一种新型非间歇式爬杆机器人的制作方法
【专利摘要】一种新型非间歇式爬杆机器人，主要由抓杆部分、限位部分和传动部分组成。抓杆部分主要由多组剪刀式机械爪、轴承组成；限位部分主要由Z型限位板组成；传动部分主要由电机、齿轮、链轮、带耳链条组成。每组剪刀式机械爪通过U型板件固定在传动部分的两条带耳链条之间，通过电机转动带动剪刀式机械爪运动。当机械爪进入限位部分的限位轨道时，由于轨道内部距离小，剪刀式机械爪尾端距离靠近，使剪刀式机械爪上端夹紧，达到抓杆的目的。机械爪与攀爬杆相对静止，当电机继续转动，机器人整体相对于攀爬杆运动，从而实现攀爬的功能。由于有多组机械爪，所以可以实现非间歇的攀爬方式。
【专利说明】
一种新型非间歇式爬杆机器人
(一)
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种能够通过限位轨道实现机械爪张开闭合的新型非间歇式爬杆机器人。
(二)
【背景技术】
[0002]目前，现有的爬杆机器人所使用的攀爬方式大部分是间歇式爬杆机器人与轮式爬杆机器人，间歇式爬杆机器人根据仿生原理基本上是上下两个相同的环形机械爪组成，当上部分环形机械爪夹紧攀爬杆时，下部分环形机械爪松开，由中间部分的连杆驱动顺着攀爬杆作上下移动，如此往复交替运动，实现整个系统间歇式的升降。这种机器人稳定性较高，但环境适应性、攀爬效率都比较差;轮式爬杆机器人通过用多组轮夹住攀爬杆进行上下运动，这种机器人效率较高但是局限性比较大。
(三)
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于设计一种多机械爪、稳定、快速、连续、多适应性的新型非间歇式爬杆机器人，以解决现有的爬杆机器人存在的稳定性差、环境适应性差、攀爬效率低等问题。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该新型非间歇式爬杆机器人主要分为抓杆部分、限位部分和传动部分。其特征在于:通过传动部分带动多组抓杆部分的机械爪运动，通过限位部分实现抓杆部分的抓紧与放开攀爬杆功能。
[0005]所述抓杆部分由剪刀型机械爪、销钉A、轴承、光轴、弹性件构成。其中剪刀型机械爪中间位置由销钉A连接，轴承与剪刀型机械爪尾部用光轴连接，弹性件两端与剪刀型机械爪靠近尾部的两端连接，多组相同所述机械爪结构共同组成抓杆部分。
[0006]所述限位部分由导向板、Z型限位轨道、限位板、弹簧、销钉B、木板构成。其中导向板与Z型限位轨道连接，连接处表面光滑且导向板向外张开，使剪刀型机械爪尾部的轴承能顺利滑入Z型限位轨道，限位板固定在木板左右两侧，在轨道与限位板之间放入多个弹簧，并有相同根数的销钉B穿过Z型限位轨道、弹簧和限位板，销钉两端对Z型限位轨道和限位板的最大距离进行限定。
[0007]所述传动部分由带耳链条、轴承座、主动齿轮、从动齿轮、电机、电机支座、连接轴构成。其中电机和电机支座相固定，电机支座固定在限位部分中的木板的背面，电机的输出轴与主动齿轮刚性连接，四个相同的轴承座固定在木板背面的四个角，两根相同的连接轴穿过轴承座，从动齿轮和连接轴刚性连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，四个相同的链轮与所述两根连接轴的两端刚性连接，四个所述的链轮与两条相同的带耳链条机械配合，组成了传动部分。
[0008]所述抓杆部分的机械爪与U型板件通过机械爪中间的销钉连接，U型板件左右两端与所述传动部分的两条带耳链条通过螺纹紧固件固定。(四)
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0010]图1是非间歇式爬杆机器人整体结构示意图
[0011]图2是非间歇式爬杆机器人抓杆部分单个机械爪结构示意图
[0012]图3是非间歇式爬杆机器人限位部分结构示意图
[0013]图4是非间歇式爬杆机器人传动部分结构示意图
[0014]图中:1.剪刀型机械爪，2.销钉A，3.光轴，4.轴承，5.弹性件，6.销钉B，7.导向板，
8.木板，9.限位板，10.弹簧，11.Z型限位轨道，12.电机支座，13.电机，14.链轮，15.带耳链条，16.轴承座，17.连接轴，18.从动齿轮，19.主动齿轮，20.U型板件，21.螺纹紧固件。
(五)
【具体实施方式】
