专利名称：多功能爬杆机械装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电一体化领域，具体涉及一种用于爬杆的机械装置。
背景技术：
爬杆机械装置是当今社会研究的热门话题，但是现有的爬杆机械装置都是围绕 圆杆来设计的，而对于杆截面为非圆的杆、杆中间有障碍物的情况，现有的爬杆机械装 置却不能实现爬杆动作。另外，室外电力操作工在爬电杆作业时，一般用电工脚扣完成爬杆动作。室外 电力操作工在爬杆的过程中，两只脚带动脚扣轮流抓杆，交替向电杆上爬行，在爬行的 过程中，只有一个脚扣利用脚扣与电杆的摩擦力而固定在电杆上，另一个脚扣在室外电 力操作工的脚的带动下是脱离开电杆的，脚扣能够承担一个人的重量，其原因是脚扣将 人的重量转化为脚扣与电杆的摩擦力，从而，使人可以顺利的进行爬杆作业。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种多功能爬杆机械装置，以解决上述技术问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现多功能爬杆机械装置，包括一机身、机械手臂，以及驱动装置，其特征在于， 所述机身包括一伸缩装置，所述伸缩装置的上部和下部分别设有所述机械手臂；所述驱动装置包括一用于驱动伸缩装置的电机组。本实用新型的使用过程如 下1)上部的机械手臂夹持物体，下部的机械手臂松开物体时，电机组驱动伸缩装置缩 短或伸长；2)下部的机械手臂夹持物体，上部的机械手臂松开物体，电机组驱动伸缩装 置缩短或伸长；重复1)和2)步骤，可以实现本实用新型的上升或下降的爬杆作业。所述伸缩装置包括一机身丝杆和位于所述机身丝杆两侧的两个机身导杆，所述 机身丝杆上部和下部分别设有一机身移动块，所述机身移动块通过一转动装置与所述机 械手臂转动连接；上部的机身移动块通过一端盖和轴承连接所述机身丝杆；下部的机身移动块通过一与所述机身丝杆相配合的法兰式螺母和螺钉连接所述 机身丝杆；所述机械手臂包括两个丝杠和位于两个丝杠中间的机械手导杆，所述丝杠通过 一与所述丝杠相配合的法兰式螺母和螺钉连接一机械手移动块，所述机械手移动块上设 有一机械手；所述电机组包括带动所述机身丝杆转动的丝杆电机，带动所述转动装置转动的 转动电机，带动所述丝杠转动的丝杠电机。此设计可使上部的机械手臂相对机身丝杆为固定不动的，只要通过下部的机械 手臂与机身丝杆的相对运动，实现上部的机械手臂与下部的机械手臂相对运动，实现爬杆的上升、下降目的，上升、下降可靠。两个机械手臂上分别又设有两个机械手，通过 两个机械手在两个丝杠上的相对运动完成抓杆，抓杆准确可靠，安全系数高。所述转 动装置包括一可转动的主动轮、与所述主动轮相啮合的从动轮，所述主 动轮固定在所述机身移动块上，所述从动轮通过一轴销连接一耳块，所述耳块通过一固 定块固定在所述机械手臂上。通过转动装置可以使机械手臂前后自由转动，灵活跨越障 碍物，实现恶劣环境下也能爬杆目的。所述转动电机包括一带动主动轮转动的主电机。通过主电机带动主动轮，主动 轮带动从动轮，实现机械手臂的转动。所述机械手包括一光杠和包裹在所述光杠外的橡胶块。橡胶块的形状可以由需 要爬杆的杆件的形状相应设计。根据不同形状设计的橡胶块可以攀爬不同形状的杆件， 如各种木杆、钢杆等等径、不等径，各种截面形状如三角形、四边形、多边形、不规则 形状的杆。所述机身丝杆底部设有一止位螺母。以便防止机身下部的机械手臂下降运动的 时候掉落。所述机身丝杆与所述轴承之间为过盈配合，所述轴承与上部的机身移动块之间 为过盈配合。有益效果由于采用了上述技术方案，利用本实用新型爬杆时安全可靠、使用 轻便、结构简单、适用于各种恶劣环境下攀爬各种不同形状的杆类，可以攀爬带有障碍 物杆件的爬杆机器。克服了现有攀爬式爬杆装置的缺陷，其性能完全可以满足爬杆作业 要求。
