CN107416060B - 一种自动化杆类攀爬机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械领域，具体地说是一种自动化杆类攀爬机器人，包括滚转体、连接绳、机械臂和太阳能板，所述的滚转体共相同的六个，包括滚体、转体和控制装置，其中，滚体用于实现沿杆类的滚转攀爬，转体用于将滚体沿垂直于所爬杆类的轴线转动一定角度，以实现改变攀爬螺旋角，或者将其驻停在指定高度，所述的控制装置用于控制整个装置的运行，所述的连接绳用于将六个滚转体连接围绕在所爬杆体圆周上，实现拆装与约束，所述的机械臂用于满足自动化操作需求，所述的太阳能板用于为用电设备供能，本装置能够实现对杆类的攀爬与执行操作，并可以调节运动的轨迹，且能够实现自我能源供给，满足对杆类攀爬操作的功能需求。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体地说是一种自动化杆类攀爬机器人。
背景技术
常见的对于杆类攀爬问题的解决办法是利用摩擦角的条件人工踏进，但是自动化杆类攀爬却比较困难，而对于一些自动化处理工作，自动攀爬装置却是必不可少的，因此设计出一种适应于杆类攀爬的装置就很有必要，但是杆类的尺寸及外形变动很多变复杂，而且针对不同情况，可能会需要装置绕杆件圆周转动或者驻停在指定高度，因此，所设计的杆类攀爬装置还要能够同时满足多场景操作需求，另外，出于自动化操作的需求，所设计的装置应带有操作用的机械臂。
发明内容
针对现有技术中的杆类自动攀爬不便的问题，本发明提供了一种自动化杆类攀爬机器人，它结构简单明了，使用方便，适用性强，能够实现对各种杆件的攀爬操作，本装置的转体能够实时调节滚体的偏转角度，因此能够调节攀爬的垂直速度与圆周速度的大小，实现所需要的场景需求，满足自动化攀爬的使用条件，该装置具有操作用的机械臂，能够满足自动化操作，且该装置也具有太阳能板，能够满足自我能源供给。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种自动化杆类攀爬机器人，包括滚转体、连接绳、机械臂和太阳能板，所述的滚转体可垂直于被攀爬的竖直杆旋转，滚转体共有相同的六个，六个滚转体围成一圈，且相邻滚转体之间通过具有弹性的连接绳联接，弹性的连接绳允许六个滚转体之间有径向的小范围位移；所述的机械臂和太阳能板设置在滚转体上。
优选的，所述的滚转体包括滚体、转体和控制装置；所述的滚体包括滚轮、滚轮轴承、滚轮电机和固定耳；所述的滚轮为两端带有短轴的橡胶材质的圆柱形轮，且该滚轮的短轴上有定位轴肩与滚轮轴承相配合；所述的滚轮轴承为两个对称配合于滚轮两端轴上的安装方式为正装的轴承，用于为固定轴提供固定端；所述的滚轮电机为连接于滚轮一端的圆柱形轮廓的电机；所述的固定耳为一端套接固定于滚轮电机外表面上的固定架。
优选的，所述的转体共有呈中心对称的相同的两个，且该转体包括固定轴、滑块、滑轨、伸缩杆、转体电机、固定架和外伸架；所述的固定轴为一端固结于滚轮轴承外圈的与滚轮轴线成四十五度角的圆柱杆，该固定轴的另一端固结于滑块上，且固定轴的中部固结有固定耳的另一端；所述的滑块为中间有与滑轨配合的弧形通孔的块体，该滑块的一端固结有轴线垂直于滑轨所在平面的圆环块，且滑块的弧形通孔经光滑处理；所述的滑轨为四分之一圆弧条，且该滑轨的外表面经光滑处理，用于与滑块配合带动滚体转动；所述的伸缩杆为一端铰接于滑块的固定耳上的伸缩杆，且伸缩杆的另一端固结于转体电机的输出端，用于辅助带动滚体转动；所述的转体电机为固结于固定架上表面的电机；所述的固定架为两自由端分别固结于滑轨两端的“冂”形架，，用于为部分机构提供搭载平台；所述的外伸架为一端垂直固结于固定架上的另一端带有圆环耳的杆架，该外伸架为具有高刚度与高强度的空心架；所述的控制装置为固结于固定架上表面的电子控制装置，且该六个控制装置之间有数据互通。
优选的，所述的连接绳为直径小于外伸架的圆环耳的内孔直径的两根相同的弹性绳。
优选的，所述的机械臂共相同的三个，且该机械臂呈中心对称地固结于其中三个滚转体的固定架的一端上。
优选的，所述的太阳能板为三个相同的带有蓄电池的太阳能电池板，该太阳能板呈中心对称地固结于另外三个滚转体的固定架的一端上，，用于为用电设备供能。
优选的，所述的滚轮的表面经防滑处理，以提高攀爬可靠性。
优选的，所述的滚轮轴承与滚轮的轴的配合方式为过盈配合。
优选的，所述的伸缩杆具有多段伸缩节杆，以满足调节滚体转动时连接杆长度随角度变化的需求。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，不仅通过六个滚体配合的转动能够实现对杆件竖直方向的攀爬，而且利用转体带动滚体旋转九十度后，还能实现无能量消耗悬停在杆件的指定高度上，并进行作业。
(2)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，通过转体对滚体摆转角度的调节，能够实现对运动形式的调节。
(3)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，利用六个控制装置的数据互通特点，实现对本装置的自动化控制。
(4)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，利用连接绳的连接作用，能够实现便捷的拆卸与安装操作，并能够利用连接绳的弹性特点实现对杆件直径不均匀度的适应。
(5)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，利用太阳能板，能够实现自我能源供给。
(6)本发明的一种自动化杆类攀爬机器人，结构简单，成本低廉，操作容易，便于推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人整体的俯视视角的结构示意图；
