[发明专利]一种气动软体爬杆机器人

说明书

本发明公开了一种气动软体爬杆机器人，包括软体机器人本体、电磁夹紧装置、驱动控制系统和遥控设备。软体机器人本体为设有开口的环形，且截面为圆形。软体机器人本体设有中心容纳空腔和若干个密闭气腔。软体机器人本体具有三个刚度逐渐递增的材料层，分别为变形层、中间层和约束层。电磁夹紧装置包括设在两个开口端面上的电磁铁A和电磁铁B。驱动控制系统设置在中心容纳空腔内，驱动控制系统包括充气控制阀、气泵、微型控制器和便携电源。便携电源用于向电磁铁A和电磁铁B供电，遥控设备与微型控制器无线连接。本发明采用软体材料构建，具有很强的环境适应能力，能适用于杆状物管内或管外的爬升，以及能攀爬一定程度的弯管。

技术领域

本发明涉及一种爬杆机器人，特别是一种气动软体爬杆机器人。

背景技术

现在的电线杆、路灯或拉索等高杆类建筑，长年累月的处在没有保护的空气中，受到来自各种方面的腐蚀和污染。如果采用人工对这些高杆类建筑进行检测和维护是十分麻烦的，而且可能达不到预期效果。因此，可以代替人力的爬杆机器人，得到广泛研究和应用。

然而，传统爬杆机器人都是基于硬质或刚性材料的刚性运动副连接，例如上海交通大学研制的用于拉索检测维护工业机器人，虽然其负载能力很强，能很好地完成大桥拉索的检测、涂装、维护等功能，其技术方案公布在专利号为99252056.8的中国实用新型专利文件中。

上述传统爬杆机器人均存在着如下技术问题：

1.灵活性低，对于未知环境适应能力低，不能任意改变尺寸和大小，在特定环境中应用时需要提供障碍物形状尺寸等先验环境信息。另外，大多采用凸轮机构夹紧，由于凸轮机构的不可伸缩性，一个爬行器只能爬行特定直径的等直径的杆件。这个给实际应用带来了很大的约束，频繁的重新设计和更换设备其设计成本和维护成本较高。

2.只能实现单一的管内或是管外爬升，处在不同的外部环境时必须重新设计和制造，浪费了大量的人力、物力、财力。

3.高杆类建筑，由于生产、加工或后期使用等原因，在日后的使用中产生了形变或是弯曲，具有一定的弯曲度。上述传统刚性爬杆机器人无法实现弯管的攀爬。

4.对于专利99252056.8来讲，拉索检测维护机器人的爬升装置结构外形较大；整机采用有缆供电，其连接电缆的长度必须大于机器人所爬升的大桥拉索的长度，高空作业时受风力影响较明显。另外，该机器人没有设计相关的下降装置，当作业过程中出现意外情况时，是采用连接在机器人上的钢丝绳，从几十甚至几百米的高空用人力拖拽回收机器人。

5.传统刚性爬杆机器人自身重量较大，且夹紧机构是滚轮，在意外故障断电情况下在重力下自行下降，在落地时往往速度过大，很容易造成机器人整个损坏。

6.在爬升的过程中，目前要实现变直径杆的爬行则只能依靠气动蠕行式爬行器来解决，运行相对缓慢，摩擦力过大情况下难以进行爬升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种气动软体爬杆机器人，该气动软体爬杆机器人采用软体材料构建，结构简单，具有很强的环境适应能力，能适用于杆状物管内或管外的爬升，另外，还能攀爬一定程度的弯管。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种气动软体爬杆机器人，包括软体机器人本体、电磁夹紧装置、驱动控制系统和遥控设备。

软体机器人本体为设置有开口的环形，具有两个开口端面，且软体机器人本体的截面为圆形。

软体机器人本体的中心环线处设置有中心容纳空腔，位于中心容纳空腔外侧的软体机器人本体上均匀设置有若干个密闭气腔，每个密闭气腔内均设置有一根气管。