本发明关于一种爬行机器装置与部署方法，且特别关于一种智能爬行机器装置与其部署方法。
背景技术：
随着电子技术的进步，陆续有各种不同用途的机器人或其机器设备被开发出来。有些机器装置不需要移动，例如在工厂里执行组装或在医院里执行手术。有些机器装置则需要移动到特定位置，以发挥预定的功能。在移动机器装置的时候，最常见的方式是使用轮子。然而，在一些特殊的移动路径，例如凹凸不平的道路、充满障碍物的区域或楼梯等，轮子并非适当的移动机制。
特别是，在针对各种柱体，例如旗杆、电线杆、缆线、树干等具有垂直高度的操作应用时，如果使用无人机或人力，往往还是具有危险或高成本的问题。因此，针对柱体进行移动的机器装置有很大的应用需求。此外，如果机器装置能够针对各种不同的柱体自动调整，甚至柱体上的障碍物能够自动避开，仍然能够到达柱体的指定位置，对于很多样的操作将会带来非常大的便利与技术功效。
技术实现要素：
根据本发明的实施例，提供一种爬行机器装置，用于环绕一柱体且沿着所述柱体的延伸方向进行爬行移动。这种爬行机器装置可包含两节以上爬行模组、伸缩机构，与控制电路。
所述伸缩机构用来连接两节所述爬行模组。所述爬行模组且个别具有松紧机构与拉带。在所述爬行移动中，所述两节以上爬行模组轮流设定一个爬行模组作为固定节，另一个爬行模组作为移动节。
当所述爬行模组作为所述固定节时，所述爬行模组通过所述松紧机构调整所述拉带，使得所述固定节紧贴所述柱体，通过紧贴所述柱体产生的摩擦力，使得所述固定节紧贴所述柱体保持相对固定状态。
当所述爬行模组作为所述移动节时，通过所述松紧机构调整所述拉带，使得所述移动节与所述柱体脱离紧贴状态，并且通过所述伸缩机构，调整所述移动节与所述固定节的相对位置，使得所述爬行机器人进行所述爬行移动。
除了提供垂直方向的移动，在另一个实施例中，所述爬行机器装置还可以设置水平转动机构，连接所述两节爬行模组。通过所述水平转动机构，所述两节爬行模组调整相对于所述柱体的相对角度。举例来说，当一个爬行模组作为所述固定节且另一个爬行模组作为所述移动节时，通过水平转动机构，所述移动件环绕所述柱体进行水平转动。此外，所述两个爬行模组，可轮流交替作为所述固定节与所述移动节。并且，通过多次水平转动，所述爬行机器装置可相对所述柱体达成360度任何角度的定位。当然，这只是实施例的一种情况，根据不同的技术需求，例如柱体的构造、表面摩擦力、障碍物、设置爬行机器装置的目的、承载物体的重量、是否需要考虑到设置的角度，或成本考量等等因素，设计者可以调整不同的配置来达成目的，这些仍然都应该被认为属于本发明的范围，而不会以下所提供的实施例所限制。
此外，关于两个以上的爬行模组的功能设定，这些爬行模组可以是结构相似的两个爬行模组通过伸缩机构进行结构连接。
另一方面，这些爬行模组也可以其中一个设定为承载功能装置(例如摄像头)的子机，其它一个或多个爬行模组则作为母机。子机在到达预定位置后，固定在柱体，并且跟母机脱离。母机利用缓降或子机垂降绳其它方式下来，之后可用相同方式上去。或者，母机本身也可以设计两节爬行模组。通过这个方式，子机可以在爬行的过程通过母机供电，并且在指定的位置进行固定，执行任务。换言之，子机可以尽可能简化降低制造成本，并且同一个母机可以用来部署很多个子机，母机也可以因此根据成本考量，不需要有复杂的防水或长期在恶劣天候使用的耐用性设计。这就像是登月艇跟推进火箭的设计，可以进一步提升整体爬行机器装置的技术功效。
对于一个爬行机器来说，爬行模组可以有两个或两个以上，以下的详细实施方式跟搭配的图示会进一步说明范例。
此外，柱体可以是各种电线杆、路灯、大楼或桥梁等建筑物的柱体。由于爬行机器装置是用拉带调整所环绕周长，因此，在各种管状、杆状、缆线状等不同横截面形状、周长、材料的柱体都可以用同一个机器爬行装置来进行爬行部署。或者，可通过更换拉带等模组化方式调整所述爬行机器装置的配置，来因应各种爬行部署的需求。
所述柱体可以是管体、实心体，具有单一横截面周长形状，例如圆柱、椭圆柱、方形柱、多边形柱，也可在不同段具有不同横截面。所述柱体可以是电线杆类型的上下直柱子，也可以是方形柱体，也可以柱体延伸，前进方向可以是直线或非直线。所述柱体可以是人造物或自然物，例如树木或人工支架。
所述拉带可以有弹性，也可以没有弹性。例如拉带可以是软性可绕性材质。并且，可更包含一撑开结构，在所述移动件移动时撑开所述拉带，绕开所述柱体上的障碍物。相对于一个爬行模组的拉带可以是一条或两条以上构成。拉带也可以由类似金属表带的多个连接块拼接而成，或塑胶、橡皮、布类、纺织品等构成。如果柱体上有预设的轨道或凸块、沟槽，也可以配置对应的拉带。
此外，拉带靠近柱体的一面，附加能增加摩擦力的表面，例如凸块、颗粒、条纹或沟槽。
随着柱体的不同延伸方向，爬行机器装置可上下移动，但其实也可水平移动，也可以斜着移动，甚至可以环形移动。
上述的控制电路以及其对应的控制功能可以全部或一部分设置在爬行机器装置内部，其一部份功能也可以设置在爬行机器装置外。例如，部分通过外部装置控制，或跟其它爬行机器装置或其它外部装置协同运作，或人工手动控制，或在多个控制模式之间按照预定条件切换。
