一種基于彈簧伸縮機(jī)構(gòu)的爬桿機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種爬桿機(jī)器人，具體涉及一種基于彈簧伸縮機(jī)構(gòu)的爬桿機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對電力的需求不斷加大，電網(wǎng)建立的需求也使得電線桿的數(shù)量不斷上升。由于常年裸露形成的灰塵層對其造成損壞，我們需要定期進(jìn)行維護(hù)清掃工作。目前的維護(hù)工作主要由人工和大型設(shè)備來完成。其中清洗工人處于一種危險(xiǎn)惡劣的工作環(huán)境，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率也低，使用的化學(xué)試劑既容易對工人身體造成傷害又容易對環(huán)境造成污染；高壓水槍法能耗較高，成本較高，對使用特效粘劑的紙張無法起效，并且對周邊環(huán)境易造成直接的影響?，F(xiàn)在對爬桿機(jī)器人的研究也得到了一定的關(guān)注，但是成果卻不盡如人意。市場上出現(xiàn)少量使用的氣動(dòng)蠕行式爬行器，成本高，能耗大且常伴有較大的噪音，對居民的生活質(zhì)量與身體健康造成損害。且因?yàn)檫B接了大量的設(shè)備，其體積和活動(dòng)范圍都受到了極大限制。
[0003]因此，現(xiàn)有的爬桿機(jī)器人存在承受力小、對周圍環(huán)境影響大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差和成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要提供一種基于彈簧伸縮機(jī)構(gòu)的爬桿機(jī)器人，以解決現(xiàn)有的爬桿機(jī)器人存在承受力小、對周圍環(huán)境影響大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差和成本高的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:帶有穩(wěn)定裝置的爬桿機(jī)器人包括彈簧伸縮機(jī)構(gòu)、第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、功能組件、第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)、第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)、第三曲柄連桿機(jī)構(gòu)、第一爬桿電機(jī)、第二爬桿電機(jī)和蓄電池，
[0006]蓄電池安裝在彈簧伸縮機(jī)構(gòu)的下端，第一機(jī)械手和第二機(jī)械手上下平行設(shè)置，并分別通過第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)和第三曲柄連桿機(jī)構(gòu)與彈簧伸縮機(jī)構(gòu)連接，第一爬桿電機(jī)和第二爬桿電機(jī)分別與第一機(jī)械手和第二機(jī)械手連接，功能組件安裝在彈簧伸縮機(jī)構(gòu)上并位于第一機(jī)械手和第二機(jī)械手之間；
[0007]彈簧伸縮機(jī)構(gòu)包括上片、下片、盤形凸輪、直流無刷電機(jī)、兩個(gè)直線軸承和兩個(gè)彈簧，上片和下片上下設(shè)置并通過兩個(gè)直線軸承連接，每個(gè)直線軸承上套裝有一個(gè)彈簧，直流無刷電機(jī)安裝在上片上，直流無刷電機(jī)的輸出端穿過上片與盤形凸輪連接。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1、本發(fā)明的伸縮機(jī)構(gòu)通過控制凸輪的旋轉(zhuǎn)以及利用彈簧的回復(fù)力，且動(dòng)作良好的運(yùn)動(dòng)特性和操作的穩(wěn)定性，簡單有效地實(shí)現(xiàn)了在直線方向的移動(dòng)。
[0010]2、擁有有較大承載力
[0011]由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力使機(jī)械手夾緊在桿體上，由于是環(huán)抱式夾持，且始終保證有上、下機(jī)械手與穩(wěn)定裝置兩個(gè)不處于同一平面的部位受力使得機(jī)器人在爬行或裝載一定重量的功能部件時(shí)不至于傾倒或發(fā)生變形，在保證機(jī)械手表面材質(zhì)的粗糙度與行進(jìn)時(shí)夾緊的力度時(shí)則可以使得機(jī)器人不至于滑落，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人擁有較大的承載力，如能裝配3kg的清潔設(shè)備。
[0012]3、對周圍環(huán)境影響小
[0013]執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式主要是氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓這三種，液壓、氣動(dòng)式夾緊裝置需要液源、氣源和液壓、氣動(dòng)控制系統(tǒng)支持，體積龐大、噪音污染大，易對周邊環(huán)境造成影響，不便廣泛應(yīng)用于生活區(qū)商業(yè)區(qū)等的桿體，而電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式具有降低噪音的優(yōu)點(diǎn)，且本機(jī)器人模型體積較小，不易對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。
[0014]4、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性尚
[0015]當(dāng)其中一個(gè)機(jī)械手處于夾緊狀態(tài)時(shí)，其承受力可能不足以支撐其機(jī)器人整個(gè)結(jié)構(gòu)。尤其當(dāng)只有下方的機(jī)械手夾持時(shí)，機(jī)器人結(jié)構(gòu)易不穩(wěn)定。針對這一情況，設(shè)計(jì)一個(gè)由彈簧拉緊的圓環(huán)，內(nèi)部裝上小輪減小摩擦的穩(wěn)定裝置。如圖，左右兩半圓環(huán)不處于同一平面，由彈簧拉緊，保證始終夾緊桿體，維持穩(wěn)定。始終保證有上(下)機(jī)械手與穩(wěn)定裝置兩個(gè)不處于同一平面的部位受力使得機(jī)器人在爬行或裝載一定重量的功能部件時(shí)不至于傾倒或發(fā)生變形。
