[发明专利]一种具有越障功能的工业爬杆机器人

说明书

本发明公开了一种具有越障功能的工业爬杆机器人，包括安装在主体上的两个机械手臂，其每个机械手臂分别由爬行导向机构、自锁驱动机构、旋转脱离机构、传动机构所组成；爬行导向机构分别包括有两相对设置且可用于爬行的橡胶轮，爬行导向机构的后端部分别安装有与其对应配合的自锁驱动机构；自锁驱动机构包括有与爬行导向机构连接的连接轴，所述自锁驱动机构的一侧通过连接轴连接有旋转脱离机构；所述旋转脱离机构为可以实现两个自由度转动的机构，该机构中通过后端的传动机构驱动。本发明通过设计自锁驱动机构和旋转脱离机构，使机器人可以实现不同直径导向杆的攀爬，并且可以实现越障功能，增加了爬杆机器人的应用场合。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，主要涉及一种具有越障功能的工业爬杆机器人。

背景技术

爬杆机器人对于一些高空作业人员难以操作的高空杆状建筑物可以很好地进行爬行并完成一些操作。如对大桥缆绳、电线杆、柱形建筑进行攀爬。一些爬杆机器人采用轮式结构，这种机器人能实现较快的移动速度而且运动平稳，控制方便简单易于实现，但是并不能适应障碍较多的环境；也有很多机器人采用臂式结构，它具有更大的锁紧能力,从而可以携带更大的负载,同时这样的结构的机械结构与控制方案复杂，难以实现。少数还采用履带式结构，这种机器人相对平稳、可靠，但其体积较大，也无法进一步提高爬杆机器人的活动空间，实现越障较为困难。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有越障功能的工业爬杆机器人，其在攀爬导向杆时能够跨越一定的障碍，并且可以适应不同直径的导向杆的攀爬。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有越障功能的工业爬杆机器人，包括有安装在主体上的两个机械手臂，其每个机械手臂分别由爬行导向机构、自锁驱动机构、旋转脱离机构、传动机构所组成；

所述爬行导向机构包括有一对穿插在支撑轴上可以滚动的橡胶轮、伺服电机Ⅰ、上箱体和下箱体；上箱体和下箱体连为一体，上箱体的外侧设有伺服电机Ⅰ，伺服电机Ⅰ通过传动轴穿过箱体连接着一个主动齿轮，所述主动齿轮和一个从动齿轮啮合，从动齿轮连接着支撑轴实现橡胶轮的滚动，爬行导向机构的后端通过连接轴Ⅰ安装有与其对应配合的自锁驱动机构；

所述自锁驱动机构包括有位于箱体内部的从动锥齿轮和主动锥齿轮，主动锥齿轮外部通过减速器Ⅰ过渡连接着伺服电机Ⅱ，所述伺服电机Ⅱ带动减速器Ⅰ传动到主动锥齿轮啮合从动锥齿轮，从动锥齿轮后端与连接轴Ⅰ相连接，由此带动爬行导向机构绕连接轴Ⅰ的轴线旋转，所述自锁驱动机构的另一侧通过连接轴Ⅱ连接有旋转脱离机构；

所述旋转脱离机构为实现两个自由度转动的机构；该机构包括固定在连接轴Ⅱ上的锥齿轮Ⅳ、固定在连接轴Ⅲ上的大锥齿轮Ⅰ，以及两个并列啮合的直齿圆柱齿轮Ⅰ和直齿圆柱齿轮Ⅱ，所述直齿圆柱齿轮Ⅱ设于传动轴上，传动轴另一端固定在侧支盖上，传动轴中间穿插一个锥齿轮Ⅲ，所述锥齿轮Ⅲ和锥齿轮Ⅳ啮合传动，所述直齿圆柱齿轮Ⅱ的外端连接大锥齿轮Ⅱ，所述大锥齿轮Ⅱ和大锥齿轮Ⅰ啮合；所述侧支盖的另一端直齿圆柱齿轮Ⅰ对面设有关节轴，当大锥齿轮Ⅰ被带动旋转时可实现机构绕关节轴旋转，小锥齿轮Ⅰ被带动旋转时，可实现机构绕连接轴Ⅱ轴线旋转；所述旋转脱离机构通过连接轴Ⅲ过渡连接到传动机构；

所述传动机构利用连接轴Ⅲ和转脱离机构连接，在连接轴Ⅲ的另一端设有一个端盖，在所述端盖的外侧设有通过伺服电机Ⅲ驱动旋转的齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ，在齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ中间部位设有一根和连接轴Ⅲ轴线一致的内连接轴，在连接轴Ⅲ和内连接轴的端部分别设有大齿轮和小齿轮，所述大齿轮和齿轮Ⅲ啮合，所述小齿轮和齿轮Ⅳ啮合。

进一步的，所述支撑轴的一端和箱体连接处设有轴承Ⅰ，所述轴承Ⅰ末端配有轴承端盖。

进一步的，通过一同轴线的套在一起的同心轴包括有小轴和大轴套，所述直齿圆柱齿轮Ⅱ与小轴相连接，所述小轴另一端与小锥齿轮Ⅱ相连接，所述大轴套的一端连接大锥齿轮Ⅱ，并且小轴和大轴套之间设有轴承Ⅱ。