此外，上述的控制电路可以是一个模组，主要安装在一个爬行模组中，也可以是各个爬行模组各有一个相关的电路，并且这些电路之间协同运作。
上述的控制电路可具备电脑视觉运算，用来侦测所述柱体上的障碍物。这个电脑视觉运算可以通过判断移动过程中的多张截取影像，进行交错比对，或对于静止图像进行分析，找出障碍物的大小、形状，并据此判断出绕开障碍物继续爬行的方法。这里提到的电脑视觉运算可以包括各种已知的电脑视觉辨识软件以及/或硬件的集成，例如各种用在无人车的电脑视觉辨识软件或硬件。此外，这里提到的电脑视觉运算也可以包括各种机器学习，例如使用支持向量机器(supportvectormachine)，模糊逻辑(fuzzylogic)，类神经网路学习(neuralnetworklearning)，深度学习(deeplearning)等方式，通过回馈或非回馈学习方式记录跟认知各种柱体上的障碍物。这些领域跟相关的技术都可以整合到这里提到的爬行机器装置，且为电脑视觉与机器学习的技术人员所熟知，在此不赘言其细节。此外，由于柱体爬行本身的环境相对单纯，例如可以预先拍摄各个角度的柱体之相片，并在爬行机器装置前进的过程比对拍摄的影像，可以很快的判断出障碍物的形状跟大小，并且根据预设的逻辑进行障碍物的绕开或跨越。
机器爬行装置可以附加摄像头。这个摄像头可以跟机器爬行装置的控制电路互相连接。或是，这个摄像头也可以自成一个模组，只通过机器爬行装置的承载，以移动到相对于柱体预定的位置。或是，这个摄像头也可通过爬行模组进行供电。
爬行机器装置可以安置电池，以达成一定程度的机动性。此外，爬行机器装置也可以在爬行到适当的位置后由柱体内部的电力供应电路供电。或者，爬行机器装置可以根据内部电池的电量，设定针对不同电量的操作方式。举例来说，加入电量已经低于一个预定的阈值(threshold)，原本固定在电线杆之类的柱体顶端的爬行机器装置可以预先自动爬行到另一个具有充电端点高度的位置充电，或是自动爬行到底部，以便于人员更换电池或进行充电操作。
如果安装摄像头的话，可通过硬件或软件的设定，使得爬行机器装置根据拍摄画面，拍摄是否已经到适当的位置。举例来说，可以在地面放置预定大小尺寸的参考图像，让摄像头拍摄并进行换算，即可判断当时所在高度。此外，可以用同样的技巧，在地面放置预定大小尺寸的参考图像。通过容易辨识的测试图像放在拍摄的目标位置，可以让爬行机器装置根据计算这个参考图像的大小跟角度，来调整并控制爬行机器装置，使得爬行机器装置到达适合的位置。这种做法可以快速部署跟对准摄像头的高度跟角度，而不用通过复杂的人工运算或是手工操作。
除了通过摄像头分析影像，爬行机器装置也可以通过高度感测器或是计算已爬行距离，例如通过接触柱体的轮子计算圈数等方法，自动侦测是否已爬行到适应高度并且固定在设定高度。
关于角度的部分，爬行机器装置可以通过指南针等方向侦测感测器，自动调整爬行机器装置的角度。目前有各种电子或机械或微机械方式的方向调整其可以用来侦测角度。
此外，爬行机器装置也可以设置gps等定位电路，控制电路可以根据gps的位置，参照之前针对特定gps位置的高度与角度，以及操作的模式，设定爬行机器装置。这种设计方式对于大量部署多个爬行机器装置到一个区域的不同位置，会有很大的便利性。操作员只要把多个相同的爬行机器装置携带到不同的位置，然后让这些爬行机器装置开始爬对应的电线杆等柱体，这些爬行机器装置就可以自动根据预定的参数进行设定，进一步协同运作。换言之，这些爬行机器装置可以通过网路或其它方式，构成一个爬行机器装置网路，共同完成一个复杂的工作。
必须说明的是，在多个机器共同完成工作的应用中，有些时候需要爬行机器装置以外的装置，例如有些设置在地面或是设定在某些固定位置的设备。这些设备可以通过蓝牙、wi-fi、3g、4g、5g、z-wave、等各种有线或无线通讯网路互动，共同完成工作。相关的操作可以参考物联网跟相关的网路程序概念，针对不同的应用进行设计，在此不特别赘述。
此外，为了节省电力的消耗，当爬行机器装置爬到预定的位置，可以通过机械锁定结构，不需再使用电力保持固定在柱体相对位置。举例来说，可以用齿轮等结构，通过电力拉紧拉带。这种齿轮机械结构在没有电力的时候保持当时的状态。如果要移动爬行移动装置的时候，再施加电力，再度驱动齿轮，以调整拉带，例如放松或是拉紧，进行相对应的移动操作。
如果爬行机器装置在高空中故障或是丧失电力。这时候可以根据情况，施放另一个爬行机器装置，爬行到故障或丧失电力的爬行机器装置旁边。然后，救援用的爬行机器装置可以对于故障的爬行机器装置进行零件替换等修理操作。有些时候，如果是单纯软件的关系，救援的爬行机器装置也可以操作故障的爬行机器装置，让爬行的机器装置重新开机。或者救援用的爬行机器装置可以将故障的爬行机器装置给携带下来。或者，救援用的爬行机器装置可以对于没有电力的爬行机器装置进行充电或更换电池的操作。
