本實用新型涉及電力設(shè)施攀爬機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人的攀爬需要克服重力的作用而可靠地依附于爬升表面并自主移動，完成特定條件下的作業(yè)。爬桿機(jī)器人是爬升機(jī)器人的一種，它主要依附于桿體表面進(jìn)行自動爬行，完成相關(guān)作業(yè)。按照不同的驅(qū)動方式，爬桿機(jī)器人主要分為電力驅(qū)動爬桿機(jī)器人、液壓驅(qū)動爬桿機(jī)器人和氣壓驅(qū)動爬桿機(jī)器人等；按照不同的攀爬方式，爬桿機(jī)器人可分為蠕動式(尺蠖式)爬桿機(jī)器人、滾動式爬桿機(jī)器人和翻轉(zhuǎn)式爬桿機(jī)器人等；按照不同的攀爬機(jī)構(gòu)，又可分為環(huán)抱式爬桿機(jī)器人、夾持式爬桿機(jī)器人和吸附式爬桿機(jī)器人。

根據(jù)不同的作業(yè)要求，爬桿機(jī)器人的作業(yè)路徑、攀爬方式、越障方式都有所不同。就越障功能來講，在現(xiàn)有的爬桿機(jī)器人中越障機(jī)構(gòu)依然以仿尺蠖式的步態(tài)機(jī)構(gòu)為主，但這也使得機(jī)器人對桿件直徑適應(yīng)性大大降低，夾爪式的固定機(jī)構(gòu)只能適應(yīng)小范圍直徑桿件的夾持固定，當(dāng)桿件直徑有較大變化時機(jī)器人夾爪開口尺寸已難以適應(yīng)直徑的變化，只能通過更換夾具的方式來完成。同時，在翻越障礙時機(jī)器人震動難以避免，但尺蠖式機(jī)構(gòu)由于步態(tài)式的前進(jìn)動作進(jìn)一步降低了機(jī)身穩(wěn)定性，因此它們的通用性和適用性比較差，只能適合尺寸一定的桿件攀爬和越障。就較大變徑、負(fù)重等作業(yè)要求來講，吸附式攀爬機(jī)器人雖然可以適應(yīng)壁面、桿件等不同的垂直表面，但因其吸附結(jié)構(gòu)的局限性使得其負(fù)重、越障能力大大降低，而尺蠖式、夾持式機(jī)器人雖然有良好的負(fù)重能力和越障能力，但又因為其夾持機(jī)構(gòu)的限制使得機(jī)器人難以適應(yīng)有較大變徑情況的桿件。因此現(xiàn)有的攀爬機(jī)器人大部分機(jī)構(gòu)具有攀爬過程中的單一功能，對具有綜合性能，集攀爬、越障、適應(yīng)較大變徑工況等功能為一體的機(jī)構(gòu)的研究很少。所以，設(shè)計一種具有能夠完成較大變徑、有越障功能且具有較高負(fù)重效果的攀爬機(jī)器人顯得尤為重要。本實用新型針對以上問題提出了一種具有全新結(jié)構(gòu)的爬桿機(jī)器人，其可以在不同直徑的桿件上進(jìn)行攀爬越障，越障過程采用履帶式結(jié)構(gòu)，運行穩(wěn)定可靠，對桿件工況要求低，并且具有一定的負(fù)重能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有爬桿機(jī)器人無法完成在較大變徑、有障礙以及負(fù)重等作業(yè)環(huán)境下的攀爬問題，提供一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人，該機(jī)器人不僅可以完成越障、負(fù)重等作業(yè)任務(wù)，還能夠完成在圓錐形變徑桿件、階梯型變徑桿件以及不同直徑尺寸圓柱形桿件上的攀爬運行任務(wù)。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人，包括機(jī)身、環(huán)抱機(jī)構(gòu)和攀爬機(jī)構(gòu)，所述機(jī)身包括第一單組機(jī)身、第二單組機(jī)身、第一機(jī)身連接塊、第二機(jī)身連接塊、機(jī)身連接軸和機(jī)身彈簧，所述第一機(jī)身連接塊固定在所述第一單組機(jī)身上，所述第二機(jī)身連接塊固定在所述第二單組機(jī)身上，所述第一機(jī)身連接塊和第二機(jī)身連接塊通過機(jī)身連接軸鉸接，所述機(jī)身彈簧位于所述機(jī)身連接軸的正下方，且機(jī)身彈簧的兩端分別固定在所述第一單組機(jī)身和第二單組機(jī)身上；所述第一單組機(jī)身和第二單組機(jī)身上均設(shè)有兩條并列設(shè)置的弧形的導(dǎo)向槽，每個單組機(jī)身上的環(huán)抱機(jī)構(gòu)均設(shè)有兩個，兩個環(huán)抱機(jī)構(gòu)相互之間反向設(shè)置且分別與一條導(dǎo)向槽同軸配合，所述攀爬機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)上；

