攀爬機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種能夠在樹干、燈桿等桿狀物體上攀爬的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多設(shè)計(jì)成型的應(yīng)用于桿狀物體的攀爬機(jī)器人，其中，有些機(jī)器人采用蠕動(dòng)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)爬桿動(dòng)作，這種機(jī)器人爬行速度低且無(wú)法負(fù)重攀爬；有些爬樹機(jī)器人用其鉤狀臂卡入樹皮，進(jìn)而達(dá)到向上攀爬的目的，這種機(jī)器人對(duì)樹木表面有一定破壞作用，而影響木材的商業(yè)價(jià)值。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，攀爬過(guò)程中不但可以負(fù)重而且不會(huì)損傷被攀爬物表面的攀爬機(jī)器人，成為人們的現(xiàn)實(shí)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、能夠在桿狀物體上負(fù)重攀爬的攀爬機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
一種攀爬機(jī)器人，包括上下配置的兩個(gè)攀爬單元和設(shè)置在兩攀爬單元之間的若干個(gè)升降機(jī)構(gòu)，所述攀爬單元帶有機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有供被攀爬物穿過(guò)的通道和環(huán)繞通道排列的若干個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)置有觸覺(jué)傳感器，該觸覺(jué)傳感器在夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊端頂壓到被攀爬物后觸發(fā)，由此使該夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊端暫停運(yùn)動(dòng)，直至所有夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊端全部頂壓到被攀爬物后，所有夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊端再同時(shí)向被攀爬物運(yùn)動(dòng)。
[0005]進(jìn)一步，所述夾緊機(jī)構(gòu)由螺桿式起重機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成，螺桿式起重機(jī)的工作螺桿作為夾緊螺桿通過(guò)沿軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)被攀爬物的夾緊或松脫；夾緊螺桿面對(duì)被攀爬物一端設(shè)置有壓簧、壓盤，夾緊螺桿經(jīng)壓簧將夾緊力傳遞給壓盤，并且，壓盤能夠相對(duì)夾緊螺桿移動(dòng)并隨之改變壓簧的壓縮程度、改變所施加夾緊力，壓盤或夾緊螺桿上還設(shè)置有用于設(shè)定壓簧被壓縮程度的限位開關(guān)；所述升降機(jī)構(gòu)同樣由螺桿式起重機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成，螺桿式起重機(jī)的工作螺桿作為升降螺桿，其上端或下端與其中一個(gè)攀爬單元的機(jī)架相連，螺桿式起重機(jī)的本體則與另一攀爬單元的機(jī)架相連，升降螺桿通過(guò)沿軸向移動(dòng)將兩攀爬單元相互拉近或使二者相互遠(yuǎn)離，升降機(jī)構(gòu)上或攀爬單元上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)兩攀爬單元相互接近和相互遠(yuǎn)離距離的限位開關(guān)。
[0006]進(jìn)一步，所述觸覺(jué)傳感器設(shè)置在所述壓盤面對(duì)被攀爬物一側(cè)盤面上。
[0007]進(jìn)一步，環(huán)繞所述觸覺(jué)傳感器設(shè)置有避免觸覺(jué)傳感器被壓碎的保護(hù)環(huán)。
[0008]進(jìn)一步，所述機(jī)架上還設(shè)置有用于控制所述夾緊螺桿向遠(yuǎn)離被攀爬物方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的遠(yuǎn)止點(diǎn)位置的限位開關(guān)。
[0009]進(jìn)一步，所述夾緊機(jī)構(gòu)的數(shù)量為4個(gè)，該4個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)環(huán)繞所述通道周向均布。
[0010]進(jìn)一步，所述夾緊機(jī)構(gòu)安裝在所述機(jī)架上與所述通道垂直的同一支撐面上。
[0011]進(jìn)一步，所述機(jī)架為圓環(huán)狀，并且，該圓環(huán)狀機(jī)架由若干部分沿周向拼接而成。
[0012]進(jìn)一步，所述壓盤通過(guò)一套筒安裝在所述夾緊螺桿上，該套筒固定在壓盤面對(duì)夾緊螺桿的一側(cè)表面上，夾緊螺桿端部設(shè)置有光滑段，套筒配裝在光滑段上并能夠沿夾緊螺桿軸向滑動(dòng)，所述壓簧插裝在套筒中并被夾持在套筒筒底與夾緊螺桿端面之間。
[0013]進(jìn)一步，所述夾緊螺桿與所述壓盤相對(duì)一端固定有一套筒，壓盤面對(duì)夾緊螺桿一側(cè)表面上固定有一銷軸，該銷軸配裝在套筒中并能夠軸向滑動(dòng)，所述壓簧插裝在套筒中并被夾持在套筒筒底與銷軸端面之間。
[0014]進(jìn)一步，所述夾緊螺桿與所述壓盤相對(duì)一端設(shè)置有一套筒，該套筒一端帶有螺紋孔并通過(guò)該螺紋孔與夾緊螺桿端頭螺接固定，套筒另一端帶有導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔直徑小于套筒內(nèi)腔直徑，壓盤面對(duì)夾緊螺桿一側(cè)表面上固定有一銷軸，該銷軸自由端帶有徑向凸臺(tái)，所述銷軸插裝在套筒中，銷軸軸身與套筒一端的導(dǎo)向孔滑動(dòng)配合，銷軸上的凸臺(tái)位于套筒內(nèi)腔中，所述壓簧插裝在套筒中并被夾持在套筒筒底與銷軸端面之間。
[0015]本發(fā)明攀爬機(jī)器人具有較強(qiáng)的負(fù)重能力，可以攜帶人員和設(shè)備攀爬樹木，攀爬過(guò)程中通過(guò)壓盤降低對(duì)樹木的損害，適用于科研人員對(duì)樹木的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行研究。通過(guò)設(shè)置觸覺(jué)傳感器，避免各夾緊機(jī)構(gòu)出力不勻，造成機(jī)架變形，影響機(jī)器人的正常工作；降低機(jī)器人的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明攀爬機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為攀爬單元俯視圖；