如上所述，爬行机器装置可能会通过一个不需电力就可以固定的机械装置固定在高空。这时候可以让救援用的爬行机器装置暂时通过导电端点将电力输入故障的爬行机器装置，解除爬行机器装置的锁定。如果爬行机器装置还可以移动，则甚至可以通过救援用的爬行机器装置，接手控管跟操作故障的爬行机器装置。换言之，救援机器可爬上去，把故障或没电的所述爬行装置牵引下来。
此外，爬行机器装置也可以设置控制绳设备，用来对于进行一些额外的操作，例如故障或例外时候的操作。举例来说，控制绳可以通过遥控垂下，供操作员手工导引爬行机器装置。例如利用手的拉力，供给齿轮等机械构造力量，将机械爬行装置顺利撤回地上。
除了单纯提供力量跟导引，控制绳也可以配置例如遥控开关，供操作员在例外的情况，手动操作爬行机器装置。例如，在爬行机器装置的控制电脑出现异常状况，可以投工这类的遥控开关，切换到手工操作，让爬行机器装置顺利的回到地面。
上述的爬行机器装置提供有效移动到相对柱体的预定位置。但通常为了发挥爬行机器装置真正的功能，可以附加各种不同功能的功能装置。所述爬行机器装置承载所述功能装置，移动到所述柱体的预定位置后，让所述功能装置发挥功能。
举例来说，功能装置可包含摄像头，用来做短期临时或长期的安控摄影或是其它摄影操作。举例来说，在一个广场临时举办演唱会活动，刚建好的小区，春节运输地区，游行地区。通过上述的爬行机器装置可以快速部署跟移除多个摄像头，完成对一个区域的快速部署。
此外，在实作的时候通过电脑视觉跟预定规则，可由所述爬行机器装置自行决定，或通过远端伺服器计算，或通过人工操作，在运作过程调整所述摄像头相对于所述柱体的高度跟角度，以截取所需的画面。
并且，如果与另外具有摄像头的爬行装置互动，自动调整彼此在不同柱体的角度跟高度，以达成涵盖所设定场景的监控或摄影目的。这对于大范围无死角的摄影需求，能够提供一个快速有效的解决方案。
功能装置也可包含机械手臂等机械操作装置，用来针对设置柱体上的其它设备，例如换路灯、摘水果等。
由于柱体上可能有不同的障碍物。例如，电线杆会有与柱体垂直延伸的电线。因此，拉带跟爬行模组可以针对不同的障碍物与柱体情况进行调整设计。举例来说，爬行机器装置可在其中一节固定时，另一节可以临时打开拉带穿过电线等垂直线障碍物。
在最开始安装的时候，可设定初始攀附模式。操作员只要将爬行机器装置抱到柱体上，爬行机器装置自动拉紧拉带，并通过动作感测器调整拉带，并告知操作员是否拉带可以柱体，保持爬行机器装置固定的状态。换言之，在部署爬行机器装置的时候，可以同时测试爬行机器装置本身是否有故障，以及是否适合安装在这个柱体，或是是否需要更换不同材料的拉带，或是更换不同参数的爬行模组。
在另一个实施例中，所述两个以上的爬行模组其中之一个爬行模组可作为子机，具有承载功能，用来承载功能装置。在所述子机移动到预定位置后，与其它爬行模组分离固定在所述柱体的预定位置。通过这样的设计，子机可以进行防水设计，而且不一定要配置电池等复杂机械结构。
实际制作的方式有许多可能性，举例来说，可使用三个爬行模组，其中最上一截是用来停留在柱体。另一种可能性是，使用两个爬行模组，在爬到了柱体的预定位置后，将功能装置挂在或固定在柱体的特定位置。之后，爬行模组可以离开柱体。另一种做法也可以在子机到达预定位置后，用垂吊绳降落等方式回到地面。或是，其它爬行模组从柱体下来的时候可以用两节方式爬行下来；也可以控制松紧带作为刹车，用重力下降；或是用一个辅助绳子下滑。
此外，爬行机器装置的元件可以实施模组化设计，可根据需要爬不同的障碍物，配置不同规格的元件。举例来说，可针对不同高度、距离、表面光滑度的柱体提供不同的拉带，或是不同拉力的爬行模组，或是不同电量的电池等。举例来说，在部署哈尔滨等容易结冰区域的柱体，可以附加加热器，以解决结冰无法移动的情况。
爬行机器装置可以设置各种感测器，用来搜集操作的状态，以进行对应的处理。举例来说，通过动作感测器可以侦测是否滑动，如果有滑动，可以加紧力量或提供警告。另外，爬行机器装置可设置缓冲装置，如果掉下来的时候可以缓冲，避免机体故障或造成路人伤害。
根据本发明的另一个实施例包括一种在一个区域快速部署多个功能装置的方法，其中所述区域具有多个柱体，将多个爬行机器装置分别部署在不同柱体的多个预定高度跟角度，这些爬行机器具有功能装置，功能装置具有传感器，此方法包含：通过一通讯网路，从这些功能装置的传感器分别取得信息；整合比对这些信息，自动计算这些爬行机器装置与所对应柱体的相对高度跟角度；并且发出控制信号，控制这些爬行机器装置调整到适合的相对高度跟角度。
这个方法的实作，可以通过控制程序烧录或存储在其中一个爬行机器装置或多个爬行机器装置，或安装在另外的电子装置通过通讯网路与这些爬行装置进行沟通与控制，或部分由爬行机器装置执行，部分由外部的电脑、伺服器等电子装置执行，以达成上述的功能。
这里提到的功能装置可为摄影头，用来做安防设备，或例如演唱会的录影。这里提到的功能装置可为广播扬声器，用来提供短期或长期的广播设定。这个功能装置也可为灯光，用来提供符合预定条件所述区域的灯光照明。