所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、環(huán)抱執(zhí)行機(jī)構(gòu)和環(huán)抱施力機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括箱體、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、后軸承座、前軸承座、蝸桿、不完全蝸輪、蝸輪轉(zhuǎn)軸、主推桿、推桿轉(zhuǎn)軸和卡簧，所述步進(jìn)電機(jī)固定在箱體的后端，步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器連接所述蝸桿的一端，蝸桿的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座和后軸承座上，所述前軸承座和后軸承座均固定在所述箱體內(nèi)部，所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器、蝸桿、后軸承座和前軸承座的軸心位于同一條直線上；所述不完全蝸輪通過蝸輪轉(zhuǎn)軸鉸接在所述箱體上，所述不完全蝸輪與所述蝸桿嚙合，所述不完全蝸輪與其軸向垂直的中心面與箱體的中心面重合，不完全蝸輪的兩側(cè)均通過卡簧進(jìn)行約束，所述不完全蝸輪上還安裝有推桿轉(zhuǎn)軸，所述主推桿的后端通過所述推桿轉(zhuǎn)軸鉸接在所述不完全蝸輪上；所述環(huán)抱執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)、第四關(guān)節(jié)、第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸和第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸，所述箱體的前端和第一關(guān)節(jié)的前端通過第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸鉸接，所述第一關(guān)節(jié)的后端和第二關(guān)節(jié)的前端通過第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸鉸接，所述第二關(guān)節(jié)的后端和第三關(guān)節(jié)的前端通過第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸鉸接，所述第三關(guān)節(jié)的后端和第四關(guān)節(jié)的前端通過第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸鉸接；所述第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)均由關(guān)節(jié)左側(cè)板、關(guān)節(jié)右側(cè)板和間隔柱構(gòu)成，關(guān)節(jié)左側(cè)板通過均布的多個間隔柱與關(guān)節(jié)右側(cè)板固定連接；所述關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板的中心位置均開設(shè)有腰型孔滑槽；所述環(huán)抱施力機(jī)構(gòu)包括第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸、第一受力軸、第二受力軸、第三受力軸、第四受力軸、第一施力軸、第二施力軸、第三施力軸、第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿、第一伸縮彈簧、第二伸縮彈簧、第三伸縮彈簧；所述主推桿的后端通過第一受力軸鉸接在第一關(guān)節(jié)的前端，所述第一前推桿的前端通過第一施力軸與箱體鉸接，所述第一前推桿軸的后端與第一伸縮桿的前端通過第一前推桿軸鉸接，所述第一伸縮桿的后端與第一后推桿的前端通過第一后推桿軸鉸接，所述第一后推桿的后端通過第二受力軸鉸接在第二關(guān)節(jié)的前端；所述第二前推桿的前端通過第二施力軸鉸 接在第一關(guān)節(jié)的后端，所述第二前推桿的后端與第二伸縮桿的前端通過第二前推桿軸鉸接，所述第二伸縮桿的后端與第二后推桿的前端通過第二后推桿軸鉸接，所述第二后推桿軸的后端通過第三受力軸鉸接在第三關(guān)節(jié)的前端；所述第三前推桿的前端通過第三施力軸交接在第二關(guān)節(jié)的后端，所述第三前推桿的后端與第三伸縮桿的前端通過第三前推桿軸鉸接，所述第三伸縮桿的后端與第三后推桿的前端通過第三后推桿軸鉸接，所述第三后推桿軸的前端通過第四受力軸鉸接在所述第四關(guān)節(jié)的前端；所述第一伸縮彈簧套裝在所述第一伸縮桿上，所述第二伸縮彈簧套裝在所述第二伸縮桿上，所述第三伸縮彈簧套裝在第三伸縮桿上；所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸和第三后推桿軸的兩端均套裝有滑塊，第一前推桿軸和第一后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第一關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板上開設(shè)的腰型孔滑槽相配合，第二前推桿軸和第二后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第二關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板上開設(shè)的腰型孔滑槽相配合，第三前推桿軸和第三后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第三關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板上開設(shè)的腰型孔滑槽相配合；所述第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸和第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸上均安裝有扭簧；

