[发明专利]一种仿生式越障爬杆机器人

说明书

本发明涉及一种仿生式越障爬杆机器人，包括伸缩机构，所述伸缩机构上设置有至少两组夹持机构，所述两组夹持机构分别设置在伸缩机构的伸缩端上布置，所述伸缩机构驱动两组夹持机构相互靠近或远离，所述夹持机构分别与各自的控制单元连接，所述控制单元驱动夹持机构启停，以实施对杆的夹紧与松开，该机器人在实际爬杆操作时，通过在伸缩机构的伸缩方向两端设置的夹持机构，控制单元控制其中一组夹持机构的启动，使得夹持机构与杆子松开，控制单元控制另外一组夹持机构的启动，使得夹持机构与杆子夹紧，启动伸缩机构，使得该机器人位于杆子上呈现模拟尺蠖攀爬的动作，因此该机器人更为灵活，结构也更为简单。

技术领域

本发明涉及电力系统维护机器人技术领域，具体涉及一种仿生式越障爬杆机器人。

背景技术

移动机器人是机器人的一个重要分支，应用非常广泛且发展潜力巨大。爬杆机器人作为移动机器人领域一个重要组成部分，其主要功能是可靠地携带相关清洗与检修设备，克服重力的作用依附于管道、电线杆、路灯杆、大桥斜拉索和变电站避雷针等高层杆状物表面进行爬行，代替人工安全、高效、低成本地完成清洗、检测、维护等相关任务。它将地面移动技术拓展到杆件表面，充实了机器人的应用范围。

现有的爬杆机器人主要有滚动式、夹持式、仿生式和吸附式。滚动式爬杆机器人以其平稳、快速、简单的特点成为结构设计的首选，商业应用水平较高，但其基本不具备越障能力且适应性差。夹持式装置的越障能力强，对环境的适应性强，但其结构和控制较为复杂。吸附式结构则对爬行表面有较高的要求，负载能力也受到限制。仿生式机器人因其为研究人员提供了另一种更为新颖可行的方案而日渐成为研究的热点。并且随着城镇化发展，路灯、电线杆等成为乡镇城市必不可少的基础设施，杆上作业也日益变得复杂和重要。以往都是通过人工进行作业，其劳动强度大，作业环境恶劣，并且相当一部分的作业因空间和环境的限制无法人工完成。因此爬杆机器人的研究和发展愈发体现出巨大的商业潜力和深远的社会意义。

发明内容

本发明的目的是：提供一种仿生式越障爬杆机器人，能够适应变径杆的攀爬越障工作，使得该机器人动作更为灵活，以完成对电缆系统的正常检修等工作，并且结构更为简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

仿生式越障爬杆机器人，包括伸缩机构，所述伸缩机构上设置有至少两组夹持机构，所述两组夹持机构分别设置在伸缩机构的伸缩端上布置，所述伸缩机构驱动两组夹持机构相互靠近或远离，所述夹持机构分别与各自的控制单元连接，所述控制单元驱动夹持机构启停，以实施对杆的夹紧与松开。

本发明还存在以下特征：

所述夹持机构包括多组夹持轮，所述多组夹持轮的轮芯平行布置，所述多组夹持轮的轮芯与伸缩机构驱动夹持机构的伸缩方向一致。

所述夹持机构还包括两组夹持臂，所述两组夹持臂平行间隔布置，所述两组夹持臂的一端通过滑块滑动设置设置在导轨板上，夹持驱动单元驱动两组夹持臂靠近或远离，所述夹持轮分别设置在两组夹持臂上。

所述夹持轮位于两组夹持臂分别设置有两组，所述夹持轮的轮架设置在支撑角钢上，所述支撑角钢通过螺栓分别固定在两组夹持臂上，四组夹持轮的轮心连线整体呈矩形，所述两组夹持臂的移动方向位于四组夹持轮的的轮心连线所在的平面内。

所述两组夹持臂一端的滑块分别设置有夹持螺母，所述夹持螺母均与夹持丝杆配合，所述夹持丝杆的一端与夹持电机连接，所述夹持电机固定在导轨板的一端，所述夹持丝杆与夹持螺母的配合螺纹段螺旋旋向相反。

所述伸缩机构包括四根伸缩连杆，所述四根伸缩连杆的一端相互铰接且构成菱形四连杆机构，所述菱形四连杆机构中的两个对角分别设置有伸缩螺母，所述伸缩螺母内分别设置有伸缩丝杆，所述伸缩丝杆的一端与伸缩电机的一端连接，所述伸缩丝杆与伸缩螺母的配合螺纹段螺旋旋向相反，所述夹持机构的导轨板分别固定在菱形四连杆机构中的另外两个对角上。

所述仿生式越障爬杆机器人的越障方法包括如下步骤：