本實(shí)用新型涉及爬樹工具領(lǐng)域，特別涉及一種自鎖式爬樹機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的爬樹機(jī)器人都是利用一對(duì)或多對(duì)機(jī)械臂對(duì)其所攀爬的樹木抱持并施加水平方向的壓力夾緊后，再利用成對(duì)機(jī)械臂與樹干之間的摩擦力來固定機(jī)器人的位置并進(jìn)行下一步的攀爬動(dòng)作。該方式的爬樹機(jī)器人只能適用于直徑較為均一的樹干，但在實(shí)際應(yīng)用中，很多樹木的直徑由上到下并非均一，而且直徑差值往往還比較大，樹干上部過于纖細(xì)而下部卻又過于粗壯。這就導(dǎo)致了成對(duì)的利用水平壓力夾緊樹干的機(jī)械臂往往在遇到過細(xì)或者過粗的樹干時(shí)，就會(huì)不適應(yīng)樹干的直徑變化，從而產(chǎn)生成對(duì)機(jī)械臂無法達(dá)到最佳抱持位置而無法對(duì)樹干產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，造成機(jī)械臂與樹干之間的摩擦力不足而導(dǎo)致機(jī)器人無法完成后續(xù)的攀爬動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且可利用自鎖現(xiàn)象適應(yīng)樹干直徑大范圍變化的自鎖式爬樹機(jī)器人。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種自鎖式爬樹機(jī)器人，包括車身架、固定機(jī)械臂、活動(dòng)機(jī)械臂和爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)于車身架上，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂分別與爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接。

所述固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)相同，分別包括抱緊部、連接固定部、第一電動(dòng)推桿和套筒，抱緊部與套筒固定連接，連接固定部與第一電動(dòng)推桿連接，第一電動(dòng)推桿的末端與套筒連接，抱緊部與連接固定部之間形成直徑可調(diào)節(jié)的圓弧狀。其中，在第一電動(dòng)推桿伸縮的過程中，套筒用于套住第一電動(dòng)推桿伸出的部分并沿第一電動(dòng)推桿滑動(dòng)。

所述抱緊部的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有橡膠條。即抱緊部與樹干的接觸面上設(shè)有橡膠條，可有效增加抱緊部與樹干之間的摩擦力，提高其抱緊夾持效果。

所述第一電動(dòng)推桿為筆型電動(dòng)推桿。

所述固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂平行設(shè)于爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)上，固定機(jī)械臂固定于爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)的一端。

所述爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一端部支架、第二端部支架、第二電動(dòng)推桿、活動(dòng)連接件、固定連接件和導(dǎo)桿，第一端部支架和第二端部支架分別與車身架固定連接，第一端部支架與第二端部支架之間通過一對(duì)導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿上設(shè)有連接活動(dòng)機(jī)械臂用的活動(dòng)連接件和連接固定機(jī)械臂用的固定連接件，固定連接件還與第二端部支架固定連接，第二電動(dòng)推桿兩端分別與活動(dòng)連接件和固定連接件連接。其中，活動(dòng)連接件和固定連接件結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，活動(dòng)機(jī)械臂通過該凹槽結(jié)構(gòu)與活動(dòng)連接件實(shí)現(xiàn)鉸接，固定機(jī)械臂通過該凹槽結(jié)構(gòu)與固定連接件實(shí)現(xiàn)鉸接，即活動(dòng)機(jī)械臂和固定機(jī)械臂均可實(shí)現(xiàn)處于水平狀態(tài)或處于與水平面成一定角度的狀態(tài)。在第二電動(dòng)推桿的收縮或伸展過程中，活動(dòng)連接件可沿其兩側(cè)的導(dǎo)軌進(jìn)行滑動(dòng)，而固定連接件則固定不動(dòng)。

所述活動(dòng)連接件和固定連接件上還分別設(shè)有壓力傳感器。通過壓力傳感器可實(shí)時(shí)檢測對(duì)應(yīng)的活動(dòng)機(jī)械臂或固定機(jī)械臂對(duì)樹干形成的壓力，從而精確控制第一電動(dòng)推桿的伸展或收縮行程。