所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)上的第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)的同側(cè)均安裝有一個攀爬機(jī)構(gòu)，所述攀爬機(jī)構(gòu)包括安裝板、支撐桿、彈簧伸縮桿、減震彈簧、前履帶轉(zhuǎn)軸、后履帶轉(zhuǎn)軸、前履帶輪、后履帶輪、履帶、履帶電機(jī)、同步帶轉(zhuǎn)輪、同步帶驅(qū)動輪和同步帶，所述安裝板通過螺栓固定在對應(yīng)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板上，支撐桿垂直安裝在所述安裝板上，所述彈簧伸縮桿固定在所述支撐桿上，所述前履帶轉(zhuǎn)軸安裝在所述彈簧伸縮桿的端部，所述后履帶轉(zhuǎn)軸安裝在所述支撐桿的端部，前履帶輪套裝在所述前履帶轉(zhuǎn)軸上，后履帶輪套裝在所述后履帶轉(zhuǎn)軸上，所述履帶與前履帶輪和后履帶輪相互嚙合，所述后履帶轉(zhuǎn)軸上還固定有同步帶轉(zhuǎn)輪，所述安裝板上固定有履帶電機(jī)，所述履帶電機(jī)的電機(jī)頭上安裝有同步帶驅(qū)動輪，所述同步帶驅(qū)動輪與所述同步帶轉(zhuǎn)輪通過同步帶連接。

進(jìn)一步的，所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸的兩端均與滑塊通過螺紋連接，滑塊位于第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的腰型孔滑槽內(nèi)并能沿相應(yīng)的腰型孔滑槽進(jìn)行滑動。

進(jìn)一步的，所述第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿和第三伸縮桿均位于第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)和箱體的中心面上。

進(jìn)一步的，所述安裝板垂直于所述關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述安裝板與所述支撐桿一體式成型。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向槽上開設(shè)有沿導(dǎo)向槽均布的導(dǎo)向齒條，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的箱體上安裝有與所述導(dǎo)向齒條相配合的導(dǎo)向齒輪。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，生產(chǎn)成本低；通過設(shè)置兩組機(jī)身，每組機(jī)身上的兩組環(huán)抱機(jī)構(gòu)與攀爬機(jī)構(gòu)相結(jié)合，在多組柔性關(guān)節(jié)和彈簧的共同作用下，可以實現(xiàn)在±200mm高度障礙上進(jìn)行越障，通過履帶式的攀爬機(jī)構(gòu)，使得攀爬機(jī)器人在桿件上攀爬迅速，同時由于兩組環(huán)抱機(jī)構(gòu)分別工作，可以快速的進(jìn)行障礙的翻越，適應(yīng)性強，速度很快，負(fù)載能力很強，可以快速越過障礙，減少中間復(fù)雜的控制步驟；本裝置使用方便，能夠適應(yīng)較大的變徑桿件的環(huán)抱，還可以完成在圓錐形變徑桿件、階梯型變徑桿件以及不同直徑尺寸圓柱形桿件等多變徑情況下的環(huán)抱攀爬作業(yè)；本裝置中在每個關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸上均安裝有扭簧，可以抵消本裝置在傳動過程中力的衰減并減輕電機(jī)的負(fù)載，通過伸縮彈簧與滑塊的配合，使得本裝置具有良好的柔性，可以在完成環(huán)抱動作的基礎(chǔ)上提供持續(xù)的加持力；本裝置的環(huán)抱機(jī)構(gòu)可以通過導(dǎo)向齒輪和導(dǎo)向齒條的配合在機(jī)身內(nèi)的導(dǎo)向槽內(nèi)滑動，使得環(huán)保機(jī)構(gòu)對桿件的包覆角度可控，從而完成不同直徑的柱形桿件、錐形桿件以及階梯型桿件上的負(fù)重攀爬作業(yè)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖中的實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。