图2是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人整体的俯视图；
图3是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中滚转体的正面的立体结构示意图；
图4是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中滚转体的背面的立体结构示意图；
图5是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中滚转体的主视图；
图6是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中转体的正面的立体结构示意图；
图7是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中转体的背面的立体结构示意图；
图8是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中连接绳的立体结构示意图；
图9是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中机械臂的立体结构示意图；
图10是本发明的一种自动化杆类攀爬机器人中太阳能板的立体结构示意图；
图中：1.滚转体，2.连接绳，3.机械臂，4.太阳能板，11.滚体，12.转体，111.滚轮，112.滚轮轴承，113.滚轮电机，114.固定耳，121.固定轴，122.滑块，123.滑轨，124.伸缩杆，125.转体电机，126.固定架，127.外伸架,13.控制装置。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1、图2、图3所示，本实施例的一种自动化杆类攀爬机器人，包括滚转体1、连接绳2、机械臂3和太阳能板4，所述的滚转体1可垂直于被攀爬的竖直杆旋转，滚转体1共有相同的六个，六个滚转体1围成一圈，且相邻滚转体1之间通过具有弹性的连接绳2联接，弹性的连接绳2允许六个滚转体之间有径向的小范围位移；所述的机械臂3和太阳能板4设置在滚转体1上。
如图1、图3、图4、图5，所述的滚转体1包括滚体11、转体12和控制装置13；所述的滚体11包括滚轮111、滚轮轴承112、滚轮电机113和固定耳114；所述的滚轮111为两端带有短轴的橡胶材质的圆柱形轮，且该滚轮111的短轴上有定位轴肩与滚轮轴承112相配合；所述的滚轮轴承112为两个对称配合于滚轮111两端轴上的安装方式为正装的轴承，用于为固定轴提供固定端；所述的滚轮电机113为连接于滚轮111一端的圆柱形轮廓的电机；所述的固定耳114为一端套接固定于滚轮电机113外表面上的固定架。
如图3、图4、图5、图6、图7，所述的转体12共有呈中心对称的相同的两个，且该转体12包括固定轴121、滑块122、滑轨123、伸缩杆124、转体电机125、固定架126和外伸架127；所述的固定轴121为一端固结于滚轮轴承112外圈的与滚轮111轴线成四十五度角的圆柱杆，该固定轴121的另一端固结于滑块122上，且固定轴121的中部固结有固定耳114的另一端；所述的滑块122为中间有与滑轨123配合的弧形通孔的块体，该滑块122的一端固结有轴线垂直于滑轨123所在平面的圆环块，且滑块122的弧形通孔经光滑处理；所述的滑轨123为四分之一圆弧条，且该滑轨123的外表面经光滑处理，用于与滑块配合带动滚体转动；所述的伸缩杆124为一端铰接于滑块122的固定耳上的伸缩杆，且伸缩杆124的另一端固结于转体电机125的输出端，用于辅助带动滚体转动；所述的转体电机125为固结于固定架126上表面的电机；所述的固定架126为两自由端分别固结于滑轨123两端的“冂”形架，，用于为部分机构提供搭载平台；所述的外伸架127为一端垂直固结于固定架126上的另一端带有圆环耳的杆架，该外伸架127为具有高刚度与高强度的空心架；所述的控制装置13为固结于固定架126上表面的电子控制装置，且该六个控制装置13之间有数据互通。
如图8，所述的连接绳2为直径小于外伸架127的圆环耳的内孔直径的两根相同的弹性绳。
如图9，所述的机械臂3共相同的三个，且该机械臂3呈中心对称地固结于其中三个滚转体1的固定架126的一端上。
如图10，所述的太阳能板4为三个相同的带有蓄电池的太阳能电池板，该太阳能板4呈中心对称地固结于另外三个滚转体1的固定架126的一端上，，用于为用电设备供能。
所述的滚轮111的表面经防滑处理，以提高攀爬可靠性。
所述的滚轮轴承112与滚轮111的轴的配合方式为过盈配合。
所述的伸缩杆124具有多段伸缩节杆，以满足调节滚体转动时连接杆长度随角度变化的需求。
本实施例的一种自动化杆类攀爬机器人在具体使用时，利用两根连接绳2将六对外伸架127的圆环耳连接在一起，环绕在树上后栓紧连接绳2，通过控制装置13实现对装置的控制，当需要垂直向上攀爬时，调节转体12上的转体电机125带动滑块122滑动到右极限位置，则滚轮111轴线垂直于杆件轴线，即为垂直向上爬，当需要驻停在指定高度或者纯环绕杆件运动时，调节滑块122滑动到左极限位置，此时滚轮111的轴线平行于杆件轴线，即为环绕运动或驻停状态，当需要边环绕边向上爬时，调节滑块123到中间某一位置，即可实现以上需求，除此之外，本装置的弹性绳2能够利用其弹性特征实现对杆件高度方向上的直径变动的适应，本装置的机械臂3在控制装置13的控制下即可实现所需的操作，另外太阳能板4只需在日光下即可实现充能，并保证本装置的能源供给。