[发明专利]一种爬杆机器人

说明书

本发明公开了一种爬杆机器人，属于工业机器人技术领域，包括电源、第一臂和中间连接臂，第一转动机构和第二转动机构分别安装在中间连接臂的两端，第一臂的一端和中间连接臂的一端经第一转动机构相连，第一夹持机构的一端与第一臂的另一端经第二转动机构相连，第二夹持机构的一端与中间连接臂的另一端经第三转动机构相连，第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构的转轴相互平行，电源和控制元件安装在中间连接臂的中部。在爬壁过程如果遇到障碍，能够通过人工无线遥控的方式来调节机器人攀爬的动作，实现避障功能，具有较好的通过性和实用性。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种用于管道维护的爬杆机器人。

背景技术

高空作业在人们的生活中出现的越来越普遍，高空作业具有较高的复杂性和危险性，工作人员往往需要架设吊绳或者工程车到达预定高度的位置，前期准备工作繁琐，作业环境存在高危性和不确定性，且过程成本高昂，效率较低。考虑到高空作业的危险性，用于代替工作人员进行作业的爬杆机器人的应用需求越来越迫切。输油管道、输气管道、自来水管道等各种管道的维护作业越来越普遍，其中大多数管道中都含有高温、高压、有毒物质，爬杆机器人逐渐成功代替人工进行检修做业。目前爬杆机器人的研究相对比较成熟，已有的爬杆机器人可分为滚动式爬杆机器人、夹持式爬杆机器人、仿生式爬杆机器人、吸附式爬杆机器人。现有的爬杆机器人如授权号为CN203172752U的中国专利公开的一种爬杆机器人，主要依靠安装在支座上驱动滚轮进行爬杆动作，驱动滚轮有三组，三组驱动轮和支座形成C形，并且在内部形成供管体穿过的通道。爬杆机器人抱紧在杆体上，步进电机驱动滚轮转动，实现爬杆机器人以不同的运动方式在管体上运动，工作方式灵活多变。不过，由于采用滚轮实现的运动，往往会造成滚轮和管体壁面之间的摩擦力不足，机器人的承载能力有限，并且当遇到管道有接口或一些其它障碍物时，无法自动或者遥控其越过障碍，实现爬壁的连续性从而不具有工业应用的前景，不具备避障功能。

在沿竖直方向爬行的过程中，需要爬杆机器人与管道之间具有较大的摩擦力以控制爬杆机器人自重以防止其受到重力失控下行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型攀爬方式的机器人，在爬壁过程如果遇到障碍，能够通过改变运动模式，实现避障功能，具有较好的通过性和实用性。

本发明采用的技术方案如下：一种爬杆机器人，包括电源、第一臂和中间连接臂，第一转动机构和第二转动机构分别安装在中间连接臂的两端，第一臂的一端和中间连接臂的一端经第一转动机构相连，第一夹持机构的一端与第一臂的另一端经第二转动机构相连，第二夹持机构的一端与中间连接臂的另一端经第三转动机构相连，第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构的转轴相互平行，电源和控制元件安装在第一臂的中部。

进一步的，第一臂包括都上连接框和下连接框，上连接框和下连接框之间固连，第一转动机构和第二转动机构均安装在上连接框和下连接杆之间。

进一步的，第一夹持机构包括两个摇臂，两个摇臂的一端对称安装在第三转动机构输出端的两端，第三转动机构带动摇臂绕其一端轴线转动，两个摇臂下部分别安装在电机安装板的两侧，夹爪控制电机安装在电机安装板的上端面且位于两个摇臂之间，两根连接杆分别对称固定在电机安装板下部的两端，两个齿条分别滑动设置在两根连接杆相对的内侧，齿轮设置在电机安装板的下端面，夹爪控制电机带动齿轮转动，齿轮的两侧分别与两个齿条啮合，夹爪上部与齿条固连。

进一步的，齿条与连接杆之间通过导向组件相连，导向组件包括导轨和滑块，导轨固定在连接杆上，滑块嵌套在导轨上，滑块与齿条固连。

进一步的，一侧齿条下部设置两个夹爪，另一侧齿条下部设置一个夹爪，两侧夹爪沿垂直于连接杆的水平轴线方向投影不重合。

进一步的，夹爪的内侧设置成V型开口。

进一步的，夹爪的内侧设有永磁体。