圖1是本實用新型一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人的主視圖。

圖3是本實用新型一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人的右視圖。

圖4是本實用新型單組的環(huán)抱機(jī)構(gòu)和與其連接的攀爬機(jī)構(gòu)的連接示意圖。

圖5是本實用新型環(huán)抱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實用新型環(huán)抱機(jī)構(gòu)中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實用新型環(huán)抱機(jī)構(gòu)中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的俯視圖。

圖8是本實用新型環(huán)抱執(zhí)行機(jī)構(gòu)和環(huán)抱施力機(jī)構(gòu)的局部視圖。

圖9是本實用新型攀爬機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本實用新型攀爬機(jī)構(gòu)的主視圖。

圖中，1-箱體、2-步進(jìn)電機(jī)、3-聯(lián)軸器、4-后軸承座、5-前軸承座、6-蝸桿、7-不完全蝸輪、8-蝸輪轉(zhuǎn)軸、9-主推桿、10-推桿轉(zhuǎn)軸、11-第一關(guān)節(jié)、12-第二關(guān)節(jié)、13-第三關(guān)節(jié)、14-第四關(guān)節(jié)、15-第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、16-第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、17-第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、18-第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸、19-關(guān)節(jié)左側(cè)板、20-關(guān)節(jié)右側(cè)板、21-間隔柱、22-腰型孔滑槽、23-第一前推桿軸、24-第一 后推桿軸、25-第二前推桿軸、26-第二后推桿軸、27-第三前推桿軸、28-第四后推桿軸、29-第一受力軸、30-第二受力軸、31-第三受力軸、32-第四受力軸、33-第一施力軸、34-第二施力軸、35-第三施力軸、36-第一前推桿、37-第二前推桿、38-第三前推桿、39-第一后推桿、40-第二后推桿、41-第三后推桿、42-第一伸縮桿、43-第二伸縮桿、44-第三伸縮桿、45-第一伸縮彈簧、46-第二伸縮彈簧、47-第三伸縮彈簧、48-滑塊、49-機(jī)身、50-環(huán)抱機(jī)構(gòu)、51-攀爬機(jī)構(gòu)、52-導(dǎo)向槽、53-導(dǎo)向齒條、54-導(dǎo)向齒輪、55-安裝板、56-支撐桿、57-彈簧伸縮桿、58-減震彈簧、59-前履帶轉(zhuǎn)軸、60-后履帶轉(zhuǎn)軸、61-前履帶輪、62-后履帶輪、63-履帶、64-同步帶轉(zhuǎn)輪、65-同步帶驅(qū)動輪、66-同步帶、67-履帶電機(jī)、68-第一單組機(jī)身、69-第二單組機(jī)身、70-第一機(jī)身連接塊、71-第二機(jī)身連接塊、72-機(jī)身連接軸、73-機(jī)身彈簧。

