安装板3-4和螺钉或螺栓安装在位于下方的支座7的长支撑杆7-3上，电机3-2通过螺钉或螺栓与安装板3-5相固定，安装板3_5通过螺钉或螺栓与安装板3-4相固定。电机3-2的轴与螺杆式起重机3-1的驱动轴输入端通过联轴器连接。升降螺杆3-3的上端设置有万向联轴节3-6，万向联轴节3-6通过螺钉或螺栓与安装板3-7相连。安装板3-7通过其4个安装孔3-7.1和螺钉或螺栓安装在位于上方的支座7的长支撑杆7-3上。
[0041]改变支座7上的斜支撑杆7-5的长度，可以改变长支撑杆7-3的俯仰角度，由此可实现对升降机构3的升降螺杆3-3的轴线方向的调整。
[0042]参见图1，升降机构3通过驱动其升降螺杆3-3上下移动，实现将上下两攀爬单元2拉近或远离，为此，上下两攀爬单元2之间设置有用以检测上下攀爬单元被拉近或远离的幅度的位移传感器8。位移传感器8的两端分别固定在上下两攀爬单元2的机架4上。利用位移传感器8能够方便灵活地设定攀爬机器人的攀爬步幅，更精确地控制升降机构3的驱动距离，与攀爬机器人上携带的测量设备相配合，可以使得测量更加方便。
[0043]具体实施时，也可以将升降机构3的螺杆式起重机的安装在位于上方的支座7上，而将升降螺杆3-3的下端与位于下方的支座7相连。
[0044]除了设置位移传感器8之外，也可以通过在升降机构3上和/或机架4上设置用于检测两攀爬单元2相互接近或远离的限位开关，来控制攀爬机器人的攀爬步幅。而且，升降机构3的数量也不限于4个，可以是2个、3个或者更多个，并且设置方式也不限于均布。
[0045]由于被攀爬物I的形状变化，攀爬过程中，机架4的相对位置关系发生变化时，会导致升降机构3的扭曲；这种扭曲会对升降机构3产生剪切或扭转应力。通过万向联轴节
3-6连接可以减小升降机构3所受的横向力，延长升降机构3的寿命，使攀爬运动更顺畅，降低运动中的能耗。
[0046]攀爬机器人向上攀爬时，下方攀爬单元2夹紧被攀爬物I，上方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降螺杆3-3向上移动，顶推上方攀爬单元2向上运动；升降螺杆3-3移动到设定位置后，上方攀爬单元2夹紧被攀爬物I，下方攀爬单元2释放被攀爬物I，升降螺杆3-3翻转，拉动下方攀爬单元2向上运动；升降螺杆3-3收回到设定位置后，下方攀爬单元2再次夹紧被攀爬物I，上方攀爬单元再次释放被攀爬物I ;如此重复，实现攀爬机器人在被攀爬物上的向上攀爬。
[0047]攀爬机器人向下攀爬时，上方攀爬单元2夹紧被攀爬物I，下方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降机构3驱动下攀爬单元2向下运动；升降螺杆3-3伸展到设定位置后，下方攀爬单元2夹紧被攀爬物1，上方攀爬单元2释放被攀爬物1，升降螺杆3-3收回，驱动上方攀爬单元2向下运动；升降螺杆3-3收回到设定位置后，上方攀爬单元2再次夹紧被攀爬物1，下方攀爬单元再次释放被攀爬物I ;如此重复，实现攀爬机器人在被攀爬物上的向下攀爬。
[0048]本发明攀爬机器人使用时，既可以将相关设备安装在上方攀爬单元上，也可以将相关设备安装在下方攀爬单元上，还可以在上方或下方攀爬单元上设置专门的承重平台，以承载相关设备，并辅助相关设备工作。
[0049]图11为本发明攀爬机器人上设置有承重平台时的一种应用示例。
[0050]如图11、图12所示，承重平台9安装在上方攀爬单元2上，为此，上方攀爬单元的机架4的上层圈梁4-1上设置有一环形滑道4-6，该环形滑道4-6通过8根立柱4_7焊接固定在圈梁4-1上。环形滑道4-6同样由管材制成。
[0051]如图13所示，承重平台9顶面设置有两个同心的圆环形圈梁9-1和9-2，圈梁9_1和圈梁9-2之间通过12根横撑9-4焊接连接。圈梁9-2下方设置有与其等大的圈梁9_3，圈梁9-2和圈梁9-3之间通过8根立柱9-5焊接连接，横撑9_4和圈梁9_3之间焊接有斜撑9-6。圈梁9-2的径向里侧为供被攀爬物I穿过的通道6。与攀爬单元2的机架4类似，承重平台9的环形框架同样可以由若干部分沿周向拼接而成。