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：包括滚转体(1)、连接绳(2)、机械臂(3)和太阳能板(4)，所述的滚转体(1)可垂直于被攀爬的竖直杆旋转，滚转体(1)共有相同的六个，六个滚转体(1)围成一圈，且相邻滚转体(1)之间通过具有弹性的连接绳(2)联接；所述的机械臂(3)和太阳能板(4)设置在滚转体(1)上；所述的滚转体(1)包括滚体(11)、转体(12)和控制装置(13)；所述的滚体(11)包括滚轮(111)、滚轮轴承(112)、滚轮电机(113)和固定耳(114)；所述的滚轮(111)为两端带有短轴的橡胶材质的圆柱形轮，且该滚轮(111)的短轴上有定位轴肩与滚轮轴承(112)相配合；所述的滚轮轴承(112)为两个对称配合于滚轮(111)两端轴上的安装方式为正装的轴承；所述的滚轮电机(113)为连接于滚轮(111)一端的圆柱形轮廓的电机；所述的固定耳(114)为一端套接固定于滚轮电机(113)外表面上的固定架；所述的转体(12)共有呈中心对称的相同的两个，且该转体(12)包括固定轴(121)、滑块(122)、滑轨(123)、伸缩杆(124)、转体电机(125)、固定架(126)和外伸架(127)；所述的固定轴(121)为一端固结于滚轮轴承(112)外圈的与滚轮(111)轴线成四十五度角的圆柱杆，该固定轴(121)的另一端固结于滑块(122)上，且固定轴(121)的中部固结有固定耳(114)的另一端；所述的滑块(122)为中间有与滑轨(123)配合的弧形通孔的块体，该滑块(122)的一端固结有轴线垂直于滑轨(123)所在平面的圆环块，且滑块(122)的弧形通孔经光滑处理；所述的滑轨(123)为四分之一圆弧条，且该滑轨(123)的外表面经光滑处理；所述的伸缩杆(124)为一端铰接于滑块(122)的固定耳上的伸缩杆，且伸缩杆(124)的另一端固结于转体电机(125)的输出端；所述的转体电机(125)为固结于固定架(126)上表面的电机；所述的固定架(126)为两自由端分别固结于滑轨(123)两端的“冂”形架；所述的外伸架(127)为一端垂直固结于固定架(126)上的另一端带有圆环耳的杆架，该外伸架(127)为具有高刚度与高强度的空心架；所述的控制装置(13)为固结于固定架(126)上表面的电子控制装置，且该六个控制装置(13)之间有数据互通。
2.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的连接绳(2)为直径小于外伸架(127)的圆环耳的内孔直径的两根相同的弹性绳。
3.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的机械臂(3)共相同的三个，且该机械臂(3)呈中心对称地固结于其中三个滚转体(1)的固定架(126)的一端上。
4.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的太阳能板(4)为三个相同的带有蓄电池的太阳能电池板，该太阳能板(4)呈中心对称地固结于另外三个滚转体(1)的固定架(126)的一端上。
5.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的滚轮(111)的表面经防滑处理。
6.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的滚轮轴承(112)与滚轮(111)的轴的配合方式为过盈配合。
7.根据权利要求1所述的一种自动化杆类攀爬机器人，其特征在于：所述的伸缩杆(124)具有多段伸缩节杆。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20190424 Address after: 230000 Anhui Hefei high tech Zone Innovation Industrial Park two phase J2 District C block 18 floor. Applicant after: HEFEI LONGTUTEM INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 610054 University of Electronic Science and Technology, Xiyuan Avenue, Chengdu High-tech Zone, Sichuan Province Applicant before: Li Jian |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190730 Address after: 210000 7 stories of Building D, Yunmicheng, 19 Ningshuang Road, Yuhuatai District, Nanjing City, Jiangsu Province Applicant after: Brain Valley Artificial Intelligence Research Institute (Nanjing) Co.,Ltd. Address before: 230000 18 Floor, Block C, J2 District, Phase II Innovation Industrial Park, Hefei High-tech Zone, Anhui Province Applicant before: HEFEI LONGTUTEM INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Granted publication date: 20190827 |
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