本實用新型專利技術公開了一種桿件攀爬機器人越障機構，包括機身、環抱機構和攀爬機構，所述機身上設有兩條并列設置的弧形的導向槽，所述環抱機構設有兩個，兩個環抱機構相互之間反向設置且分別與一條導向槽同軸配合，所述攀爬機構設置在所述環抱機構上；本實用新型專利技術結構簡單緊湊，生產成本低；通過兩組環抱機構與攀爬機構相結合，在多組柔性關節和彈簧的共同作用下，可以實現在±200mm高度障礙上進行越障，通過履帶式的攀爬機構，使得攀爬機器人在桿件上攀爬迅速，同時由于兩組環抱機構分別工作，可以快速的進行障礙的翻越，適應性強，速度很快，可以快速越過障礙，減少中間復雜的控制步驟。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電力輸電系統攀爬
，更具體地說，尤其涉及一種桿件攀爬機器人越障機構。
技術介紹
目前，通過法蘭進行連接的鋼管件在電力輸送系統中的作用越來越重要，這使得攀爬機器人在對其檢修時必須具有越障功能。越障機器人一般通過步進式腿部機構、輪式機構、履帶式機構來完成越障動作，而在攀爬機器人中越障動作主要通過尺蠖式、夾持式或者翻轉式機構來完成。在現有的爬桿機器人中越障機構依然以仿尺蠖式的步態機構為主，但這也使得機器人對桿件直徑適應性大大降低，夾爪式的固定機構只能適應小范圍直徑桿件的夾持固定，當桿件直徑有較大變化時機器人夾爪開口尺寸已難以適應直徑的變化，只能通過更換夾具的方式來完成。同時，在翻越障礙時機器人震動難以避免，但尺蠖式機構由于步態式的前進動作進一步降低了機身穩定性，因此它們的通用性和適用性比較差，只能適合尺寸一定的桿件攀爬和越障。本技術提出了一種履帶式越障機構，即可以在越障過程中降低機身的震動，增加穩定性，又可以適應較大范圍內變化的桿件。
技術實現思路
本技術的目的在于針對現有的攀爬機器人越障的適應性和通用性較低，提供了一種桿件攀爬機器人越障機構，該越障機構不僅可以順利的翻越大型法蘭連接的障礙，而且能夠適應各種尺寸的桿件的攀爬和各種尺寸的法蘭的翻越，其適應性高，使用方便簡捷。本技術的技術方案是這樣實現的：一種桿件攀爬機器人越障機構，包括機身、環抱機構和攀爬機構，所述機身上設有兩條并列設置的弧形的導向槽，所述環抱機構設有兩個，兩個環抱機構相互之間反向設置且分別與一條導向槽同軸配合，所述攀爬機構設置在所述環抱機構上；所述環抱機構包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體、步進電機、聯軸器、后軸承座、前軸承座、蝸桿、不完全蝸輪、蝸輪轉軸、主推桿、推桿轉軸和卡簧，所述步進電機固定在箱體的后端，步進電機通過聯軸器連接所述蝸桿的一端，蝸桿的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座和后軸承座上，所述前軸承座和后軸承座均固定在所述箱體內部，所述步進電機的轉軸、聯軸器、蝸桿、后軸承座和前軸承座的軸心位于同一條直線上；所述不完全蝸輪通過蝸輪轉軸鉸接在所述箱體上，所述不完全蝸輪與所述蝸桿嚙合，所述不完全蝸輪與其軸向垂直的中心面與箱體的中心面重合，不完全蝸輪的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪上還安裝有推桿轉軸，所述主推桿的后端通過所述推桿轉軸鉸接在所述不完全蝸輪上；所述環抱執行機構包括第一關節、第二關節、第三關節、第四關節、第一關節轉軸、第二關節轉軸、第三關節轉軸和第四關節轉軸，所述箱體的前端和第一關節的前端通過第一關節轉軸鉸接，所述第一關節的后端和第二關節的前端通過第二關節轉軸鉸接，所述第二關節的后端和第三關節的前端通過第三關節轉軸鉸接，所述第三關節的后端和第四關節的前端通過第四關節轉軸鉸接；所述第一關節、第二關節、第三關節和第四關節均由關節左側板、關節右側板和間隔柱構成，關節左側板通過均布的多個間隔柱與關節右側板固定連接；所述關節左側板和關節右側板的中心位置均開設有腰型孔滑槽；所述環抱施力機構包括第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸、第一受力軸、第二受力軸、第三受力軸、第四受力軸、第一施力軸、第二施力軸、第三施力軸、第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿、第一伸縮彈簧、第二伸縮彈簧、第三伸縮彈簧；所述主推桿的后端通過第一受力軸鉸接在第一關節的前端，所述第一前推桿的前端通過第一施力軸與箱體鉸接，所述第一