除了这些功能装置，还可以有各种其它的功能装置，只要用相同或相似的概念，都应该被认为属于本发明的范围。
附图说明
图1说明根据本发明的爬行装置的实施例。
图2a与图2b说明根据本发明实施例爬行装置爬行移动的示意图。
图3a与图3b说明根据本发明实施例爬行装置水平转动的示意图。
图4说明救援爬行装置的一种方式。
图5说明根据本发明的部署方法的实施例流程图。
图6说明不同的实施方式。
具体实施方式
以下说明发明的爬行机器装置的爬行机器人实施例。以下说明的实施例技术创新点包括下列内容。
爬行机器人可抱紧装置创新设计采用柔性拉紧带的方式，以达成具有结构紧凑，适应各种柱面材料的特点；对杆状或柱状物的不同直径具有较强适应性；以及爬升运动迅速、准确。
爬行机器人的锁紧方式可采用机械锁紧装置，从而使机器人在不损耗机器人自身电能的情况下安全、稳定、可靠地固定于杆状或柱状物上，从而提高了机器人的持续工作时间。
采用“直线导杆”与“环弧移动技术”可实现爬行机器人在爬杆纵向方向及圆周360°任意方向上的回转移动。
这个实施例救援问题的解决方案是，只要有两台以上的爬行机器人就可以实现相互的对接回收救援，而不需要另外设计救援机器。
这个实施例主要由爬行机器人执行部件、机电控制系统、能源供给系统、信号传输系统、远程遥控器组成。在实作时候的设计考量点包括。
为了实现机器人在不同载荷的情况下抱紧力的自适应控制，对多种不同柱面材料的摩擦系数进行测定，并以爬行机器人为研究对象进行大量的载荷试验以获得建立数学模型所需的实验数据。
在满足功率的条件下选择和匹配适合的旋转电动和直线电机。
通过多种传感与检测装置所采集到的信息，通过数据融合技术，使爬杆机器人获得感知环境位置和自我故障诊断的能力，以提高爬杆机器人的智能化程度和系统整体的可靠性。
通过对机器人运动感知信息和机器视觉信息的融合，实现爬行机器人的运动控制，为救援爬行机器人对待援机器人救援接口的准确定位提供有效的技术解决方案。
通过有效且低成本的爬行机器人的无线遥控操作技术解决方案，以降低操作者的操作难度，提高爬行机器人的遥控操作的可靠性。
以下说明这个实施例的工作方式及流程如下。
首先，关于爬行机器人的快速投放，这款爬行机器人的投放方式是将爬行机器人的执行部件上的柔性拉紧带通过类似与汽车安全带装置的快速卡扣抱住杆状或柱状物。机器人以直线导杆移动方式迅速到达杆柱的指定高度，以完成爬行机器人的快速投放任务。
其次，关于爬行机器人的快速回收，爬行机器人处于正常工作状态时，当其接收到返回地面的指令时，机器人将执行爬降运动直到设备到达地面的指定高度时停止爬降运动，并完成回收任务。
此外，针对爬行机器人的救援回收，爬行机器人在非运动状态下不耗电抱紧锁死在杆状或柱状物上，因此，爬行机器人的爬降运动必须要有电力的驱动。当爬行机器人的电源电量耗尽或出现故障时，可采用同样型号的爬行机器人采用对接的方式进行回收救援，以提高爬行机器人的整体生存能力和维护性。
以下说明这个实施例的技术原理。
由于柔性拉紧带的长度可调，采用柔性拉紧带的方式进行爬行机器人的抱紧动作，从而可以适应各种不同直径的爬杆，甚至是非圆柱截面的杆状或柱状物。这提高了爬行机器人对不同直径爬杆的适应性。不仅如此，由于拉紧带的柔性特点，其与爬杆的表面形成了较大的面接触，这增加了爬行机器人的摩擦力，从而提高了系统的承载能力。
此外，爬行机器人可采用机械锁紧装置。例如采用带自锁特性的涡轮与蜗杆传动装置，可以使机器人在不损耗机器人自身电能的情况下安全、稳定、可靠地固定于杆状或柱状物上，这可以增加机器人在非运动状态下执行作业的持续时。
并且，采用直线导杆加上环弧移动技术，可以实现爬行机器人在爬杆纵向方向及圆周360°任意方向上的上升加上回转移动。这个方式的移动可以实现爬行机器人在运动到任意高度情况下的360°任意方向的回转移动。
另外，利用对接技术可以实现只要有两台以上的爬行机器人就可以实现相互的对接回收救援，而不需要另外设计救援机器人。
以下说明这个实施例的硬件解决方案。首先，针对爬行机器人抱紧装置的设计说明如下。
爬行机器人可采用刚性卡夹或带主动轮的刚性卡夹方式，以实现爬行机器人的抱紧功能。这种抱紧方式的缺点包括不能适应较大范围直径的杆状物和柱状物，造成爬行机器人的应用范围受到较大的限制。由于采用刚性卡夹方式，卡夹与柱面的接触面积小，为了获得符合爬升要求的摩擦力，往往爬行机器人的夹紧力很大，常常会造成爬升杆状或柱状物的损伤。多数的爬行机器人的锁紧装置需要消耗大量的电能，因此持续工作时间短，不利于机器人长时间的高空作业。
针对这种爬行机器人抱紧装置存在的问题，本产品提出采用柔性拉紧带加上机械锁紧装置的方式实现爬行机器人的抱紧功能。具体的方案如图1所示。