[0015]实施例1，参见图1?4，本实施例提供一种新型非间歇式爬杆机器人，其包括抓杆部分、限位部分、和传动部分。抓杆部分(I)剪刀型机械爪在未进限位部分时受到靠近尾部的(5)弹性件的弹力保持张开状态，在(I)剪刀型机械爪尾部装有(4)轴承，目的在于在进入轨道时，将滑动摩擦转为滚动摩擦，减少阻力，更顺利进入(Il)Z型限位轨道。在(Il)Z型限位轨道两端有(7)导向板，其目的在于将尾部张开的(I)剪刀型机械爪逐渐向里收拢，直到进入轨道。传动部分由(13)电机通电转动，带动(19)主动齿轮转动，(19)主动齿轮与(I8)从动齿轮啮合，(18)从动齿轮带动(16)连接轴转动，(16)连接轴带动(14)链轮转动，四个(14)链轮与两条(15)带耳链条机械配合，(15)带耳链条带动固定在带耳链条上的(20)U型板件，
(20)U型板件与抓杆部分通过(2)销钉A连接，从而实现电机转动带动抓杆部分转动。随着
(13)电机转动带动(I)剪刀型机械爪运动，(I)剪刀型机械爪尾部进入(Il)Z型限位轨道，由于轨道内距离小，(5)弹性件受压压缩，(I)剪刀型机械爪上端闭合，实现抓住攀爬杆的功能。(13)电机继续转动，当(I)剪刀型机械爪尾部(4)轴承运动出(Il)Z型限位轨道，由于没有轨道限制，(I)剪刀型机械爪受到(5)弹性件的弹力保持张开状态，回到初始状态，实现放开杆的功能。
[0016]当(13)电机转动时，抓杆部分的其中一组(I)剪刀型机械爪逐渐接近攀爬杆，进入轨道时(I)剪刀型机械爪上端夹紧攀爬杆，使机械爪与攀爬杆相对静止，当(13)电机继续转动，机器人整体相对于攀爬杆运动，从而实现攀爬的功能。由于有多组机械爪，所以可以实现非间歇的攀爬方式。
[0017]当所攀爬的攀爬杆较粗时，(I)剪刀型机械爪尾部的(4)轴承对(II)Z型限位轨道进行挤压，轨道两边的(10)弹簧受到挤压压缩，使(I)剪刀型机械爪在轨道内时刻保持夹紧状态，从而达到攀爬不同直径的攀爬杆的功能。
[0018]由于(Il)Z型限位轨道的结构前后对称、左右对称，所以通过对(13)电机的正反转控制，能实现自主上升与下降。
[0019]本发明可应用于不适合人工清洁、维修的路灯灯杆、电线杆之类的杆状装置。本发明可以解决现有爬杆机器人存在的稳定性差、环境适应性差、攀爬效率低等问题。
【主权项】
1.一种新型非间歇式爬杆机器人，包括抓杆部分、限位部分和传动部分，其特征是:通过传动部分带动多组抓杆部分的机械爪运动，通过限位部分实现抓杆部分的抓紧与放开攀爬杆功能。2.根据权利要求1所述的一种新型非间歇式爬杆机器人，其特征是:所述抓杆部分由剪刀型机械爪、销钉A、轴承、光轴、弹性件构成;其中剪刀型机械爪中间位置由销钉A连接，轴承与剪刀型机械爪尾部用光轴连接，弹性件两端与剪刀型机械爪靠近尾部的两端连接，多组相同所述机械爪结构共同组成抓杆部分。3.根据权利要求1所述的一种新型非间歇式爬杆机器人，其特征是:所述限位部分由导向板、Z型限位轨道、限位板、弹簧、销钉B、木板构成;其中导向板与Z型限位轨道连接，连接处表面光滑且导向板向外张开，使剪刀型机械爪尾部的轴承能顺利滑入Z型限位轨道，限位板固定在木板左右两侧，在轨道与限位板之间放入多个弹簧，并有相同根数的销钉B穿过Z型限位轨道、弹簧和限位板，销钉B两端对Z型限位轨道和限位板的最大距离进行限定。4.根据权利要求1所述的一种新型非间歇式爬杆机器人，其特征是:所述传动部分由链轮、带耳链条、轴承座、主动齿轮、从动齿轮、电机、电机支座、连接轴构成;其中电机和电机支座相固定，电机支座固定在限位部分中的木板的背面，电机的输出轴与主动齿轮刚性连接，四个相同的轴承座固定在木板背面的四个角，两根相同的连接轴穿过轴承座，从动齿轮和连接轴刚性连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，四个相同的链轮与所述两根连接轴的两端刚性连接，四个所述的链轮与两条相同的带耳链条机械配合，组成了传动部分。5.根据权利要求1所述的一种新型非间歇式爬杆机器人，其特征是:所述抓杆部分的机械爪与U型板件通过机械爪中间的销钉A连接，U型板件左右两端与所述传动部分的两条带耳链条通过螺纹紧固件固定。
【文档编号】A63B27/00GK205661561SQ201620553301
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】董志奎, 邓田雨, 刘权刚, 张金雪, 闫鑫, 徐焱
【申请人】燕山大学