[发明专利]一种电磁吸附式二自由度冗余机械爪

说明书

本发明公开了一种电磁吸附式二自由度冗余机械爪，包括两个机械爪机构、通用足部支架、足端支架和支架连接板；支架连接板一侧设置有两个相互平行的通用足部支架，另一侧设置有两个倾斜的足端支架；两个机械爪机构关于支架连接板上与通用足部支架平行的中心线轴对称，且其结构完全相同，均包括防坠足端、电机和电机固定架；防坠足端与足端支架活动连接，电机通过电机固定架固定设置于足端支架上。本发明能够防止攀爬机器人发生坠落危险，使机器人有效地跨越电力角钢塔上的障碍，具有极强适应性和防坠及自锁功能，本发明充分利用钢材的磁吸性质，与角钢的接触面积大，受力均匀，并且能够有效安装在各类攀爬机器人上，从而满足机器人防坠和待命要求。

技术领域

本发明属于机械爪技术领域，具体涉及一种电磁吸附式二自由度冗余机械爪。

背景技术

目前，高压输电线及高压塔是关乎我们国家民生问题的重点工程，为了保证电力铁塔正常工作，需要长期不断对铁塔进行巡检，针对电力行业的维护需求，电力铁塔攀爬和巡检机器人逐渐成为热门的研究对象。但是，针对角钢塔特殊的行政，一般的攀爬机器人无法实现正常攀爬功能。现有的爪子机构无法解决安全防坠问题，直线导轨式爪子机构的步距较小，越障能力较差；夹爪式爪子机构与角钢塔的接触面积很小，夹爪时容易发生偏斜导致机器人无法按规定路线攀爬，兵器驱动构建需要长期施加时爪子牢牢抓住角钢的力才能防止机器人坠落；而环保型夹持结构一般条件偏大，并且越障能力较差，导致机器人总体重量偏大，负载增加。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的电磁吸附式二自由度冗余机械爪解决了现有攀爬机器人的攀爬机构断电后不能防坠机器人坠落、适应性差、不具有机械锁定功能、承载能力差且对外力抵抗力小的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：包括两个机械爪结构和足部连接支架；

所述足部连接支架包括通用足部支架、足端支架和支架连接板；

所述支架连接板一侧设置有两个相互平行的通用足部支架，所述支架连接板的另一侧设置有两个倾斜的足端支架，所述足端支架与通用足部支架之间成钝角设置；

所述两个机械爪结构关于支架连接板上与通用足部支架平行的中心线轴对称，均包括防坠足端、电机和电机固定架；

所述防坠足端与足端支架活动连接；

所述电机通过电机固定架固定设置于足端支架上。

本发明的有益效果为：本发明提供的电磁吸附式二自由度冗余机械爪安装在攀爬机械人足端，主要针对110kV角钢塔主钢路径设计，能够防止机器人发生坠落危险，使机器人有效地跨越电力角钢塔上的铰接处的障碍及横担障碍，具有极强适应性和防坠及自锁功能，本发明充分利用钢材的磁吸性质，与角钢的接触面积大，受力均匀，并且能够有效安装在各类攀爬机器人上，从而满足机器人防坠和待命要求。

进一步地，所述防坠足端包括关节；

所述关节包括两个上足关节、两个中间关节、两个环抱关节和两个防坠指端关节；

每个所述上足关节的一端端部均通过连接件与足端支架活动连接于足端支架上的第一连接点，另一端均通过连接件与对应的中间关节一端端部活动连接；每个所述中间关节的另一端通过连接件与对应的防坠指端关节一端活动连接；

每个所述环抱关节的一端端部均通过连接件与足端支架活动连接于足端支架上的第二连接点；另一端均通过连接件与对应的防坠指端关节的中间位置活动连接。

进一步地，所述防坠足端还包括条形电磁铁；

两个所述足端支架之间组成机械爪内部空间；

所述足端支架与通用足部支架之间组成机械爪外部空间；

所述机械爪内部空间的足端支架上设置有条形电磁铁；