爬行机器人105用来在杆柱101上爬行。爬行机器人105装置中的柔性拉紧带103的长度可调，从而可以适应各种不同直径的爬杆，甚至是非圆柱截面的杆状或柱状物。此外，爬行机器人105具有摄像头104，用来达成摄影的功能或是用来进行电脑视觉运算。摩擦垫102用来增加与柱体的摩擦力，增加稳定性。这提高了爬行机器人对不同直径爬杆的适应性。不仅如此，由于拉紧带的柔性特点，其与爬杆的表面形成了较大的面接触。因此，减小了柔性拉紧带与柱面的压强，在机器人的爬升过程中将拉紧力代替了夹紧了，对所爬升的杆状或柱状物的表面起到了较好的保护作用。本产品提出抱紧机构采用机械锁紧装置，例如采用带自锁特性的涡轮与蜗杆传动装置等，可以实现当电机停转时，机构即处于抱紧锁死的状态，从而大大提高了系统的安全性与可靠性，并节约了系统的功率损耗。
以下说明爬升回转移动技术的实现。目前，爬行机器人的移动方式主要是车轮式和导杆式。车轮式移动速度快、控制灵活，但在柱面上维持一定的静摩擦力较困难，越障能力差；导杆式移动速度较快，具有一定的越障能力，但不能实现转向。
本发明的实施例能够在垂直的墙面上迅速、准确地移动到指定的目标附近的需求，本产品提出采用直线导杆与环弧移动技术来实现爬行机器人在爬杆纵向方向及圆周360°任意方向上的回转移动。该方式的移动可以实现爬行机器人在运动到任意高度情况下的360°任意方向的回转移动。具体方案如图2a与2b、图3a与3b所示。
这个实施例装置主要由直线丝杠到导杆机构实现爬杆机器人的爬升和爬降运动，即机构向上爬升时，机构的下体处于抱紧状态，上体处于松开状态并向上伸出一定的行程，然后上体处于抱紧状态，下体松开并向上升出一定距离，如此反复运动。机构向下爬降时，机构的上体处于抱紧状态，下体处于松开状态并向下伸出一定的行程，然后下体处于抱紧状态，上体松开并向下降出一定距离，如此反复运动。这样的运动可以始终保持机器人有一套抱紧装置处于抱紧状态。从而提高了系统的工作稳定性和可靠性。机器人环弧移动的实现方式是，爬行机器人在指定高度时，机构的下体处于抱紧状态，上体处于松开状态并在圆周方向上移动一定的角度，然后上体处于抱紧状态，下体松开并跟随上体在圆周方向上移动同样的角度。如此反复运动可以实现爬行机器人在任意指定高度上的360°任意方向的旋转运动。
接着，说明爬行机器人的对接回收救援设计。
爬行机器人在非运动状态下必须不耗电抱紧锁死在杆状或柱状物上，因此，爬行机器人的爬降运动必须要有电力的驱动。当爬行机器人的电源电量耗尽或出现故障时，本产品设计可采用同样型号的爬行机器人采用对接的方式进行回收救援，从而提高了爬行机器人的整体生存能力和维护性。如图4所示。
图5说明机器人的上下体上的救援接口。
爬行机器人的上体顶端有三个接口，其中两边为电源接口的正负极接口，中间为控制信号接口公头(如图5所示)。爬杆机器人的下体低端也有三个接口，其中两边的电源接口对应于顶端的电源正负极公母头，中间为控制信号母头。当爬行机器人被用作救援机器人时，其摄像机反转向上用于通过视觉识别控制救援机器人的运动方向，以实现其头部的电源接口及控制接口的对接。当救援机器人与待援机器人对接成功后将会为待援机器人充电并获得待援机器人的运动控制权。救援机器人将控制待援机器人的上下体的抱紧装置释放，从而将待援机器人安全的接回地面。
此外，这个实施例还可以包括远程遥控器。
爬行机器人可通过视频辅助操作，配有摄像头用于观看杆上的障碍、表面情况，远程遥控可视化操作主机由图像显示屏、遥控杆、控制按键组成，用于对于设备的控制与观察记录设备运作情况。操作主机功能有，显示杆上的障碍、表面情况视频，查看爬行机器人状态，对爬行机器人进行遥控。
远程遥控器采用面板一体化设计，8寸液晶显示，具有十六通道遥控装置可自由分配通道用于对装置运动控制，摄像头云台操控，自动，受控与节电模式转换。能够直观显示系统电压与设备工作计时，并能进行低电与故障报警。
以下的说明供熟悉技术领域的人员参考，但并非用于限制本发明的范围。
爬行机器人完整系统可包含：爬行机器人及救援机器人各1套，每套包含执行部件、机电控制系统、能源供给系统、信号传输系统。远程遥控器1台。
其中在一个具体实施例中，爬行机器人的水平回转方向360°；爬行机器人的执行机构的净重量(不含电池)≤4kg。爬行机器人的净载重量≥10kg，安装12v80ah大容量电池后净载重量≥5kg。爬行机器人的投放距离爬升高度不小于100m。爬行机器人提供标准摄像机安装接口、支架。爬行机器人无线遥控距离不小于150m。爬行机器人无线传输速率≥20mbps。远程遥控器8寸液晶显示，十六通道遥控。
以下参照图式，说明本发明的实施例。
请参照图1，图1是一种实施例的爬行机器装置的其中一个爬行模组的上视图。
这个爬行模组105承载功能装置104，例如摄像头跟对应的电路。这个爬行机器装置用于环绕一柱体101且沿着所述柱体101的延伸方向进行爬行移动。这种爬行机器装置可包含两节以上爬行模组105、伸缩机构，与控制电路。
所述伸缩机构用来连接两节所述爬行模组。所述爬行模组且个别具有松紧机构与拉带103。在图1的例子中，爬行模组在靠近柱体101的方向有增加摩擦力的弹性片102。
