而传统的爬杆机器人的爬杆机构多为固定的卡死自锁装置，仅能够在同一方向上的上下运动，需要爬下杆体重新调整爬杆方向完成作业，无法在爬杆过程中转位，给实际作业带来了诸多不便，工作效率低，大大增加了作业成本。

中国专利文献上公开了“双向爬杆机构”，其公告号为CN202516241U，该实用新型主要由上自锁层、固定层、下自锁层、传动链和连杆组成，通过电机带动曲杆做回转运动，从而使滑块沿着滑杆做横向直线式往复移动，再由与滑块铰接的连杆转换成纵向式直线式往复移动，实现交替卡死、双向爬动，解决了市面上同样装置只能单向工作的弊端。但是，该实用自锁层采用半圆形结构，结构复杂，成本高，操作不便。

技术实现要素：

本实用新型为了克服传统爬杆机器人无法在爬杆过程中完成转位的问题，提供了一种结构简单、操作灵活、具有侦测功能的转位爬杆机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种转位爬杆机构，包括夹紧机构，动力元件和转位机构，所述夹紧机构由设置于滑杆两端的机械爪装置构成，所述转位机构与滑杆的底部滑动连接，所述动力元件用于控制机械爪装置的上下提升和滑杆与转位机构的相对滑动。

作为优选，所述转位爬杆机构还包括位于滑杆两端的上固定板和下固定板，所述滑杆包括两个固定滑杆和两个转位滑杆，所述转位机构包括设于上固定板和下固定板内侧的滑动槽和套接于转位滑杆下端的轴承组件，所述转位滑杆的两端嵌入滑动槽内，并通过轴承组件实现转位，转位滑杆带动机械爪装置实现转位。

作为优选，所述机械爪装置包括第一机械爪组件和第二机械爪组件，所述第一机械爪组件包括一号卡爪和四号卡爪，所述一号卡爪和四号卡爪分别套接于两个固定滑杆的上端和下端，并相对交错抱紧杆体；所述第二机械爪组件包括二号卡爪和三号卡爪，所述二号卡爪和三号卡爪分别套接于两个转位滑杆的上端和下端，并相对交错抱紧杆体。

作为优选，所述一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪和四号卡爪分别通过销轴与电推杆铰接，所述电推杆用于分别控制一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪和四号卡爪的开合。

作为优选，所述第一机械爪组件的打开角度大于第二机械爪组件的打开角度。

作为优选，所述上固定板和下固定板为弧形结构，所述滑动槽为与上固定板和下固定板外边缘平行的弧形结构。

作为优选，所述动力元件包括与转位滑杆连接的一号伺服电缸，与固定滑杆连接的二号伺服电缸和与转位滑杆连接的减速电机，所述下固定板的滑动槽内部设有齿轮和弧形齿轮条，所述减速电机通过带动齿轮沿弧形齿轮条移动，实现转位滑杆的转位。使用伺服电缸可以结合控制器对单个工作行程进行自由控制，对杆下动力源要求较小。

作为优选，所述一号卡爪上设有传感器，所述传感器用于侦测路障和杆体的终点。

传感器安装于一号卡爪的上端面，可选为现有的红外线或超声波传感器，共分为两部分，一是需要检测伺服气缸动作是否已经到达了极限位置，二是需要检测机器人是否已经爬到了杆的终点，如果到了终点却没有收到停止命令，机器人应能够自动停止爬升，以保证安全。

一种爬杆机器人，所述爬杆机器人包括上述任意一种转位爬杆机构。

因此，本实用新型具有如下有益效果：结构简单，操作灵活可靠，有效实现了爬杆机器人在爬杆过程中的转位需求，同时传感器设计能够保证安全性，降低维修成本，简单的结构设计大幅度减少爬杆机器人的自重，提高负载能力。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的局部仰视图。

图3是本实用新型的局部俯视图。

图4是本实用新型第一机械爪组件抱紧状态的俯视图。

图5是本实用新型第一机械爪组件打开状态的俯视图。

图6是本实用新型第二机械爪组件抱紧状态的俯视图。

图7是本实用新型的局部拆解图。

图中：一号卡爪1，二号卡爪2，三号卡爪3，四号卡爪4，上固定板5，下固定板6，滑动槽7，固定滑杆8，转位滑杆9，轴承组件10，齿轮11，弧形齿轮条12，销轴13，电推杆14，传感器15，一号伺服电缸16，二号伺服电缸17，减速电机18。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如图1-7所示，一种转位爬杆机构，包括夹紧机构，动力元件，转位机构，弧形的上固定板5，弧形的下固定板6，两个固定滑杆8和两个转位滑杆9，其中夹紧机构由设置于滑杆两端的机械爪装置构成，机械爪装置包括第一机械爪组件和第二机械爪组件，第一机械爪组件包括分别套接于两个固定滑杆的上端和下端，并相对交错抱紧杆体的一号卡爪1和四号卡爪4；第二机械爪组件包括分别套接于两个转位滑杆的上端和下端，并相对交错抱紧杆体的二号卡爪2和三号卡爪3。一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪和四号卡爪分别通过销轴13与电推杆14铰接，电推杆用于分别控制一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪和四号卡爪的开合。一号卡爪上设有用于侦测路障和杆体的终点的传感器15。转位机构包括设于上固定板和下固定板内侧的与上固定板和下固定板外边缘平行的弧形结构的滑动槽7和套接于转位滑杆下端的轴承组件10，转位滑杆的两端嵌入滑动槽内，并通过轴承组件实现转位滑杆相对于上固定板和下固定板的滑动转位；动力元件包括与转位滑杆固定连接的1号伺服电缸16，与固定滑杆连接的2号伺服电缸机17和与转位滑杆连接的减速电机18，下固定板的滑动槽内部设有齿轮11和弧形齿轮条12，减速电机通过带动齿轮沿弧形齿轮条移动，实现转位滑杆相对于上固定板和下固定板的滑动转位。第一机械爪组件的打开角度大于第二机械爪组件的打开角度（结合图4和图6）。

一种包含上述转位爬杆机构的爬杆机器人，其完成爬杆转位动作的步骤具体如下：

爬杆过程：

（1）一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪，四号卡爪同时抓紧杆体；

（2）三号卡爪和四号卡爪同时松开杆体；

（3）一号伺服电缸和二号伺服电缸开始工作收缩，使三号卡爪和四号卡爪往上提升；

（4）三号卡爪和四号卡爪同时抓紧杆体；

（5）一号卡爪和二号卡爪同时松开杆体；

（6）一号伺服电缸和二号伺服电缸开始工作推升，使一号卡爪和二号卡爪往上提升；

（7）一号卡爪和二号卡爪同时抓紧杆体；

（8）循环以上动作，到达相应位置，传感器报警，完成爬杆。

转位过程：

（1）一号卡爪，二号卡爪，三号卡爪，四号卡爪同时抓紧杆体；

（2）二号卡爪和三号卡爪同时松开杆体；

（3）减速电机带动齿轮沿着弧形内齿条移动，同时使得轴承组件带动转位滑杆、一号伺服电缸及附件一起移动；

（4）移动到位后二号卡爪和三号卡爪同时抓紧杆体；

（5）一号卡爪和四号卡爪同时松开杆体；

（6）减速电机带动齿轮沿着弧形内齿条移动，同时带动上固定板和下固定板，固定滑杆、2号伺服电缸及附件一起使一号卡爪和四号卡爪移动到与二号卡爪和三号卡爪相同位置；

（7）循环以上动作，到达相应位置，完成转位。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。