具體實施方式

參閱圖1～10所示，一種變徑自適應(yīng)越障攀爬機(jī)器人，包括機(jī)身49、環(huán)抱機(jī)構(gòu)50和攀爬機(jī)構(gòu)51，所述機(jī)身49包括第一單組機(jī)身68、第二單組機(jī)身69、第一機(jī)身連接塊70、第二機(jī)身連接塊71、機(jī)身連接軸72和機(jī)身彈簧73，所述第一機(jī)身連接塊70固定在所述第一單組機(jī)身68上，所述第二機(jī)身連接塊71固定在所述第二單組機(jī)身69上，所述第一機(jī)身連接塊70和第二機(jī)身連接塊71通過機(jī)身連接軸72鉸接，所述機(jī)身彈簧73位于所述機(jī)身連接軸72的正下方，且機(jī)身彈簧73的兩端分別固定在所述第一單組機(jī)身68和第二單組機(jī)身69上；所述第一單組機(jī)身68和第二單組機(jī)身69上均設(shè)有兩條并列設(shè)置的弧形的導(dǎo)向槽52，每個單組機(jī)身上的環(huán)抱機(jī)構(gòu)50均設(shè)有兩個，兩個環(huán)抱機(jī)構(gòu)50相互之間反向設(shè)置且分別與一條導(dǎo)向槽52同軸配合，所述攀爬機(jī)構(gòu)51設(shè)置在所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)50上。

所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)50包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、環(huán)抱執(zhí)行機(jī)構(gòu)和環(huán)抱施力機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括箱體1、步進(jìn)電機(jī)2、聯(lián)軸器3、后軸承座4、前軸承座5、蝸桿6、不完全蝸輪7、蝸輪轉(zhuǎn)軸8、主推桿9、推桿轉(zhuǎn)軸10和卡簧，所述步進(jìn)電機(jī)2固定在箱體1的后端，步進(jìn)電機(jī)2通過聯(lián)軸器3連接所述蝸桿6的一端，蝸桿6的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座5和后軸承座4上，所述前軸承座5和后軸承座4均固定在所述箱體1內(nèi)部，所述步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器3、蝸桿6、后軸承座4和前軸承座5的軸心位于同一條直線上；所述不完全蝸輪7通過蝸輪轉(zhuǎn)軸8鉸接在所述箱體1上，所述不完全蝸輪7與所述蝸桿6嚙合，所述不完全蝸輪7與其軸向垂直的中心面與箱體1的中心面重合，不完全蝸輪7的兩側(cè)均通過卡簧進(jìn)行約束，所述不完全蝸輪7上還安裝有推桿轉(zhuǎn)軸10，所述主推桿9的后端通過所述推桿轉(zhuǎn)軸10鉸接在所述不完全蝸輪7上。

所述環(huán)抱執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13、第四關(guān)節(jié)14、第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸15、第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸16、第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸17和第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸18，所述箱體1的前端和第 一關(guān)節(jié)11的前端通過第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸15鉸接，所述第一關(guān)節(jié)11的后端和第二關(guān)節(jié)12的前端通過第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸16鉸接，所述第二關(guān)節(jié)12的后端和第三關(guān)節(jié)13的前端通過第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸17鉸接，所述第三關(guān)節(jié)13的后端和第四關(guān)節(jié)14的前端通過第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸18鉸接；所述第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13和第四關(guān)節(jié)14均由關(guān)節(jié)左側(cè)板19、關(guān)節(jié)右側(cè)板20和間隔柱21構(gòu)成，關(guān)節(jié)左側(cè)板19通過均布的多個間隔柱21與關(guān)節(jié)右側(cè)板20固定連接；所述關(guān)節(jié)左側(cè)板19和關(guān)節(jié)右側(cè)板20的中心位置均開設(shè)有腰型孔滑槽22。

所述環(huán)抱施力機(jī)構(gòu)包括第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27、第三后推桿軸28、第一受力軸29、第二受力軸30、第三受力軸31、第四受力軸32、第一施力軸33、第二施力軸34、第三施力軸35、第一前推桿36、第二前推桿37、第三前推桿38、第一后推桿39、第二后推桿40、第三后推桿41、第一伸縮桿42、第二伸縮桿43、第三伸縮桿44、第一伸縮彈簧45、第二伸縮彈簧46、第三伸縮彈簧47；所述主推桿9的后端通過第一受力軸29鉸接在第一關(guān)節(jié)11的前端，所述第一前推桿36的前端通過第一施力軸33與箱體1鉸接，所述第一前推桿軸23的后端與第一伸縮桿42的前端通過第一前推桿軸23鉸接，所述第一伸縮桿42的后端與第一后推桿39的前端通過第一后推桿軸24鉸接，所述第一后推桿39的后端通過第二受力軸30鉸接在第二關(guān)節(jié)12的前端；所述第二前推桿37的前端通過第二施力軸34鉸接在第一關(guān)節(jié)11的后端，所述第二前推桿37的后端與第二伸縮桿43的前端通過第二前推桿軸25鉸接，所述第二伸縮桿43的后端與第二后推桿40的前端通過第二后推桿軸26鉸接，所述第二后推桿軸26的后端通過第三受力軸31鉸接在第三關(guān)節(jié)13的前端；所述第三前推桿38的前端通過第三施力軸35交接在第二關(guān)節(jié)12的后端，所述第三前推桿38的后端與第三伸縮桿44的前端通過第三前推桿軸27鉸接，所述第三伸縮桿44的后端與第三后推桿41的前端通過第三后推桿軸28鉸接，所述第三后推桿軸28的前端通過第四受力軸32鉸接在所述第四關(guān)節(jié)14的前端。