前推桿軸的后端與第一伸縮桿的前端通過第一前推桿軸鉸接，所述第一伸縮桿的后端與第一后推桿的前端通過第一后推桿軸鉸接，所述第一后推桿的后端通過第二受力軸鉸接在第二關節的前端；所述第二前推桿的前端通過第二施力軸鉸接在第一關節的后端，所述第二前推桿的后端與第二伸縮桿的前端通過第二前推桿軸鉸接，所述第二伸縮桿的后端與第二后推桿的前端通過第二后推桿軸鉸接，所述第二后推桿軸的后端通過第三受力軸鉸接在第三關節的前端；所述第三前推桿的前端通過第三施力軸鉸接在第二關節的后端，所述第三前推桿的后端與第三伸縮桿的前端通過第三前推桿軸鉸接，所述第三伸縮桿的后端與第三后推桿的前端通過第三后推桿軸鉸接，所述第三后推桿軸的前端通過第四受力軸鉸接在所述第四關節的前端；所述第一伸縮彈簧套裝在所述第一伸縮桿上，所述第二伸縮彈簧套裝在所述第二伸縮桿上，所述第三伸縮彈簧套裝在第三伸縮桿上；所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸和第三后推桿軸的兩端均套裝有滑塊，第一前推桿軸和第一后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第一關節的關節左側板和關節右側板上開設的腰型孔滑槽相配合，第二前推桿軸和第二后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第二關節的關節左側板和關節右側板上開設的腰型孔滑槽相配合，第三前推桿軸和第三后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第三關節的關節左側板和關節右側板上開設的腰型孔滑槽相配合；所述第一關節轉軸、第二關節轉軸、第三關節轉軸和第四關節轉軸上均安裝有扭簧；所述環抱機構上的第一關節、第二關節、第三關節和第四關節的同側均安裝有一個攀爬機構，所述攀爬機構包括安裝板、支撐桿、彈簧伸縮桿、減震彈簧、前履帶轉軸、后履帶轉軸、前履帶輪、后履帶輪、履帶、履帶電機、同步帶轉輪、同步帶驅動輪和同步帶，所述安裝板通過螺栓固定在對應關節的關節左側板和關節右側板上，支撐桿垂直安裝在所述安裝板上，所述彈簧伸縮桿固定在所述支撐桿上，所述前履帶轉軸安裝在所述彈簧伸縮桿的端部，所述后履帶轉軸安裝在所述支撐桿的端部，前履帶輪套裝在所述前履帶轉軸上，后履帶輪套裝在所述后履帶轉軸上，所述履帶與前履帶輪和后履帶輪相互嚙合，所述后履帶轉軸上還固定有同步帶轉輪，所述安裝板上固定有履帶電機，所述履帶電機的電機頭上安裝有同步帶驅動輪，所述同步帶驅動輪與所述同步帶轉輪通過同步帶連接。進一步的，所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸的兩端均與滑塊通過螺紋連接，滑塊位于第一關節、第二關節和第三關節的腰型孔滑槽內并能沿相應的腰型孔滑槽進行滑動。進一步的，所述第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿和第三伸縮桿均位于第一關節、第二關節、第三關節和箱體的中心面上。進一步的，所述安裝板垂直于所述關節左側板和關節右側板設置。進一步的，所述安裝板與所述支撐桿一體式成型。進一步的，所述導向槽上開設有沿導向槽均布的導向齒條，所述驅動機構的箱體上安裝有與所述導向齒條相配合的導向齒輪。本技術的有益效果在于：本技術結構簡單緊湊，生產成本低；通過兩組環抱機構與攀爬機構相結合，在多組柔性關節和彈簧的共同作用下，可以實現在±200mm高度障礙上進行越障，通過履帶式的攀爬機構，使得攀爬機器人在桿件上攀爬迅速，同時由于兩組環抱機構分別工作，可以快速的進行障礙的翻越，適應性強，速度很快，可以快速越過障礙，減少中間復雜的控制步驟；本裝置使用方便，能夠適應較大的變徑桿件的環抱，還可以完成在圓錐形變徑桿件、階梯型變徑桿件以及不同直徑尺寸圓柱形桿件等多本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于：包括機身(49)、環抱機構(50)和攀爬機構(51)，所述機身(49)上設有兩條并列設置的弧形的導向槽(52)，所述環抱機構(50)設有兩個，兩個環抱機構(50)相互之間反向設置且分別與一條導向槽(52)同軸配合，所述攀爬機構(51)設置在所述環抱機構(50)上；所述環抱機構(50)包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體(1)、步進電機(2)、聯軸器(3)、