请参照图2a与2b，图2a与2b示范具有两节爬行模组的实施例，其在爬行移动的范例。在图2a与2b的爬行机器装置范例中，这个爬行机器装置具有爬行模组20与爬行模组21。在所述爬行移动中，所述两节以上爬行模组20、21轮流设定一个爬行模组作为固定节，另一个爬行模组作为移动节。爬行模组20与爬行模组21之间通过伸缩机构22进行连接。
当所述爬行模组20或爬行模组21作为所述固定节时，所述爬行模组20或所述爬行模组21通过松紧机构调整所述拉带201、211，使得所述固定节紧贴所述柱体，通过紧贴所述柱体产生的摩擦力，使得所述固定节紧贴所述柱体保持相对固定状态。
当所述爬行模组作为所述移动节时，通过所述松紧机构调整所述拉带201、211，使得所述移动节与所述柱体脱离紧贴状态，并且通过所述伸缩机构22，调整所述移动节与所述固定节的相对位置，使得所述爬行机器人进行所述爬行移动。
通过图1跟图2a与2b，熟悉机械设计领域的人应该知道，可以通过如图中的轴承搭配对应的马达等机电结构来达成所需的伸缩结构。当然，要让拉带产生收缩的力量，也可以通过对应的马达或齿轮等结构来完成实际制作。由于这些属于本领域技术人员了解且具有多个方案可以选择，在这里不做进一步的赘述。
请参考图3a与3b。除了提供垂直方向的移动，在另一个实施例中，所述爬行机器装置还可以设置水平转动机构33，连接所述两节爬行模组31、32。通过所述水平转动机构33，所述两节爬行模组31、32调整相对于所述柱体的相对角度。举例来说，当一个爬行模组作为所述固定节且另一个爬行模组作为所述移动节时，通过水平转动机构33，所述移动件环绕所述柱体进行水平转动。此外，所述两个爬行模组31、32，可轮流交替作为所述固定节与所述移动节。并且，通过多次水平转动，所述爬行机器装置可相对所述柱体达成360度任何角度的定位。当然，这只是实施例的一种情况，根据不同的技术需求，例如柱体的构造、表面摩擦力、障碍物、设置爬行机器装置的目的、承载物体的重量、是否需要考虑到设置的角度，或成本考量等等因素，设计者可以调整不同的配置来达成目的，这些仍然都应该被认为属于本发明的范围，而不会以下所提供的实施例所限制。
请参考图6a与图6b，分别示范两个不同的实施例。图6a中，爬行模组由机械模组61与拉带62构成，形成一个环绕的结构，用来抱住对应的柱体。图6b示范由两个机械模组63、64与拉带65构成。换言之，更多延伸的变化都属于本发明的涵盖范围。
此外，关于两个以上的爬行模组的功能设定，这些爬行模组可以是结构相似的两个爬行模组通过伸缩机构进行结构连接。
另一方面，这些爬行模组也可以其中一个设定为承载摄像头等功能装置的子机，其它一个或多个爬行模组则作为母机。子机在到达预定位置后，固定在柱体，并且跟母机脱离。母机利用缓降或子机垂降绳其它方式下来，之后可用相同方式上去。或者，母机本身也可以设计两节爬行模组。通过这个方式，子机可以在爬行的过程通过母机供电，并且在指定的位置进行固定，执行任务。换言之，子机可以尽可能简化降低制造成本，并且同一个母机可以用来部署很多个子机，母机也可以因此根据成本考量，不需要有复杂的防水或长期在恶劣天候使用的耐用性设计。这就像是登月艇跟推进火箭的设计，可以进一步提升整体爬行机器装置的技术功效。
对于一个爬行机器来说，爬行模组可以有两个或两个以上，以下的详细实施方式跟搭配的图示会进一步说明范例。
此外，柱体可以是各种电线杆、路灯、大楼或桥梁等建筑物的柱体。由于爬行机器装置是用拉带调整所环绕周长，因此，在各种管状、杆状、缆线状等不同横截面形状、周长、材料的柱体都可以用同一个机器爬行装置来进行爬行部署。或者，可通过更换拉带等模组化方式调整所述爬行机器装置的配置，来因应各种爬行部署的需求。
所述柱体可以是管体、实心体，具有单一横截面周长形状，例如圆柱、椭圆柱、方形柱、多边形柱，也可在不同段具有不同横截面。所述柱体可以是电线杆类型的上下直柱子，也可以是方形柱体，也可以柱体延伸，前进方向可以是直线或非直线。所述柱体可以是人造物或自然物，例如树木或人工支架。
所述拉带可以有弹性，也可以没有弹性。例如拉带可以是软性可绕性材质。并且，可更包含一撑开结构，在所述移动件移动时撑开所述拉带，绕开所述柱体上的障碍物。相对于一个爬行模组的拉带可以是一条或两条以上构成。拉带也可以由类似金属表带的多个连接块拼接而成，或塑胶、橡皮、布类、纺织品等构成。如果柱体上有预设的轨道或凸块、沟槽，也可以配置对应的拉带。
此外，拉带靠近柱体的一面，附加能增加摩擦力的表面，例如凸块、颗粒、条纹或沟槽。
随着柱体的不同延伸方向，爬行机器装置可上下移动，但其实也可水平移动，也可以斜着移动，甚至可以环形移动。
上述的控制电路以及其对应的控制功能可以全部或一部分设置在爬行机器装置内部，其一部份功能也可以设置在爬行机器装置外。例如，部分通过外部装置控制，或跟其它爬行机器装置或其它外部装置协同运作，或人工手动控制，或在多个控制模式之间按照预定条件切换。
此外，上述的控制电路可以是一个模组，主要安装在一个爬行模组中，也可以是各个爬行模组各有一个相关的电路，并且这些电路之间协同运作。