所述第一伸縮彈簧45套裝在所述第一伸縮桿42上，所述第二伸縮彈簧46套裝在所述第二伸縮桿43上，所述第三伸縮彈簧47套裝在第三伸縮桿44上；

需要松開一組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50時只需要關(guān)閉對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)2，第一伸縮桿42在第一伸縮彈簧45的作用下回復(fù)到初始位置，第二伸縮桿43在第二伸縮彈簧46的作用下回復(fù)到初始位置，第三伸縮桿44在第三伸縮彈簧47的作用下回復(fù)的初始位置，從而實現(xiàn)第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13和第四關(guān)節(jié)14的復(fù)位。

所述第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27和第三后推桿軸28的兩端均套裝有滑塊48，第一前推桿軸23和第一后推桿軸24通過其左右兩端的滑塊48與所述第一關(guān)節(jié)11的關(guān)節(jié)左側(cè)板19和關(guān)節(jié)右側(cè)板20上開設(shè)的幺 型孔滑槽22相配合，第二前推桿軸25和第二后推桿軸26通過其左右兩端的滑塊48與所述第二關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)左側(cè)板19和關(guān)節(jié)右側(cè)板20上開設(shè)的腰型孔滑槽22相配合，第三前推桿軸27和第三后推桿軸28通過其左右兩端的滑塊48與所述第三關(guān)節(jié)13的關(guān)節(jié)左側(cè)板19和關(guān)節(jié)右側(cè)板20上開設(shè)的腰型孔滑槽22相配合；所述第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸15、第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸16、第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸17和第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸18上均安裝有扭簧。扭簧能夠抵消本裝置在傳動過程中力的衰減，從而減輕電機(jī)的負(fù)載。

所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)50上的第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13和第四關(guān)節(jié)14的同側(cè)均安裝有一個攀爬機(jī)構(gòu)51，所述攀爬機(jī)構(gòu)51包括安裝板55、支撐桿56、彈簧伸縮桿57、減震彈簧58、前履帶轉(zhuǎn)軸59、后履帶轉(zhuǎn)軸60、前履帶輪61、后履帶輪62、履帶63、履帶電機(jī)67、同步帶轉(zhuǎn)輪64、同步帶驅(qū)動輪65和同步帶66，所述安裝板55通過螺栓固定在對應(yīng)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)左側(cè)板和關(guān)節(jié)右側(cè)板上，支撐桿56垂直安裝在所述安裝板55上，所述彈簧伸縮桿57固定在所述支撐桿56上，所述前履帶轉(zhuǎn)軸59安裝在所述彈簧伸縮桿57的端部，所述后履帶轉(zhuǎn)軸60安裝在所述支撐桿56的端部，前履帶輪61套裝在所述前履帶轉(zhuǎn)軸59上，后履帶輪62套裝在所述后履帶轉(zhuǎn)軸60上，所述履帶63與前履帶輪61和后履帶輪62相互嚙合，所述后履帶轉(zhuǎn)軸60上還固定有同步帶轉(zhuǎn)輪64，所述安裝板55上固定有履帶電機(jī)67，所述履帶電機(jī)67的電機(jī)頭上安裝有同步帶驅(qū)動輪65，所述同步帶驅(qū)動輪65與所述同步帶轉(zhuǎn)輪64通過同步帶66連接。

