[发明专利]多功能爬杆机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能爬杆机器人，属于机器人类技术领域。 

背景技术

爬杆机械人是当今社会研究的热门话题，如专利文件200710115905.3爬杆机器人、200620088771.1一种气动爬杆机器人、200420041989.2管外爬杆机器人所述，都是围绕圆杆来设计的，而对于杆截面为非圆的杆、杆中间有障碍物时的情况，当前社会上已经设计成形的爬杆机器人却不能实现爬杆动作。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、爬行性能好、耗电低的多功能爬杆机器人。其技术方案为： 

包括基体、安装在基体上的左臂和右臂以及驱动装置，其特征在于： 

1)基体包括上基体、下基体、连接于上基体与下基体之间的主螺杆和两导杆，其中上基体和下基体的一端侧壁呈弧状，上端设有凸台的主螺杆自上基体的上端面垂直穿过上基体，下端与下基体螺纹连接，上基体的下端面环绕主螺杆向上设有沉孔，主螺杆对应于沉孔处设有螺纹反向的两个螺母，两个螺母上下贴紧间隙安装在沉孔内，并与主螺杆螺纹连接，与主螺杆平行的两导杆分居主螺杆的两侧，且两导杆的上端与上基体螺纹连接，、下端轴承穿过下基体，在上基体和下基体弧状侧壁的中间均开有阶梯水平槽，在阶梯水平槽的上下两侧壁同一垂直位置上开有贯穿的孔，上基体开有阶梯水平槽的端部和下基体开有阶梯水平槽的端部分居主螺杆的两侧； 

2)驱动装置包括安装在上基体上的主电机，安装在主电机输出轴上的小齿轮，经键安装在主螺杆的上端且与小齿轮啮合的主齿轮，以及分别安装在上基体和下基体上的电机、蜗轮蜗杆机构，其中蜗杆与电机的输出轴固定连接，蜗轮水平安装在阶梯水平槽内，由蜗杆轴穿过阶梯水平槽两壁上的孔和蜗轮中心连为一体，蜗杆轴的上端设有水平销； 

3)左臂和右臂结构相同，均包括设有耐磨层的空心臂、下螺母、螺杆、上螺母、上端盖、大齿轮、主动齿轮、驱动电机、设有耐磨层的上爪杆和下爪杆，其中空心臂的下端设有与阶梯水平槽相吻合的水平槽，水平槽的上下两侧壁同一位置上也开有贯穿的孔，左臂和右臂上的水平槽相向对应插入上基体、下基体的阶梯水平槽内，蜗轮水平安装在水平槽与阶梯水平槽构成的空间内与蜗杆啮合，由上端设有水平销的蜗杆轴穿过阶梯水平槽、水平槽上的孔和蜗轮中心，将三者轴连为一体；螺杆沿轴向安装在空心臂内，下端与空心臂下端轴承固定，上端轴承穿过位于空心臂顶端的上端盖，与大齿轮固定连接，驱动电机安装在空心臂上，主动齿轮安装在驱动电机的输出轴上，与大齿轮啮合；螺纹方向互相相反的上螺母和下螺母均螺纹安装在螺杆上，上爪杆和下爪杆垂直于螺杆，并对应与上螺母和下螺母固定连接。 

所述的多功能爬杆机器人，主电机经电机座安装在上基体上，两个电机对应经支撑座分别安装在上基体和下基体上，主螺杆的底部设有止位螺母。 

工作原理为： 

一、基本动作综述 

1、抱杆动作(以左臂为例) 

接通电机电源，使电机正传，带动蜗杆、蜗轮正传，通过蜗杆轴带动空心臂向杆靠拢，当空心臂靠到杆上时，断开电机电源，再启动驱动电机使其反转，通过主动齿轮、大齿轮驱动螺杆反转，下螺母、上螺母向螺杆的中间相向移动，使上爪杆、下爪杆向中间靠拢，抱住杆后，断开驱动电机的电源，使驱动电机停止运转。 

2、放杆动作(以左臂为例) 

接通驱动电机电源，使驱动电机正转，通过主动齿轮、大齿轮驱动螺杆正转，下螺母、上螺母向螺杆的两端相向移动，使上爪杆、下爪杆向两端分开，松开杆，然后断开驱动电机的电源，使驱动电机停止运转。接通电机电源，使电机反传，带动蜗杆、蜗轮反传，通过蜗杆轴带动空心臂与杆分离，当空心臂远离杆一定距离时，断开电机电源。 

右臂抱杆、放杆动作同左臂 

3、上基体上移动作 

下基体相对固定的情况下，接通主电机电源，使主电机反转，主电机通过小齿轮、主齿轮带动主螺杆反转，主螺杆带动上基体上升，实现上基体的上移。 

4、上基体下移动作 

下基体相对固定的情况下，接通主电机电源，使主电机正转，主电机通过小齿轮、主齿轮带动主螺杆正转，主螺杆带动上基体下移，实现上基体的下移。 

5、下基体上移动作 

上基体相对固定的情况下，接通主电机电源，使主电机正转，主电机通过小齿轮、主齿轮带动主螺杆正转，主螺杆带动下基体上升，实现下基体的上移。 

6、下基体下移动作