上述的控制电路可具备电脑视觉运算，用来侦测所述柱体上的障碍物。这个电脑视觉运算可以通过判断移动过程中的多张截取影像，进行交错比对，或对于静止图像进行分析，找出障碍物的大小、形状，并据此判断出绕开障碍物继续爬行的方法。这里提到的电脑视觉运算可以包括各种已知的电脑视觉辨识软件以及/或硬件的集成，例如各种用在无人车的电脑视觉辨识软件或硬件。此外，这里提到的电脑视觉运算也可以包括各种机器学习，例如使用支持向量机器(supportvectormachine)，模糊逻辑(fuzzylogic)，类神经网路学习(neuralnetworklearning)，深度学习(deeplearning)等方式，通过回馈或非回馈学习方式记录跟认知各种柱体上的障碍物。这些领域跟相关的技术都可以整合到这里提到的爬行机器装置，且为电脑视觉与机器学习的技术人员所熟知，在此不赘言其细节。此外，由于柱体爬行本身的环境相对单纯，例如可以预先拍摄各个角度的柱体之相片，并在爬行机器装置前进的过程比对拍摄的影像，可以很快的判断出障碍物的形状跟大小，并且根据预设的逻辑进行障碍物的绕开或跨越。
机器爬行装置可以附加摄像头。这个摄像头可以跟机器爬行装置的控制电路互相连接。或是，这个摄像头也可以自成一个模组，只通过机器爬行装置的承载，以移动到相对于柱体预定的位置。或是，这个摄像头也可通过爬行模组进行供电。
爬行机器装置可以安置电池，以达成一定程度的机动性。此外，爬行机器装置也可以在爬行到适当的位置后由柱体内部的电力供应电路供电。或者，爬行机器装置可以根据内部电池的电量，设定针对不同电量的操作方式。举例来说，加入电量已经低于一个预定的阈值(threshold)，原本固定在电线杆之类的柱体顶端的爬行机器装置可以预先自动爬行到另一个具有充电端点高度的位置充电，或是自动爬行到底部，以便于人员更换电池或进行充电操作。
如果安装摄像头的话，可通过硬件或软件的设定，使得爬行机器装置根据拍摄画面，拍摄是否已经到适当的位置。举例来说，可以在地面放置预定大小尺寸的参考图像，让摄像头拍摄并进行换算，即可判断当时所在高度。此外，可以用同样的技巧，在地面放置预定大小尺寸的参考图像。通过容易辨识的测试图像放在拍摄的目标位置，可以让爬行机器装置根据计算这个参考图像的大小跟角度，来调整并控制爬行机器装置，使得爬行机器装置到达适合的位置。这种做法可以快速部署跟对准摄像头的高度跟角度，而不用通过复杂的人工运算或是手工操作。
除了通过摄像头分析影像，爬行机器装置也可以通过高度感测器或是计算已爬行距离，例如通过接触柱体的轮子计算圈数等方法，自动侦测是否已爬行到适应高度并且固定在设定高度。
关于角度的部分，爬行机器装置可以通过指南针等方向侦测感测器，自动调整爬行机器装置的角度。目前有各种电子或机械或微机械方式的方向调整其可以用来侦测角度。
此外，爬行机器装置也可以设置gps等定位电路，控制电路可以根据gps的位置，参照之前针对特定gps位置的高度与角度，以及操作的模式，设定爬行机器装置。这种设计方式对于大量部署多个爬行机器装置到一个区域的不同位置，会有很大的便利性。操作员只要把多个相同的爬行机器装置携带到不同的位置，然后让这些爬行机器装置开始爬对应的电线杆等柱体，这些爬行机器装置就可以自动根据预定的参数进行设定，进一步协同运作。换言之，这些爬行机器装置可以通过网路或其它方式，构成一个爬行机器装置网路，共同完成一个复杂的工作。
必须说明的是，在多个机器共同完成工作的应用中，有些时候需要爬行机器装置以外的装置，例如有些设置在地面或是设定在某些固定位置的设备。这些设备可以通过蓝牙、wi-fi、3g、4g、5g、z-wave、等各种有线或无线通讯网路互动，共同完成工作。相关的操作可以参考物联网跟相关的网路程序概念，针对不同的应用进行设计，在此不特别赘述。
此外，为了节省电力的消耗，当爬行机器装置爬到预定的位置，可以通过机械锁定结构，不需再使用电力保持固定在柱体相对位置。举例来说，可以用齿轮等结构，通过电力拉紧拉带。这种齿轮机械结构在没有电力的时候保持当时的状态。如果要移动爬行移动装置的时候，再施加电力，再度驱动齿轮，以调整拉带，例如放松或是拉紧，进行相对应的移动操作。
请参照图4，如果爬行机器装置在高空中故障或是丧失电力。这时候可以根据情况，施放另一个爬行机器装置42，爬行到故障或丧失电力的爬行机器装置41旁边。然后，救援用的爬行机器装置42可以对于故障的爬行机器装置41进行零件替换等修理操作。有些时候，如果是单纯软件的关系，救援的爬行机器装置42也可以操作故障的爬行机器装置41，让爬行的机器装置41重新开机。或者救援用的爬行机器装置42可以将故障的爬行机器装置41给携带下来。或者，救援用的爬行机器装置42可以对于没有电力的爬行机器装置41进行充电或更换电池的操作。
如上所述，爬行机器装置可能会通过一个不需电力就可以固定的机械装置固定在高空。这时候可以让救援用的爬行机器装置暂时通过导电端点将电力输入故障的爬行机器装置，解除爬行机器装置的锁定。如果爬行机器装置还可以移动，则甚至可以通过救援用的爬行机器装置，接手控管跟操作故障的爬行机器装置。换言之，救援机器可爬上去，把故障或没电的所述爬行装置牵引下来。
