一种机器人手臂和巡线机器人的制作方法

本实用新型涉及巡线机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂和巡线机器人。

背景技术：

现有的巡线机器人，其机器人手臂移动于线缆上；一般地，机器人手臂分别带有上端轮和下端轮，通过上端轮和下端轮之间的组合，将线缆压紧，达到巡路机器人锁紧于线缆上；但现有技术中的机器人手臂，其由于上端轮和下端轮在压紧时为直线移动，压紧力有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种机器人手臂，通过压紧轮支座的角度调节，控制升降轮件摆动后与行走轮件压紧于线缆。

本实用新型还提出一种巡线机器人，机器人手臂为机器人主体提供移动功能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人手臂，包括：抓手基板、行走轮件、升降轮组件和升降驱动器；

所述行走轮件可转动地安装于所述抓手基板；

所述升降轮组件包括：压紧轮支座和升降轮件；

所述压紧轮支座可转动地安装于所述抓手基板；所述升降驱动器的输出端，连接于所述压紧轮支座，用于驱动所述压紧轮支座转动；所述压紧轮支座安装有所述升降轮件；

所述压紧轮支座升降时，所述压紧轮支座带动所述升降轮件摆动，同时所述升降轮件靠近和远离于所述行走轮件。

优选地，所述抓手基板设有支座固定轴；

所述压紧轮支座通过所述支座固定轴可转动地安装于所述抓手基板。

优选地，所述升降轮组件包括：活动连接臂；

所述活动连接臂的一端可转动地连接所述压紧轮支座，所述活动连接臂的另一端连接所述升降驱动器的输出端；

所述升降驱动器的输出端可直线移动。

优选地，所述压紧轮支座包括：支座主架和支座副架；

所述支座主架与所述支座副架连接，两者之间的连接位置形成了轮安装工位和/或轴套；

所述轮安装工位用于容纳所述升降轮件，使所述升降轮件的可转动地安装于支座主架和/或所述支座副架；

所述轴套用于安装所述支座固定轴。

优选地，还包括：抓轮驱动器；

所述抓轮驱动器安装于所述抓手基板，其输出端连接所述行走轮件，用于驱动所述行走轮件转动。

优选地，所述抓手基板设有轴通过孔；

所述抓轮驱动器的输出端从所述抓手基板的一侧穿过所述轴通过孔，并于所述抓手基板的另一侧与所述行走轮件连接。

优选地，所述行走轮件和/或所述升降轮件包括：上半轮体和下半轮体；

所述上半轮体与所述下半轮体连接，并于两者之间的连接位置形成用于接触线缆的移动内凹部；

所述上半轮体和/或所述下半轮体具有弹性，其中带弹性的一者内设有带空隙的弹性变形槽。

优选地，所述升降轮组件成对设置，所述升降驱动器的输出端同时连接左右两侧的所述升降轮组件，使左右两处的所述升降轮件同步移动。

优选地，所述升降轮组件成对设置时，所述升降轮件分别位于所述行走轮件的左右两侧。

一种巡线机器人，包括：机器人主体和如上述的机器人手臂；

所述机器人主体安装于所述机器人手臂。

本实用新型的有益效果：

本机器人手臂，应用于巡线机器人上，通过升降驱动器驱动压紧轮支座转动，并带动升降轮件的升降，使升降轮件成弧面靠近线缆，减小了空间的占用，同时又能通过较大的压紧力将缆线压紧。

附图说明

图1是机器人手臂的结构示意图；

图2是机器人手臂的爆炸结构示意图；

图3是压紧轮支座的结构示意图；

图4是行走轮件和升降轮件压紧线缆时的结构示意图；

图5是行走轮件或升降轮件的结构示意图；

图6是行走轮件或升降轮件的剖面示意图；

图7是行走轮件或升降轮件的剖面示意图。

其中：

线缆001；

内抓手结构1、外抓手结构2、换向结构3；内板转动组件4；

内抓手换向电机31、外抓手换向电机32、内转向板33、转向电机34、外转向板35；转向板单元33a；

转动臂41、摆动驱动器42；

抓手基板11、行走轮件12、升降轮件13、升降驱动器14；抓轮驱动器15；

升降轮组件136；轴通过孔111；

压紧轮支座16；支座固定轴17；活动连接臂18；

支座主架161、支座副架162；轮安装工位163、轴套164。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一种机器人手臂，包括：抓手基板11、行走轮件12、升降轮组件和升降驱动器14；

