[发明专利]一种自锁式爬树机器人及其爬树方法

说明书

本发明公开一种自锁式爬树机器人及其爬树方法，机器人包括车身架、固定机械臂、活动机械臂和爬升动力机构，爬升动力机构设于车身架上，固定机械臂和活动机械臂分别与爬升动力机构连接。其方法是通过固定机械臂和活动机械臂交替收缩抱紧树干，再利用爬升动力机构带动处于展开状态的活动机械臂或处于展开状态的固定机械臂向上爬升，当固定机械臂向上爬升时，带动车身架也向上爬升。本发明原理简单，且实现了利用自锁现象适应树干直径的大范围变化，扩大爬树机器人的使用范围。

技术领域

本发明涉及爬树工具领域，特别涉及一种自锁式爬树机器人及其爬树方法。

背景技术

目前，现有的爬树机器人都是利用一对或多对机械臂对其所攀爬的树木抱持并施加水平方向的压力夹紧后，再利用成对机械臂与树干之间的摩擦力来固定机器人的位置并进行下一步的攀爬动作。该方式的爬树机器人只能适用于直径较为均一的树干，但在实际应用中，很多树木的直径由上到下并非均一，而且直径差值往往还比较大，树干上部过于纤细而下部却又过于粗壮。这就导致了成对的利用水平压力夹紧树干的机械臂往往在遇到过细或者过粗的树干时，就会不适应树干的直径变化，从而产生成对机械臂无法达到最佳抱持位置而无法对树干产生相应的压力，造成机械臂与树干之间的摩擦力不足而导致机器人无法完成后续的攀爬动作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，且可利用自锁现象适应树干直径大范围变化的自锁式爬树机器人。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述自锁式爬树机器人实现的爬树方法。

本发明的技术方案为：一种自锁式爬树机器人，包括车身架、固定机械臂、活动机械臂和爬升动力机构，爬升动力机构设于车身架上，固定机械臂和活动机械臂分别与爬升动力机构连接。

所述固定机械臂和活动机械臂结构相同，分别包括抱紧部、连接固定部、第一电动推杆和套筒，抱紧部与套筒固定连接，连接固定部与第一电动推杆连接，第一电动推杆的末端与套筒连接，抱紧部与连接固定部之间形成直径可调节的圆弧状。其中，在第一电动推杆伸缩的过程中，套筒用于套住第一电动推杆伸出的部分并沿第一电动推杆滑动。

所述抱紧部的内侧面上设有橡胶条。即抱紧部与树干的接触面上设有橡胶条，可有效增加抱紧部与树干之间的摩擦力，提高其抱紧夹持效果。

所述第一电动推杆为笔型电动推杆。

所述固定机械臂和活动机械臂平行设于爬升动力机构上，固定机械臂固定于爬升动力机构的一端。

所述爬升动力机构包括第一端部支架、第二端部支架、第二电动推杆、活动连接件、固定连接件和导杆，第一端部支架和第二端部支架分别与车身架固定连接，第一端部支架与第二端部支架之间通过一对导杆连接，导杆上设有连接活动机械臂用的活动连接件和连接固定机械臂用的固定连接件，固定连接件还与第二端部支架固定连接，第二电动推杆两端分别与活动连接件和固定连接件连接。其中，活动连接件和固定连接件结构相同，均设有凹槽结构，活动机械臂通过该凹槽结构与活动连接件实现铰接，固定机械臂通过该凹槽结构与固定连接件实现铰接，即活动机械臂和固定机械臂均可实现处于水平状态或处于与水平面成一定角度的状态。在第二电动推杆的收缩或伸展过程中，活动连接件可沿其两侧的导轨进行滑动，而固定连接件则固定不动。

所述活动连接件和固定连接件上还分别设有压力传感器。通过压力传感器可实时检测对应的活动机械臂或固定机械臂对树干形成的压力，从而精确控制第一电动推杆的伸展或收缩行程。

所述车身架包括纵向支撑杆和横向连接板，各纵向支撑杆平行设置，相邻两个纵向支撑杆之间通过横向连接板进行固定连接，形成矩形状结构，爬升动力机构中的第一端部支架和第二端部支架分别固定于横向连接板上，各导杆与纵向支撑杆相平行。

所述纵向支撑杆的数量为至少两个，横向连接板的数量也为至少两个。