[发明专利]一种爬杆机器人及其爬杆方法

说明书

本发明公开了一种爬杆机器人，涉及机器人研制技术领域，为了解决现有的爬杆机器人无法避障或者避障功能、效率低下的问题，主要包括有手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构，攀爬机构在手爪机构和旋转避障机构协同下实现手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构的攀爬，旋转避障机构在手爪机构和攀爬机构实现手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构的避障。本发明还提供上述爬杆机器人的爬杆方法。本发明能够在爬杆过程中实现避障调姿，从而能够使得爬杆机器人在爬杆过程中躲避部分障碍；爬杆和避障可以同时进行，互相协作却互不干扰，从而保证了爬杆和避障的效率。

技术领域

本发明涉及机器人研制技术领域，尤其涉及一种爬杆机器人及其应用方法。

背景技术

在各种作业，尤其是电力行业的作业中，往往需要进行爬杆作业。传统的爬杆作业都是人工进行，即作业人员依靠各种辅助装置爬杆，来实现各种操作。这种方式有很大的限制，一方面，即使有辅助工具帮忙，但是爬杆作业依然是一项极度耗损体力的工作，对爬杆人员身体要求高；再则就是爬杆作业危险很大，一是登高操作，一不小心会有坠落的风险，二是在杆上作业，增加了作业难度，从而增加了危险系数。随着机器人行业的发展，爬杆机器人应运而生，用来取代人类来进行爬杆作业。操作机器人可以代替人类爬杆作业，避免了人工作业时体力下降对工作效率和人员安全的有害影响。然则现有的爬杆机器人主要是注重机器人的爬杆效率，而往往没能够考虑到在爬杆过程中的避障以及避障效率，有时候碰上杆件上有一点障碍就无法实现，在实际应用中依然存在很大的不足。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种具有良好的避障功能的爬杆机器人。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种爬杆机器人，包括有手爪机构、攀爬机构和旋转避障机构，所述攀爬机构包括有机架、攀爬电机、连杆、曲柄、手爪升降驱动架和光杆，所述攀爬电机固定设置于所述机架上，所述曲柄通过联轴器安装在所述攀爬电机的输出轴上，所述连杆一端与所述曲柄铰接，另一端与所述手爪升降驱动架铰接，所述光杆竖直设置于所述机架上；所述旋转避障机构包括有避障电机、传动轴、传动齿轮、圆弧旋转部件和限位部件，所述避障电机固定设置于所述机架的下面，所述传动轴通过联轴器安装在所述避障电机的输出轴上，所述传动齿轮安装在所述传动轴上；所述圆弧旋转部件为具有开口的圆环结构，所述圆弧旋转部件的外周上设置有与所述传动齿轮相匹配的轮齿，所述传动齿轮与所述圆弧旋转部件上的轮齿啮合连接，所述圆弧旋转部件在周向上设置有圆弧凹槽，所述限位部件的顶端固定连接于所述机架的底面，底端穿过所述圆弧凹槽，所述限位部件的底端设置有限位块以使得所述限位部件只能与所述圆弧凹槽相互周向转动；所述手爪机构为两个以上，至少一个所述手爪机构固定设置于所述圆弧旋转部件的底面，至少一个所述手爪机构设置于所述手爪升降驱动架上，位于所述手爪升降驱动架上的所述手爪机构设置有限位环，所述限位环套设在所述光杆上。

进一步地，每个所述手爪机构包括有手爪电机、卡爪、手爪外壳、丝杠、丝杠螺母，所述手爪电机固定设置于所述手爪外壳上，所述丝杠通过联轴器安装在所述手爪电机的输出轴上，所述丝杠螺母安装在所述丝杠上，每个所述手爪机构中的卡爪为两个，对称设置于所述丝杠两侧，所述卡爪的中部可转动地设置于所述手爪外壳上，所述卡爪的后端开设有滑槽，所述丝杠螺母的两侧上设置有滑块，所述滑块位于所述滑槽内。

进一步地，所述攀爬电机、避障电机和手爪电机为直流减速电机。

进一步地，两个所述手爪机构为一组，同一组中两个所述手爪机构相对设置；一组所述手爪机构固定设置于所述圆弧旋转部件的底面，一组所述手爪机构设置于所述手爪升降驱动架上。

进一步地，所述限位部件为竖直设置的弧形板。

进一步地，所述爬杆机器人上下堆叠设置，位于上方的所述爬杆机器人的所述手爪机构的底部与位于下方的所述爬杆机器人的光杆固定连接。