所述行走轮件12可转动地安装于所述抓手基板11；

所述升降轮组件包括：压紧轮支座16和升降轮件13；

所述压紧轮支座16可转动地安装于所述抓手基板11；所述升降驱动器14的输出端，连接于所述压紧轮支座16，用于驱动所述压紧轮支座16转动；所述压紧轮支座16安装有所述升降轮件13；

所述压紧轮支座16升降时，所述压紧轮支座16带动所述升降轮件13摆动，同时所述升降轮件13靠近和远离于所述行走轮件12。

本机器人手臂，应用于巡线机器人上，通过升降驱动器14驱动压紧轮支座16转动，并带动升降轮件13的升降，使升降轮件13成弧面靠近线缆001，减小了空间的占用，同时又能通过较大的压紧力将缆线压紧。

具体地，如图，行走轮件12的底辊面接触于线缆001；升降驱动器14的输出端可伸缩，以驱动压紧轮支座16转动；由于压紧轮支座16一端可活动地安装于抓手基板11，一端连接有升降轮件13，一端连接升降驱动器14的输出端，形成了三角形结构；当升降驱动器14的输出端驱动压紧轮支座16时，由于压紧轮支座16绕x轴可转动地固定于抓手基板11，抓手基板11以支座固定轴17为轴心(或绕x轴)作转动，因此对于抓手基板11，其带升降轮件13的一端及连接升降驱动器14的一端可摆动，实现了升降轮件13的摆动升降。而升降轮件13摆动后，其位置上升后接触于线缆001，与行走轮件12的相互作用下将线缆001夹紧，实现了将巡线机器人固定于线缆上的效果；此时由于夹紧效果，行走轮件12可移动于线缆上而不会脱离。而当升降轮件13摆动下降后，升降轮件13脱离于线缆，夹紧作用取消，此时巡线机器人可轻易脱离于线缆。

升降驱动器14，为上为概念，其可为常见的驱动器代替，比如气缸、滚珠丝杠、直线电机等，只要是能实现压紧轮支座16转动即可；如图中，升降驱动器14为电机与丝杆的配合；电机安装于抓手基板11，输出端连接丝杆，用于驱动丝杆转动；通过一内螺纹结构的螺母座安装于丝杆上，螺母座连接压紧轮支座16，当螺母座活动于丝杆上时，带动压紧轮支座16的一端摆动升降。

优选地，所述抓手基板11设有支座固定轴17；

所述压紧轮支座16通过所述支座固定轴17可转动地安装于所述抓手基板11。

支座固定轴17伸入压紧轮支座16，用于为压紧轮支座16提供转动轴，保证了在升降驱动器14的竖直驱动作用下，升降轮件13能围绕支座固定轴17的x轴转动，以使升降轮件13成弧形面摆动后接触和脱离于线缆，提高了升降轮件13的稳定性和压紧力。

优选地，所述升降轮组件包括：活动连接臂18；

所述活动连接臂18的一端可转动地连接所述压紧轮支座16，所述活动连接臂18的另一端连接所述升降驱动器14的输出端；

所述升降驱动器14的输出端可直线移动。

活动连接臂18的一端可转动连接压紧轮支座16，当活动连接臂18与压紧轮支座16之间可转动时，可通过活动连接臂18的位置调节，以作为升降驱动器14驱动压紧轮支座16之间的缓冲，进而控制压紧轮支座16的摆动范围；即在活动连接臂18的连接下，升降轮件13限位摆动。

优选地，所述压紧轮支座16包括：支座主架161和支座副架162；

所述支座主架161与所述支座副架162连接，两者之间的连接位置形成了轮安装工位163和/或轴套164；

所述轮安装工位163用于容纳所述升降轮件13，使所述升降轮件13的可转动地安装于支座主架161和/或所述支座副架162；

所述轴套164用于安装所述支座固定轴17。

本方案通过轴套164固定支座固定轴17，以使压紧轮支座16能绕支座固定轴17作转动，提高了支座固定轴17与轴套的连接性；同时，支座主架161和支座副架162都接触到支座固定轴17，保证了升降轮件13在摆动升降时不会松动。

优选地，还包括：抓轮驱动器15；

所述抓轮驱动器15安装于所述抓手基板11，其输出端连接所述行走轮件12，用于驱动所述行走轮件12转动。

抓轮驱动器15用于驱动行走轮件12转动，使本机器人手臂能活动于线缆上；当升降轮件13压紧于线缆上，机器人手臂夹紧于线缆；此时，启动抓轮驱动器15，驱动行走轮件12转动，机器人手臂会移动于线缆上，而此过程中，升降轮件13作从动作用，使线缆的上下位置都与辊面有接触，提高了机器人手臂的流畅性。