[0052]圈梁9-3的下表面上固定有一外齿圈9-7，外齿圈9_7的下表面上固定有12根立柱9-8，每跟立柱9-8的下端均设置有滚轮9-9。承重平台9通过将滚轮9_9插装到滑道
4-6中而可旋转安装在上方攀爬单元2的机架4上。
[0053]承重平台9与上方攀爬单元2的机架4之间设置有驱动机构，该驱动机构由与外齿圈相啮合的小齿轮、传动机构、电机构成。驱动机构安装在机架4上，驱动机构利用其小齿轮驱动外齿圈9-7旋转，实现承重平台9在上方攀爬单元2上的旋转。可以绕被攀爬物I转动的承重平台9为测量仪器沿周向检测被攀爬物I或向四周进行观测提供了便利。
[0054]上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。
【主权项】
1.一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；其特征在于，夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。2.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述支撑面由两个平行设置的长支撑杆构成；所述长支撑杆的伸出端与所述斜支撑杆的一端铰接，固定端设置有螺纹，通过螺母固定在支座的安装板上。3.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述斜支撑杆由两根螺杆和一螺纹套筒组成，旋转所述螺纹套筒可以调节斜支撑杆的长度。4.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述压盘面对被攀爬物一侧盘面上还设置有触觉传感器，该触觉传感器在压盘顶压到被攀爬物后触发，由此使该压盘所在的所述夹紧螺杆暂停运动，直至所有夹紧螺杆上的压盘全部顶压到被攀爬物后，所有夹紧螺杆再同时向被攀爬物运动。5.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述机架上还设置有用于控制所述夹紧螺杆向远离被攀爬物方向运动时的远止点位置的限位开关。6.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧机构的数量为4个，该4个夹紧机构环绕所述通道周向均布。7.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧机构安装在所述机架上与所述通道垂直的同一支撑面上。8.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述机架为圆环状，并且，该圆环状机架由若干部分沿周向拼接而成。9.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述夹紧螺杆与所述压盘相对一端设置有一套筒，该套筒一端带有螺纹孔并通过该螺纹孔与夹紧螺杆端头螺接固定，套筒另一端带有导向孔，该导向孔直径小于套筒内腔直径，压盘面对夹紧螺杆一侧表面上固定有一销轴，该销轴自由端带有径向凸台，所述销轴插装在套筒中，销轴轴身与套筒一端的导向孔滑动配合，销轴上的凸台位于套筒内腔中，所述压簧插装在套筒中并被夹持在套筒筒底与销轴端面之间。
【专利摘要】本发明公开了一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，升降机构驱动两攀爬单元交替沿被攀爬物移动而实现攀爬机器人的攀爬；还包括使支座的支撑面俯仰角度可调的斜支撑杆。本发明的攀爬机器人通过环状攀爬单元设计获得较强的负重能力，可以携带人员和设备进行攀爬树木，方便科研人员对树木的生长状态进行研究。
【IPC分类】B62D57/024
【公开号】CN105000079
【申请号】CN201510475961
【发明人】周玉成, 葛浙东, 鲁守银, 侯晓鹏, 李早芳, 张星梅, 徐佳鹤, 戚雨涵
【申请人】中国林业科学研究院林业新技术研究所
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月6日