后軸承座(4)、前軸承座(5)、蝸桿(6)、不完全蝸輪(7)、蝸輪轉軸(8)、主推桿(9)、推桿轉軸(10)和卡簧，所述步進電機(2)固定在箱體(1)的后端，步進電機(2)通過聯軸器(3)連接所述蝸桿(6)的一端，蝸桿(6)的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座(5)和后軸承座(4)上，所述前軸承座(5)和后軸承座(4)均固定在所述箱體(1)內部，所述步進電機(2)的轉軸、聯軸器(3)、蝸桿(6)、后軸承座(4)和前軸承座(5)的軸心位于同一條直線上；所述不完全蝸輪(7)通過蝸輪轉軸(8)鉸接在所述箱體(1)上，所述不完全蝸輪(7)與所述蝸桿(6)嚙合，所述不完全蝸輪(7)與其軸向垂直的中心面與箱體(1)的中心面重合，不完全蝸輪(7)的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪(7)上還安裝有推桿轉軸(10)，所述主推桿(9)的后端通過所述推桿轉軸(10)鉸接在所述不完全蝸輪(7)上；所述環抱執行機構包括第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)、第四關節(14)、第一關節轉軸(15)、第二關節轉軸(16)、第三關節轉軸(17)和第四關節轉軸(18)，所述箱體(1)的前端和第一關節(11)的前端通過第一關節轉軸(15)鉸接，所述第一關節(11)的后端和第二關節(12)的前端通過第二關節轉軸(16)鉸接，所述第二關節(12)的后端和第三關節(13)的前端通過第三關節轉軸(17)鉸接，所述第三關節(13)的后端和第四關節(14)的前端通過第四關節轉軸(18)鉸接；所述第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)和第四關節(14)均由關節左側板(19)、關節右側板(20)和間隔柱(21)構成，關節左側板(19)通過均布的多個間隔柱(21)與關節右側板(20)固定連接；所述關節左側板(19)和關節右側板(20)的中心位置均開設有腰型孔滑槽(22)；所述環抱施力機構包括第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)、第三后推桿軸(28)、第一受力軸(29)、第二受力軸(30)、第三受力軸(31)、第四受力軸(32)、第一施力軸(33)、第二施力軸(34)、第三施力軸(35)、第一前推桿(36)、第二前推桿(37)、第三前推桿(38)、第一后推桿(39)、第二后推桿(40)、第三后推桿(41)、第一伸縮桿(42)、第二伸縮桿(43)、第三伸縮桿(44)、第一伸縮彈簧(45)、第二伸縮彈簧(46)、第三伸縮彈簧(47)；所述主推桿(9)的后端通過第一受力軸(29)鉸接在第一關節(11)的前端，所述第一前推桿(36)的前端通過第一施力軸(33)與箱體(1)鉸接，所述第一前推桿軸(23)的后端與第一伸縮?桿(42)的前端通過第一前推桿軸(23)鉸接，所述第一伸縮桿(42)的后端與第一后推桿(39)的前端通過第一后推桿軸(24)鉸接，所述第一后推桿(39)的后端通過第二受力軸(30)鉸接在第二關節(12)的前端；所述第二前推桿(37)的前端通過第二施力軸(34)鉸接在第一關節(11)的后端，所述第二前推桿(37)的后端與第二伸縮桿(43)的前端通過第二前推桿軸(25)鉸接，所述第二伸縮桿(43)的后端與第二后推桿(40)的前端通過第二后推桿軸(26)鉸接，所述第二后推桿軸(26)的后端通過第三受力軸(31)鉸接在第三關節(13)的前端；所述第三前推桿(38)的前端通過第三施力軸(35)鉸接在第二關節(12)的后端，所述第三前推桿(38)的后端與第三伸縮桿(44)的前端通過第三前推桿軸(27)鉸接，所述第三伸縮桿(44)的后端與第三后推桿(41)的前端通過第三后推桿軸(28)鉸接，所述第三后推桿軸(28)的前端通過第四受力軸(32)鉸接在所述第四關節(14)的前端；所述第一伸縮彈簧(45)套裝在所述第一伸縮桿(42)上，所述第二伸縮彈簧(46)套裝在所述第二伸縮桿(43)上，所述第三伸縮彈簧(47)套裝在第三伸縮桿(44)上；所述第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)和第三后推桿軸(28)的兩端均套裝有滑塊(48)，第一前推桿軸(23)和第一后推桿軸(24)通過其左右兩端的滑塊(48)與所述...