[0016]5、能適應(yīng)一定直徑范圍的桿體
[0017]根據(jù)仿生的理念，將上下機(jī)械手設(shè)計(jì)為張合的運(yùn)動(dòng)方式，可以適應(yīng)一定直徑范圍的桿體的夾持。且將穩(wěn)定裝置設(shè)計(jì)左右兩半圓環(huán)不處于同一平面，可以進(jìn)一步擴(kuò)大適應(yīng)桿體的直徑范圍，保證始終夾緊。
[0018]6、能適應(yīng)各種作業(yè)
[0019]機(jī)器人作為一個(gè)載體，可以在功能區(qū)裝載一些設(shè)備通過連接件固定于通孔，也可在上片下片裝載較大設(shè)備，使得機(jī)器人的功能應(yīng)用多樣化。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的彈簧伸縮機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是穩(wěn)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是功能組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1至圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括彈簧伸縮機(jī)構(gòu)、第一機(jī)械手7-1、第二機(jī)械手7-2、功能組件8、第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-1、第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-2、第三曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-3、第一爬桿電機(jī)10-1、第二爬桿電機(jī)10-2和蓄電池11，
[0022]蓄電池11安裝在彈簧伸縮機(jī)構(gòu)的下端，第一機(jī)械手7-1和第二機(jī)械手7-2上下平行設(shè)置，并分別通過第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-1和第三曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-3與彈簧伸縮機(jī)構(gòu)連接，第一爬桿電機(jī)10-1和第二爬桿電機(jī)10-2分別與第一機(jī)械手7-1和第二機(jī)械手7-2連接，功能組件8安裝在彈簧伸縮機(jī)構(gòu)上并位于第一機(jī)械手7-1和第二機(jī)械手7-2之間；
[0023]彈簧伸縮機(jī)構(gòu)包括上片1、下片2、盤形凸輪3、直流無刷電機(jī)6、兩個(gè)直線軸承4和兩個(gè)彈簧5，上片I和下片2上下設(shè)置并通過兩個(gè)直線軸承4連接，每個(gè)直線軸承4上套裝有一個(gè)彈簧5，直流無刷電機(jī)6安裝在上片I上，直流無刷電機(jī)6的輸出端穿過上片I與盤形凸輪3連接。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的第一機(jī)械手7-1和第二機(jī)械手7-2結(jié)構(gòu)相同，第一機(jī)械手7-1包括左手爪1-1、右手爪1-2、行走滑塊1-3、連接件1-4和絲杠1-5，
[0025]左手爪1-1和右手爪1-2相對設(shè)置，且左手爪1-1的內(nèi)側(cè)和右手爪1-2的內(nèi)側(cè)均開設(shè)內(nèi)凹坑，左手爪1-1和右手爪1-2的同一側(cè)外側(cè)壁上連接有連接件1-4，行走滑塊1-3安裝在連接件1-4內(nèi)，絲杠1-5穿過行走滑塊1-3安裝在連接件1-4上，第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-1的一端與左手爪1-1和右手爪1-2的同一側(cè)外側(cè)壁連接，第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-1的另一端與行走滑塊1-3連接，第一曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-1鉸接在連接件1-4上，連接件1-4上固定于上片1，第一爬桿電機(jī)10-1與第一機(jī)械手7-1的絲杠1-5連接。如此設(shè)置，手爪內(nèi)側(cè)凹坑的存在使得機(jī)械手對桿體的夾持更加有效；行走滑塊與絲杠之間采用螺紋連接，通過爬桿電機(jī)帶動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滑塊的直線移動(dòng)，滑塊為原動(dòng)件，通過連桿進(jìn)行傳動(dòng)帶動(dòng)曲柄實(shí)現(xiàn)手爪的張開閉合。其它連接方式與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的功能組件8包括左工具架4-1、右工具架4-2、工作滑塊4-3、工作絲杠4-4和工作連接架4_5，左工具架4_1和右工具架4-2均為半圓弧形工具架，左工具架4-1和右工具架4-2的同一側(cè)面通過工作連接架4-5連接，工作滑塊4-3安裝在工作連接架4-5內(nèi)，工作絲杠4-4穿過工作滑塊4_3安裝在工作連接架4-5上，第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-2的一端安裝在工作滑塊4-3上，第二曲柄連桿機(jī)構(gòu)9-2的另一端與左工具架4-1和右工具架4-2連接。如此設(shè)置，工作滑塊與工作絲杠之間采用螺紋連接，手動(dòng)帶動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滑塊的直線移動(dòng)，滑塊為原動(dòng)件，通過連桿進(jìn)行傳動(dòng)帶動(dòng)曲柄實(shí)現(xiàn)左右工具架的張開閉合，使功能組件8能適應(yīng)更大直徑范圍的桿體。其它連接方式與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的左工具架4-1和右工具架4-2上均開設(shè)多個(gè)通孔4-6。如此設(shè)置，在功能組件8的左工具架4-1和右工具架4-2裝載一些設(shè)備通過連接件固