一种丝杆推动型爬杆机器人的制作方法

本发明涉及一种爬杆机器人，特别涉及一种可以适应多截面形状的丝杆推动型爬杆机器人。

技术背景

随着我国经济建设不断发展，科学技术水平日益提升，各种杆体或者管体结构在人们生活中应用越来越广泛，如天然气管道、水管、电线杆、路灯杆等，高空作业成为了当今社会越来越普遍的工作任务。各种相关企业机构需要一款能够在杆体上爬行的机器人，从而代替人工爬杆的高空作业，一方面，使工作的效率大大提高；另一方面，让工作人员从危险的工作环境中解脱出来。因而，需要设计一种可以代替工作人员进行高空作业的爬杆机器人，并且需要有能携带重物、能适应多种形状截面、攀爬迅速、可以直线式或螺旋式或旋转一定角度式爬杆的爬杆机器人。

技术实现要素：

本发明针对上述的技术需求，提供一种可以适应多种截面形状的利用丝杆推动的爬杆机器人，该机器人可以适应各种不同直径、不同形状的杆柱，并且可以实现直线攀爬、螺旋式攀爬、一边攀爬一边旋转一定角度、携带重物等功能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种丝杆推动型爬杆机器人，包括移动车体、固定在所述移动车体上的爬杆机械臂，

所述的移动车体包括车体支架、设置在所述车体支架底部的轮子，所述轮子与驱动电机相连接；

所述爬杆机械臂包括：丝杆电机、联轴器、丝杆、丝杆套、滑块、锁紧螺钉、两根连杆、两根抱紧臂、两个电机座、两个爬升电机、两个主动摩擦轮、一个从动摩擦轮、设有滑槽的T形机架，

所述丝杆电机固定在机架后端，并通过联轴器与丝杆连接；所述丝杆套套在丝杆上，并且通过螺钉与活动设置在T形机架滑槽内的滑块连接，两根连杆的一端通过固定在滑块上的锁紧螺钉活动铰接，另一端通过销轴分别与两根抱紧臂的尾端活动铰接，两根抱紧臂分别通过固定销轴铰接在机架前端的左右两侧，两个电机座通过螺钉螺母分别固定在两个抱紧臂上，两个爬升电机通过螺钉分别固定在两个电机座上，所述主动摩擦轮安装在爬升电机输出轴上，所述从动摩擦轮安装在车体支架上，与两个主动摩擦轮一起夹紧杆体。

爬杆机器人工作时，丝杆电机转动，通过联轴器带动丝杆转动，使丝杆套向前推动滑块，使两根连杆的夹角增大，并推动抱紧臂旋转一定角度使两个抱紧臂之间夹角减小，从而使爬升电机和主动摩擦轮夹紧杆柱；夹紧杆柱后，爬升电机带动主动摩擦轮转动，从而使主动摩擦轮沿着杆柱向上滚动，从动摩擦轮也沿着杆柱向上滚动，整个爬杆机器人实现爬杆的动作。

进一步地，所述的抱紧臂和电机座上开有通过调整两个电机座的位置来调节两个爬升电机的夹角及相对位置关系的直槽口，使用前，可以通过调节螺钉在直槽口上的位置来调节两个电机座的位置来控制两个运输电机的夹角，从而适应不同直径、不同截面形状的管材、棒材。

进一步地，所述的主动摩擦轮和从动摩擦轮包括塑料轮和硅胶圈，所述硅胶圈套在塑料轮上，所述主动摩擦轮的塑料轮直接固定在爬升电机的电机轴上，硅胶圈摩擦力系数较大，可提高对管料的摩擦力，防止打滑。

进一步地，所述的从动摩擦轮还包括单向轴承，所述的从动摩擦轮的塑料轮套在单向轴承上，所述单向轴承固定在车体支架上，由于单向轴承的作用，机器人在爬杆时不会倒退。

进一步地，所述连杆与锁紧螺钉活动铰接的一端设置有轴承，所述锁紧螺钉与轴承内孔相配合。

进一步地，所述轴承为深沟球轴承。

进一步地，所述车体支架由角铝通过螺钉连接搭建而成，能很好的减少自重。

进一步地，还包括车体支架上设置有用于向各电机提供电力的电池，便于在不便提供电力的户外使用。

进一步地，所述爬升电机为调速电机，通过调节两个爬升电机的转速，从而调节主动摩擦轮的转速，使机器人在爬升的同时可以绕着杆柱旋转一定角度，从而可以实现直线爬升、螺旋式爬升、绕固定角度爬升等动作。