【技術特征摘要】
1.一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于：包括機身(49)、環抱機構(50)和攀爬機構(51)，所述機身(49)上設有兩條并列設置的弧形的導向槽(52)，所述環抱機構(50)設有兩個，兩個環抱機構(50)相互之間反向設置且分別與一條導向槽(52)同軸配合，所述攀爬機構(51)設置在所述環抱機構(50)上；所述環抱機構(50)包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體(1)、步進電機(2)、聯軸器(3)、后軸承座(4)、前軸承座(5)、蝸桿(6)、不完全蝸輪(7)、蝸輪轉軸(8)、主推桿(9)、推桿轉軸(10)和卡簧，所述步進電機(2)固定在箱體(1)的后端，步進電機(2)通過聯軸器(3)連接所述蝸桿(6)的一端，蝸桿(6)的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座(5)和后軸承座(4)上，所述前軸承座(5)和后軸承座(4)均固定在所述箱體(1)內部，所述步進電機(2)的轉軸、聯軸器(3)、蝸桿(6)、后軸承座(4)和前軸承座(5)的軸心位于同一條直線上；所述不完全蝸輪(7)通過蝸輪轉軸(8)鉸接在所述箱體(1)上，所述不完全蝸輪(7)與所述蝸桿(6)嚙合，所述不完全蝸輪(7)與其軸向垂直的中心面與箱體(1)的中心面重合，不完全蝸輪(7)的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪(7)上還安裝有推桿轉軸(10)，所述主推桿(9)的后端通過所述推桿轉軸(10)鉸接在所述不完全蝸輪(7)上；所述環抱執行機構包括第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)、第四關節(14)、第一關節轉軸(15)、第二關節轉軸(16)、第三關節轉軸(17)和第四關節轉軸(18)，所述箱體(1)的前端和第一關節(11)的前端通過第一關節轉軸(15)鉸接，所述第一關節(11)的后端和第二關節(12)的前端通過第二關節轉軸(16)鉸接，所述第二關節(12)的后端和第三關節(13)的前端通過第三關節轉軸(17)鉸接，所述第三關節(13)的后端和第四關節(14)的前端通過第四關節轉軸(18)鉸接；所述第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)和第四關節(14)均由關節左側板(19)、關節右側板(20)和間隔柱(21)構成，關節左側板(19)通過均布的多個間隔柱(21)與關節右側板(20)固定連接；所述關節左側板(19)和關節右側板(20)的中心位置均開設有腰型孔滑槽(22)；所述環抱施力機構包括第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)、第三后推桿軸(28)、第一受力軸(29)、第二受力軸(30)、第三受力軸(31)、第四受力軸(32)、第一施力軸(33)、第二施力軸(34)、第三施力軸(35)、第一前推桿(36)、第二前推桿(37)、第三前推桿(38)、第一后推桿(39)、第二后推桿(40)、第三后推桿(41)、第一伸縮桿(42)、第二伸縮桿(43)、第三伸縮桿(44)、第一伸縮彈簧(45)、第二伸縮彈簧(46)、第三伸縮彈簧(47)；所述主推桿(9)的后端通過第一受力軸(29)鉸接在第一關節(11)的前端，所述第一前推桿(36)的前端通過第一施力軸(33)與箱體(1)鉸接，所述第一前推桿軸(23)的后端與第一伸縮桿(42)的前端通過第一前推桿軸(23)鉸接，所述第一伸縮桿(42)的后端與第一后推桿(39)的前端通過第一后推桿軸(24)鉸接，所述第一后推桿(39)的后端通過第二受力軸(30)鉸接在第二關節(12)的前端；所述第二前推桿(37)的前端通過第二施力軸(34)鉸接在第一關節(11)的后端，所述第二前推桿(37)的后端與第二伸縮桿(43)的前端通過第二前推桿軸(25)鉸接，所述第二伸縮桿(43)的后端與第二后推桿(40)的前端通過第二后推桿軸(26)鉸接，所述第二后推桿軸(26)的后端通過第三受力軸(31)鉸接在第三關節(13)的前端；所述第三前推桿(38)的前端通過第三施力軸(35)鉸接在第二關節(12)的后端，所述第三前推桿(38...
【專利技術屬性】
技術研發人員：計時鳴，陳洋，陳國達，楊華鋒，溫祥青，蘇林杰，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33
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