图1为本实用新型的主视图；图2为本实用新型的俯视图；图3为本实用新型的左视图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。参照图1、图2、图3，多功能爬杆机械装置，包括机身、机械手臂4，以及驱动 装置，机身包括伸缩装置，伸缩装置的上部和下部分别设有机械手臂4;驱动装置包括 一用于驱动伸缩装置的电机组。伸缩装置包括机身丝杆1和位于机身丝杆1两侧的两个 机身导杆2，机身丝杆1上部和下部分别设有机身移动块3，机身移动块3通过转动装置 与机械手臂4转动连接。上部的机身移动块3通过端盖31和轴承32连接机身丝杆1 ； 下部的机身移动块3通过法兰式螺母33和螺钉34连接机身丝杆1 ；机身丝杆1底部设有 止位螺母11。以便防止机身下部的机械手臂4下降运动的时候掉落。机身丝杆1与轴承 32之间为过盈配合，轴承32与上部的机身移动块3之间为过盈配合。具体实施时，驱动 装置中的每一个电机都应设置端盖31和轴承32，且各轴承与各自对应的移动块、固定块 过盈配合。机械手臂4包括两个丝杠41和位于两个丝杠41中间的机械手导杆42，丝杠41通过法兰式螺母411和螺钉412连接机械手移动块43，机械手移动块43上设有机械手 5。机械手5包括一光杠和包裹在光杠外的橡胶块。橡胶块的形状可以由需要爬杆的杆件 的形状相应设计。根据不同形状设计的橡胶块可以攀爬不同形状的杆件，如各种木杆、 钢杆等等径、不等径，各种截面形状如三角形、四边形、多边形、不规则形状的杆。驱动装置 包括带动机身丝杆1转动的丝杆电机61、带动转动装置转动的转动电 机62、带动丝杠41转动的丝杠电机63。此设计可使上部的机械手臂4相对机身丝杆1 为固定不动的，只要通过下部的机械手臂4与机身丝杆1的相对运动，实现上部的机械手 臂4与下部的机械手臂4相对运动，实现爬杆的上升、下降目的，上升、下降可靠。两 个机械手臂4上分别又设有两个机械手5，通过两个机械手5在两个丝杠41上的相对运动 完成抓杆，抓杆准确可靠，安全系数高。转动装置包括一可转动的主动轮71、与主动轮 71相啮合的从动轮72，主动轮71固定在机身移动块3上，从动轮72通过轴销73连接耳 块74，耳块74通过固定块75固定在机械手臂4上。通过转动装置可以使机械手臂4前 后自由转动，灵活跨越障碍物，实现恶劣环境下也能爬杆目的。转动电机62包括带动主 动轮71转动的主电机。通过主电机带动主动轮71，主动轮71带动从动轮72，实现机械 手臂4的转动。机身丝杆1上部和下部的两个机械手臂4的操作方式和功能相同，两个机械手臂 4上分别又设有两个机械手5，此四个机械手5的操作方式和功能叶相同，通过在同一个 机械手臂4上前后的两个机械手5完成夹取动作。通过上下两个机械手臂4完成上升、 下降爬杆动作。本实用新型利用室外电力操作工在爬电杆作业时，使用电工脚扣完成爬杆动作 的原理，通过丝杆、导杆、机械手臂、电机等器件完成爬杆动作。具体使用如下。抓杆过程机械手臂4上的丝杠41与机械手移动块43之间有间隙，丝杠电机63带动丝杠 41转动时，机械手5通过机械手移动块43做前后移动，其相对于图2中显示的是做上下 移动。假设丝杠电机63正转时，机械手移动块43做后移，则机械手臂4的两个丝杠电 机63分别作正转和反转，两个机械手5分别作前移和后移，即可夹紧需要爬的杆件。如 需放开杆件，只要相应的丝杠电机63反转和正转，两个机械手5分别作后移和前移，即 可松开杆件。机械手5设置的位置如图2和图3所示，在机身和机械手臂4的重力作用 下机械手5就会压紧杆件，从而夹紧杆，这与室外电力操作工在爬电杆时脚上穿带的爬 杆工具应用的原理一样。上升过程由于机身丝杆1和轴承32为过盈配合，轴承32和上部的机身移动块3也为过盈 配合，因此机身丝杆1、轴承32和上部的机身移动块3可以看作为一体，设置在上部的机 身移动块3上的机械手臂4相对于机身丝杆1固定不动，这样下部的机身移动块3与机身 丝杆1相对上下运动。上升时，下部的机械手臂4先夹紧杆件，上部的机械手臂4松开 杆件，丝杆电机61带动机身丝杆1转动，其转动方向根据上升和下降而定。机身丝杆1 转动时，下部的机械手臂4夹紧杆件，所以设置在下部的机身移动块3上的下部的机械手 臂4是不动的，上部的机身移动块3连同上部的机械手臂4 一起上升，上升一定高度电机 停止转动。然后让上部的机械手臂4夹紧杆件，下部的机械手臂4松开杆件，继续启动丝杆电机61，下部的机械手臂4按照同样的原理上升，即上部的机械手臂4由于夹紧 杆件，丝杆电机61转动时，上部的机械手臂4不动，下部的机身移动块3连同下部的机 械手臂4 一起上升，上升一定高度电机停止转动。这样反复进行上述过程，多功能爬杆 机械装置就会往上攀爬。