本发明与现有技术相比的优点和有益效果是，该爬杆机器人可以通过改变两个主动摩擦轮的角度来适应不同直径、不同截面形状的杆柱，从而可以再多种杆柱上爬行；本发明通过爬升电机带动主动摩擦轮爬升的方式，既能大幅度提高爬杆机器人的爬杆速度，而且三个摩擦轮互成120度角能够很好地夹紧杆柱，并且从动摩擦轮上有单向轴承，防止爬杆机器人在爬杆或者停在杆上时出现倒退现象；本发明能通过调节轮子的不同转速来实现在平地上移动、越障，同时，本发明利用丝杆上螺纹的自锁来实现两个抱紧臂的自锁，使机械臂抱紧管材后不会松开或脱落，能够稳定地实现爬升作业，适用于各种不同技术领域的高空作业，如电力系统架设电缆、高空水管的检查、高空灯管的维修、建筑装修喷漆等，能给检测的工作人员带来很大便利，减小了高空作业的危险性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体轴测示意图。

图2为本发明一个实施例的丝杆推动结构的局部结构示意图。

图3为本发明一个实施例的滑块部分的局部机构示意图。

图4为本发明一个实施例的滑块与连杆连接的轴测示意图。

图5为本发明爬杆状态的示意图。

图中序号为：1—车体支架、2—主动摩擦轮、3—从动摩擦轮、4—爬升电机、5—电机座、6—抱紧臂、7—连杆、8—滑块、9—丝杆套、10—丝杆、11—联轴器、12—丝杆电机、13—电池、14—轮子、15—锁紧螺钉、16—深沟球轴承；17-机架。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步的描述。

如图1至图4所示，一种丝杆推动型爬杆机器人，包括移动车体、固定在所述移动车体上的爬杆机械臂，

所述的移动车体包括由角铝通过螺钉连接搭建而成的车体支架1、设置在所述车体支架1底部的轮子14，所述轮子14与驱动电机相连接；

所述爬杆机械臂包括：丝杆电机12、联轴器11、丝杆10、丝杆套9、滑块8、锁紧螺钉15、两根连杆7、两根抱紧臂6、两个电机座5、两个爬升电机4、两个主动摩擦轮2、一个从动摩擦轮3、设有滑槽的T形机架17，

所述丝杆电机12固定在机架17后端，并通过联轴器11与丝杆10连接；所述丝杆套9套在丝杆10上，并且通过螺钉与活动设置在T形机架17滑槽内的滑块8连接，两根连杆7的一端通过固定在滑块8上的锁紧螺钉15活动铰接，另一端通过销轴分别与两根抱紧臂6的尾端活动铰接，两根抱紧臂6分别通过固定销轴铰接在机架17前端的左右两侧，两个电机座5通过螺钉螺母分别固定在两个抱紧臂6上，两个爬升电机4通过螺钉分别固定在两个电机座5上，所述主动摩擦轮2安装在爬升电机4输出轴上，所述从动摩擦轮3安装在车体支架1上，与两个主动摩擦轮2一起互成120度夹紧杆体。

在一个实施例中，如图2和图3所示，所述的抱紧臂6和电机座5上开有通过调整两个电机座5的位置来调节两个爬升电机4的夹角及相对位置关系的直槽口，使用前，可以通过调节螺钉在直槽口上的位置来调节两个电机座的位置来控制两个运输电机的夹角，从而适应不同直径、不同截面形状的管材、棒材。

在一个实施例中，所述的主动摩擦轮2和从动摩擦轮3包括塑料轮和硅胶圈，所述硅胶圈套在塑料轮上，所述主动摩擦轮2的塑料轮直接固定在爬升电机4的电机轴上，硅胶圈摩擦力系数较大，可提高对管料的摩擦力，防止打滑。

在一个实施例中，所述的从动摩擦轮3还包括单向轴承，所述的从动摩擦轮3的塑料轮套在单向轴承上，所述单向轴承固定在车体支架1上，由于单向轴承的作用，机器人在爬杆时不会倒退。

在一个实施例中，所述连杆7与锁紧螺钉15活动铰接的一端设置有深沟球轴承，所述锁紧螺钉15与轴承内孔相配合，从而减少铰接处的摩擦。

在一个实施例中，车体支架1上设置有用于向各电机提供电力的电池13，可用于向整个爬杆机器人提供电力，便于在不便提供电力的户外使用。

在一个实施例中，所述爬升电机4为调速电机，通过调节两个爬升电机的转速，从而调节主动摩擦轮的转速，使机器人在爬升的同时可以绕着杆柱旋转一定角度，从而可以实现直线爬升、螺旋式爬升、绕固定角度爬升等动作。

如图5所示，爬杆机器人工作时，丝杆电机转动，通过联轴器11带动丝杆10转动，使丝杆套向前推动滑块，使两根连杆7的夹角增大，并推动抱紧臂旋转一定角度使两个抱紧臂之间夹角减小，从而使爬升电机和主动摩擦轮夹紧杆柱；夹紧杆柱后，爬升电机4带动主动摩擦轮2转动，从而使主动摩擦轮2沿着杆柱向上滚动，从动摩擦轮3也沿着杆柱向上滚动，整个爬杆机器人实现爬杆的动作。所述的丝杆推动型爬杆机器人可以通过调节两个爬升电机4的转速，从而调节主动摩擦轮的转速，使机器人在爬升的同时可以绕着杆柱旋转一定角度，从而可以实现直线爬升、螺旋式爬升、绕固定角度爬升等动作。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。