优选地，所述抓手基板11设有轴通过孔111；

所述抓轮驱动器15的输出端从所述抓手基板11的一侧穿过所述轴通过孔111，并于所述抓手基板11的另一侧与所述行走轮件12连接。

抓轮驱动器15的输出端151经过于抓手基板11的轴通过孔111，即抓轮驱动器15的输出端能限位于轴通过孔111；此结构下，当机器人手臂作用移动时，抓轮驱动器15的输出端不会左右晃动，保证了行走轮件12的移动稳定性。

正如，如图2中，抓轮驱动器15为电机，电机主轴限位于轴通过孔111的孔径内，因此在巡线机器人移动于起伏不定的线缆上，电机主轴都不会脱离轴通过孔111，或电机主轴的方向有变化，而是保持原来的方向，驱动行走轮件12移动，提高了行走轮件12的移动稳定性。

优选地，所述行走轮件12和/或所述升降轮件13包括：上半轮体51和下半轮体52；

所述上半轮体51与所述下半轮体52连接，并于两者之间的连接位置形成用于接触线缆的移动内凹部53；

所述上半轮体51和/或所述下半轮体52具有弹性，其中带弹性的一者内设有带空隙的弹性变形槽54。

本方案为一种走线轮结构，其通过上半轮体51和下半轮体52设计成弹性结构，通过在内部引入带空隙的弹性变形槽54，使得走线轮结构与缆线的接触面积更大，更大地降低了滑动摩擦的可能性，走线轮结构与线缆001作用时的滚动摩擦得到了保证。

具体地，上半轮体51和/或下半轮体52有弹性，而带弹性的一者带空隙的弹性变形槽54；当走线轮结构压紧于线缆001时，由于上半轮体51和/或下半轮体52可变形，含有间隙的弹性变形槽54更容易变形，其由于带有间隙，压紧线缆001时会挤压弹性变形槽54内的间隙，因此弹性变形槽54内的变形相对增大，以使走线轮结构的表面与线缆001接触更紧密，提高了走线轮结构对线缆001的抓取力，大幅度地降低了滑动摩擦的可能性，使得走线轮结构与缆线作用时的滚动摩擦得到了保证。

所述弹性变形槽54，与所述移动内凹部53靠近设置，其至少部分包围于所述移动内凹部53。移动内凹部53为活动接触于线缆的部分，当弹性变形槽54围绕于移动内凹部53设置时，弹性变形槽54可在移动内凹部53压紧线缆时变形程度大，使移动内凹部53贴紧于线缆时更紧密，增大了位于移动内凹部53的可变形性。如图7，当弹性变形槽54包围于移动内凹部53后，位于移动内凹部53的线缆001能压紧内侧的移动内凹部53，促使靠近位置的弹性变形槽54变形。

优选地，所述升降轮组件136成对设置，所述升降驱动器14的输出端同时连接左右两侧的所述升降轮组件，使左右两处的所述升降轮件13同步移动。

如图1，升降轮组件136成对设置；行走轮件12左下方和右下方都带有升降轮件13，而由于升降轮组件是同时连接升降驱动器14的输出端，行走轮件12左下方和右下方的升降轮件13都能同步移动，以提高了行走轮件12下方有充分的升降轮件13与线缆接触，以使机器人手臂的重力置于中心位置，提高机器人手臂的移动稳定性。

优选地，所述升降轮组件成对设置时，所述升降轮件13分别位于所述行走轮件12的左右两侧。

升降轮件13由于是成对设置的，行走轮件12与下方的左右两侧升降轮件13之间形成稳定的三角形分布；其中，中间位置的行走轮件12向下压紧线缆，而其两侧的升降轮件13向上压紧线缆；由于升降轮件13是在压紧轮支座16的转动作用升降的，因此升降轮件13对线缆的压紧力是斜向上的，并且力的方向是斜向于成对设置时的中心位置，即行走轮件12的位置；两侧的升降轮件13能分别提供指向行走轮件12的压紧力，而由于有水平方向和竖直方向的力相互配合下，使升降轮件13始终斜向于中心位置的方向抓紧线缆，并在行走轮件12的向下压紧作用下，提高了机器人手臂对线缆的抓紧强度。

一种巡线机器人，包括：机器人主体和如上述任意实施例的机器人手臂；

所述机器人主体安装于所述机器人手臂。

机器人主体(未图视)为公知的巡路机器人的部件，一般地可设有拍摄功能，用于对检查线缆上的问题；机器人手臂为机器人主体提供移动功能。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。