下降过程 下降过程与上升过程反之，下部的机械手臂4夹紧杆件，上部的机械手臂4松开 杆件，丝杆电机61带动机身丝杆1反转，上部的机械手臂4下降，下降到一定距离，丝 杆电机61停止反转，然后让上部的机械手臂4夹紧杆件，下部的机械手臂4松开杆件， 机械启动丝杆电机61，使其反转，下部的机械手臂4下降。这样反复进行上述过程，多 功能爬杆机械装置就会沿杆爬下。跨越障碍物上部的机械手臂4与下部的机械手臂4其转动装置结构相同，因此跨越障碍物的 原理和操作方式相同。启动主电机，带动主动轮71转动，转动方向如图2的方向转动， 主动轮71带动从动轮72转动，由于从动轮72通过轴销73连接耳块74，耳块74通过固 定块75固定在机械手臂4上，因此随着从动轮72的转动，机械手臂4就会向右移动，这 样就会避开杆件上障碍物。操作者可以使用遥控装置来控制本实用新型的作业，遥控装置控制驱动装置中 的各种电机的正转和反转就可以使本实用新型攀爬各类杆件，本实用新型克服了现有攀 爬式爬杆装置的缺陷，其性能完全可以满足爬杆作业要求。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本 行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用 新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本 实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.多功能爬杆机械装置，包括一机身、机械手臂，以及驱动装置，其特征在于，所 述机身包括一伸缩装置，所述伸缩装置的上部和下部分别设有所述机械手臂；所述驱动装置包括一用于驱动伸缩装置的电机组。
2.根据权利要求1所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述伸缩装置包括一 机身丝杆和位于所述机身丝杆两侧的两个机身导杆，所述机身丝杆上部和下部分别设有 一机身移动块，所述机身移动块通过一转动装置与所述机械手臂转动连接；上部的机身移动块通过一端盖和轴承连接所述机身丝杆；下部的机身移动块通过一与所述机身丝杆相配合的法兰式螺母和螺钉连接所述机身 丝杆；所述机械手臂包括两个丝杠和位于两个丝杠中间的机械手导杆，所述丝杠通过一与 所述丝杠相配合的法兰式螺母和螺钉连接一机械手移动块，所述机械手移动块上设有一 机械手；所述电机组包括带动所述机身丝杆转动的丝杆电机、带动所述转动装置转动的转动 电机、带动所述丝杠转动的丝杠电机。
3.根据权利要求2所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述转动装置包括 一可转动的主动轮、与所述主动轮相啮合的从动轮，所述主动轮固定在所述机身移动块 上，所述从动轮通过一轴销连接一耳块，所述耳块通过一固定块固定在所述机械手臂 上。
4.根据权利要求3所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述转动电机包括一 带动主动轮转动的主电机。
5.根据权利要求2、3或4所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述机械手包 括一光杠和包裹在所述光杠外的橡胶块。
6.根据权利要求5所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述机身丝杆底部设 有一止位螺母。
7.根据权利要求5所述的多功能爬杆机械装置，其特征在于所述机身丝杆与所述 轴承之间为过盈配合，所述轴承与上部的机身移动块之间为过盈配合。
专利摘要本实用新型涉及机电一体化领域，具体涉及一种用于爬杆的机械装置。多功能爬杆机械装置，包括一机身、机械手臂，以及驱动装置，机身包括伸缩装置，伸缩装置的上部和下部分别设有机械手臂；驱动装置包括一用于驱动伸缩装置的电机组。由于采用了上述技术方案，利用本实用新型爬杆时安全可靠、使用轻便、结构简单、适用于各种恶劣环境下攀爬各种不同形状的杆类，可以攀爬带有障碍物杆件的爬杆机器。
文档编号B25J11/00GK201800043SQ201020539199
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者姜志海, 姜静, 孙贤明, 李田泽, 谭博学, 马立修 申请人:山东理工大学