圖3為攀爬單元的機(jī)架的分解示意圖；
圖4為夾緊機(jī)構(gòu)的分解示意圖；
圖5為壓力控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為壓力控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為觸覺(jué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為觸覺(jué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為升降機(jī)構(gòu)的支座的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明攀爬機(jī)器人上設(shè)置有承重平臺(tái)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為適配承重平臺(tái)的機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13為承重平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、被攀爬物；2、攀爬單元；3、升降機(jī)構(gòu)；3_1、螺桿式起重機(jī)；3_2、電機(jī)；工
3-3、升降螺桿；3-4、安裝板；3-5、安裝板；3-6、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)；3_7、安裝板；3_7.1、安裝孔；4、機(jī)架；圈4-1、梁；4-2、圈梁；立4-3、柱；4-4、支撐座板；4_4.1、長(zhǎng)槽；4_4.2、安裝孔；
4-4.3、安裝孔；4-4.4、通孔；4-5、芯管接頭；4_6、環(huán)形滑道；4_7、立柱；5、夾緊機(jī)構(gòu)；5_1、螺桿式起重機(jī)；5-2、電機(jī)；5-3、安裝板；5-4、安裝板；5-5、夾緊螺桿；5_6、壓盤；5_7、套筒組件；5-7.1、套筒底；5-7.2、套筒筒體；5-7.3、套筒帽；5_8、壓簧；5_7.4、銷軸；5_7.5、連接彈簧；5-9、光電限位開關(guān)；5-10、壓盤墊；6、通道；7、支座；7-1、安裝板；7_2、安裝板；7-3、長(zhǎng)支撐桿；7-4、短支撐桿；7-5、斜支撐桿；7-6、安裝孔；7_3.1安裝孔；8、位移傳感器；9、承重平臺(tái)；9-1、圈梁；9-2、圈梁；9-3、圈梁；9-4、橫撐；9_5、立柱；9_6、斜撐；9_7、外齒圈；9-8、立柱；9-9、滾輪；5-11、觸覺(jué)傳感器；5-11.1、容置腔；5_11.2、保護(hù)環(huán)；5_11.3、安裝板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說(shuō)明。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。
[0019]為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例中的攀爬機(jī)器人，包括上下配置的兩個(gè)攀爬單元2和設(shè)置在兩攀爬單元2之間的若干個(gè)升降機(jī)構(gòu)3，升降機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)兩攀爬單元2交替沿被攀爬物I移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)攀爬機(jī)器人的攀爬；升降機(jī)構(gòu)3的夾緊端設(shè)置有觸覺(jué)傳感器5-11，參見圖7、圖8。[0021 ] 攀爬單元2帶有機(jī)架4，機(jī)架上設(shè)置有供被攀爬物I穿過(guò)的通道6和環(huán)繞通道6排列的若干個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)5，夾緊機(jī)構(gòu)5由螺桿式起重機(jī)5-1及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成，螺桿式起重機(jī)的工作螺桿作為夾緊螺桿通過(guò)沿軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)被攀爬物的夾緊或松脫；夾緊螺桿面對(duì)被攀爬物一端設(shè)置有壓簧、壓盤，夾緊螺桿經(jīng)壓簧將夾緊力傳遞給壓盤，并且，壓盤能夠相對(duì)夾緊螺桿移動(dòng)并隨之改變壓簧的壓縮程度、改變所施加夾緊力，壓盤或夾緊螺桿上還設(shè)置有用于設(shè)定壓簧被壓縮程度的限位開關(guān)；所述升降機(jī)構(gòu)同樣由螺桿式起重機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成，螺桿式起重機(jī)的工作螺桿作為升降螺桿其上端或下端與其中一個(gè)攀爬單元的機(jī)架相連，螺桿式起重機(jī)的本體則與另一攀爬單元的機(jī)架相連，升降螺桿通過(guò)沿軸向移動(dòng)將兩攀爬單元相互拉近或使二者相互遠(yuǎn)離，升降機(jī)構(gòu)上或攀爬單元上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)兩攀爬單元相互接近和相互遠(yuǎn)離距離的限位開關(guān)。
[0022]圖2為攀爬單元俯視圖，如圖中所示，攀爬單元2帶有圓環(huán)形機(jī)架4，機(jī)架4上沿其周向均布安裝有4個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)5，機(jī)架4中心設(shè)置有供被攀爬物I穿過(guò)的通道6。
[0023]如圖3所示，機(jī)架4包括上下兩層圈梁4-1、4_2，兩層圈梁之間由8根立柱4-3焊接連接。圈梁4-1、4-2均由管材彎制而成，立柱4-3成對(duì)設(shè)置，每對(duì)立柱4-3處均設(shè)置有一夾緊機(jī)構(gòu)支撐座板4-4。支撐座板4-4的上下邊處均設(shè)置有半圓弧形斷面的長(zhǎng)槽4-4.1，長(zhǎng)槽上設(shè)置有兩個(gè)安裝孔4-4.2，支撐座板4-4位于兩個(gè)長(zhǎng)槽之間的中部設(shè)置有4個(gè)安裝孔
4-4.3和一個(gè)大的通孔4-4.4，其中，兩個(gè)長(zhǎng)槽4-4.1分別與圈梁4_1、4_2相配，螺釘或螺栓通過(guò)安裝孔4-4.2將支