所述第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27、第三后推桿軸28的兩端均與滑塊48通過螺紋連接，滑塊48位于第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13的腰型孔滑槽22內(nèi)并能沿相應(yīng)的腰型孔滑槽22進(jìn)行滑動。

所述第一前推桿36、第二前推桿37、第三前推桿38、第一后推桿39、第二后推桿40、第三后推桿41、第一伸縮桿42、第二伸縮桿43和第三伸縮桿44均位于第一關(guān)節(jié)11、第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13和箱體1的中心面上。

所述安裝板55垂直于所述關(guān)節(jié)左側(cè)板19和關(guān)節(jié)右側(cè)板20設(shè)置。所述安裝板55與所述支撐桿56一體式成型。

所述導(dǎo)向槽52上開設(shè)有沿導(dǎo)向槽52均布的導(dǎo)向齒條53，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的箱體1上安裝有與所述導(dǎo)向齒條53相配合的導(dǎo)向齒輪54。驅(qū)動機(jī)構(gòu)的箱體1通過導(dǎo)向齒輪54與導(dǎo)向齒條53的配合能在導(dǎo)向槽52內(nèi)自由的滑動，從而增大環(huán)抱機(jī)構(gòu)的內(nèi)圓弧總長度，進(jìn)而擴(kuò)大或縮小環(huán)抱機(jī)構(gòu)50能夠包覆的桿件的直徑。

單組的環(huán)抱機(jī)構(gòu)50在工作時，具體的工作流程如下：步進(jìn)電機(jī)2轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器3帶動蝸桿6的轉(zhuǎn)動；由于蝸桿6與不完全蝸輪7嚙合，所以蝸桿6轉(zhuǎn)動時會帶動不完全蝸輪7 繞所述蝸輪轉(zhuǎn)軸8在一定范圍內(nèi)進(jìn)行擺動，擺動幅度由不完全蝸輪7的齒數(shù)確定；不完全蝸輪7擺動時帶動推桿轉(zhuǎn)軸10一起擺動，由于箱體1和第一關(guān)節(jié)11通過第一關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸15鉸接在一起，推桿轉(zhuǎn)軸10擺動時帶動主推桿9繞所述推桿轉(zhuǎn)軸10進(jìn)行來回擺動，從而實現(xiàn)第一關(guān)節(jié)11的收縮；與此同時，第一關(guān)節(jié)11整體運動時，由于第一前推桿36的前端通過第一施力軸33與箱體1鉸接，第一施力軸33是固定不動的，所述第一前推桿36隨著第一關(guān)節(jié)11的運動而運動，從而帶動第一關(guān)節(jié)11上的滑塊48沿其腰型孔滑槽22運動，第一關(guān)節(jié)11上的滑塊48運動時帶動第一伸縮桿42運動，從而帶動與第一伸縮桿42的后端鉸接的第一后推桿39的運動，由于第一關(guān)節(jié)11和第二關(guān)節(jié)12通過第二關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸16鉸接在一起，所以第一后推桿39運動時會帶動第二關(guān)節(jié)12的收縮，以此類推，第三關(guān)節(jié)13和第四關(guān)節(jié)14也會跟著一起收縮，從而實現(xiàn)桿件的抱緊。

在需要跨越法蘭等障礙物時，其中靠近地面的一組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50對桿件進(jìn)行抱緊，另一組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50松開并移至法蘭等障礙物上方，再將該組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50抱緊法蘭等障礙物上方的桿件，并且該組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50上的攀爬機(jī)構(gòu)51開始運動，從而使本裝置能夠快速的翻越障礙物。由于本裝置中設(shè)有兩組機(jī)身49，且每組機(jī)身均設(shè)有兩組環(huán)抱機(jī)構(gòu)50，其負(fù)載能力也會極大的增強。

以上所舉實施例為本實用新型的較佳實施方式，僅用來方便說明本實用新型，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本實用新型所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本實用新型所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本實用新型的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本實用新型技術(shù)特征的范圍內(nèi)。