此外，爬行机器装置也可以设置控制绳设备，用来对于进行一些额外的操作，例如故障或例外时候的操作。举例来说，控制绳可以通过遥控垂下，供操作员手工导引爬行机器装置。例如利用手的拉力，供给齿轮等机械构造力量，将机械爬行装置顺利撤回地上。
除了单纯提供力量跟导引，控制绳也可以配置例如遥控开关，供操作员在例外的情况，手动操作爬行机器装置。例如，在爬行机器装置的控制电脑出现异常状况，可以投工这类的遥控开关，切换到手工操作，让爬行机器装置顺利的回到地面。
上述的爬行机器装置提供有效移动到相对柱体的预定位置。但通常为了发挥爬行机器装置真正的功能，可以附加各种不同功能的功能装置。所述爬行机器装置承载所述功能装置，移动到所述柱体的预定位置后，让所述功能装置发挥功能。
举例来说，功能装置可包含摄像头，用来做短期临时或长期的安控摄影或是其它摄影操作。举例来说，在一个广场临时举办演唱会活动，刚建好的小区，春节运输地区，游行地区。通过上述的爬行机器装置可以快速部署跟移除多个摄像头，完成对一个区域的快速部署。
此外，在实作的时候通过电脑视觉跟预定规则，可由所述爬行机器装置自行决定，或通过远端伺服器计算，或通过人工操作，在运作过程调整所述摄像头相对于所述柱体的高度跟角度，以截取所需的画面。
并且，如果与另外具有摄像头的爬行装置互动，自动调整彼此在不同柱体的角度跟高度，以达成涵盖所设定场景的监控或摄影目的。这对于大范围无死角的摄影需求，能够提供一个快速有效的解决方案。
功能装置也可包含机械手臂等机械操作装置，用来针对设置柱体上的其它设备，例如换路灯、摘水果等。
由于柱体上可能有不同的障碍物。例如，电线杆会有与柱体垂直延伸的电线。因此，拉带跟爬行模组可以针对不同的障碍物与柱体情况进行调整设计。举例来说，爬行机器装置可在其中一节固定时，另一节可以临时打开拉带穿过电线等垂直线障碍物。
在最开始安装的时候，可设定初始攀附模式。操作员只要将爬行机器装置抱到柱体上，爬行机器装置自动拉紧拉带，并通过动作感测器调整拉带，并告知操作员是否拉带可以柱体，保持爬行机器装置固定的状态。换言之，在部署爬行机器装置的时候，可以同时测试爬行机器装置本身是否有故障，以及是否适合安装在这个柱体，或是是否需要更换不同材料的拉带，或是更换不同参数的爬行模组。
在另一个实施例中，所述两个以上的爬行模组其中之一个爬行模组可作为子机，具有承载功能，用来承载功能装置。在所述子机移动到预定位置后，与其它爬行模组分离固定在所述柱体的预定位置。通过这样的设计，子机可以进行防水设计，而且不一定要配置电池等复杂机械结构。
实际制作的方式有许多可能性，举例来说，可使用三个爬行模组，其中最上一截是用来停留在柱体。另一种可能性是，使用两个爬行模组，在爬到了柱体的预定位置后，将功能装置挂在或固定在柱体的特定位置。之后，爬行模组可以离开柱体。另一种做法也可以在子机到达预定位置后，用垂吊绳降落等方式回到地面。或是，其它爬行模组从柱体下来的时候可以用两节方式爬行下来；也可以控制松紧带作为刹车，用重力下降；或是用一个辅助绳子下滑。
此外，爬行机器装置的元件可以实施模组化设计，可根据需要爬不同的障碍物，配置不同规格的元件。举例来说，可针对不同高度、距离、表面光滑度的柱体提供不同的拉带，或是不同拉力的爬行模组，或是不同电量的电池等。举例来说，在部署哈尔滨等容易结冰区域的柱体，可以附加加热器，以解决结冰无法移动的情况。
爬行机器装置可以设置各种感测器，用来搜集操作的状态，以进行对应的处理。举例来说，通过动作感测器可以侦测是否滑动，如果有滑动，可以加紧力量或提供警告。另外，爬行机器装置可设置缓冲装置，如果掉下来的时候可以缓冲，避免机体故障或造成路人伤害。
请参照图5，示范一个实施例的流程图。根据本发明的另一个实施例包括一种在一个区域快速部署多个功能装置的方法，其中所述区域具有多个柱体，将多个爬行机器装置分别部署在不同柱体的多个预定高度跟角度，这些爬行机器具有功能装置，功能装置具有传感器，此方法包含：通过一通讯网路，从这些功能装置的传感器分别取得信息(步骤501)；整合比对这些信息，自动计算这些爬行机器装置与所对应柱体的相对高度跟角度(步骤503)；并且发出控制信号，控制这些爬行机器装置调整到适合的相对高度跟角度(步骤505)。
这个方法的实作，可以通过控制程序烧录或存储在其中一个爬行机器装置或多个爬行机器装置，或安装在另外的电子装置通过通讯网路与这些爬行装置进行沟通与控制，或部分由爬行机器装置执行，部分由外部的电脑、伺服器等电子装置执行，以达成上述的功能。
这里提到的功能装置可为摄影头，用来做安防设备，或例如演唱会的录影。这里提到的功能装置可为广播扬声器，用来提供短期或长期的广播设定。这个功能装置也可为灯光，用来提供符合预定条件所述区域的灯光照明。
除了这些功能装置，还可以有各种其它的功能装置，只要用相同或相似的概念，都应该被认为属于本发明的范围。其它的变形只要在权利要求的涵盖下，也应该属于本发明的范围涵盖。