所述車身架包括縱向支撐桿和橫向連接板，各縱向支撐桿平行設(shè)置，相鄰兩個(gè)縱向支撐桿之間通過橫向連接板進(jìn)行固定連接，形成矩形狀結(jié)構(gòu)，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第一端部支架和第二端部支架分別固定于橫向連接板上，各導(dǎo)桿與縱向支撐桿相平行。

所述縱向支撐桿的數(shù)量為至少兩個(gè)，橫向連接板的數(shù)量也為至少兩個(gè)。

上述機(jī)器人結(jié)構(gòu)中，除了第一電動(dòng)推桿和第二電動(dòng)推桿外，其他組成部件均可采用鋁材制成。

通過上述機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)一種自鎖式爬樹方法，該方法是通過固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂交替收縮抱緊樹干，再利用爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)處于展開狀態(tài)的活動(dòng)機(jī)械臂或處于展開狀態(tài)的固定機(jī)械臂向上爬升，當(dāng)固定機(jī)械臂向上爬升時(shí)，帶動(dòng)車身架也向上爬升。

上述自鎖式爬樹機(jī)器人及其爬樹方法使用時(shí)，其原理是：首先，第二電動(dòng)推桿處于收縮至最短的狀態(tài)，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂上的第一電動(dòng)推桿均收縮，使固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂均收緊并抱住樹干，當(dāng)固定機(jī)械臂或活動(dòng)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，相應(yīng)的第一電動(dòng)推桿停止收縮，使抱緊部與連接固定部之間形成的臂彎內(nèi)徑固定，此時(shí)由于車身架及安裝于車身架上的機(jī)器人本身重力，使得固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂由水平變?yōu)榕c水平方向成一定夾角，由于樹干與抱緊部、連接固定部之間的摩擦力作用，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂均實(shí)現(xiàn)自鎖，將車身架及安裝于車身架上的機(jī)器人固定在樹干上。在爬升時(shí)，活動(dòng)機(jī)械臂的抱緊部和套筒在第一電動(dòng)推桿的作用下張開，由于活動(dòng)機(jī)械臂自身的重力作用和活動(dòng)連接件與固定連接部的凹陷結(jié)構(gòu)配合的限制，此時(shí)活動(dòng)機(jī)械臂處于水平狀態(tài)，并在張開到最大位置后，第一電動(dòng)推桿停止伸展；然后爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第二電動(dòng)推桿伸展，此時(shí)固定機(jī)械臂依然由于自鎖將車身架及機(jī)器人固定在樹干上，當(dāng)?shù)诙妱?dòng)推桿將活動(dòng)機(jī)械臂送到最高位置后，活動(dòng)機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿收縮，使其抱緊部收緊，在其對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，活動(dòng)機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿停止收縮，此時(shí)活動(dòng)機(jī)械臂抱緊樹干，由于樹干與抱緊部、連接固定部之間的摩擦力作用，活動(dòng)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)自鎖；然后固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿張開，由于車身架及機(jī)器人自身的重力作用，固定機(jī)械臂由水平狀態(tài)變?yōu)榕c水平成一定夾角偏上的狀態(tài)，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第二電動(dòng)推桿收縮，帶動(dòng)車身架、機(jī)器人、固定機(jī)械臂爬升；當(dāng)?shù)诙妱?dòng)推桿收縮至最短位置后，固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿收縮，使固定機(jī)械臂的抱緊部收緊，在其對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿停止收縮，使固定機(jī)械臂也抱緊樹干，至此完成一次爬升行程。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本自鎖式爬樹機(jī)器人及其爬樹方法的原理較為簡單，主要通過活動(dòng)機(jī)械臂和固定機(jī)械臂的交替動(dòng)作來完成機(jī)器人的爬升動(dòng)作并實(shí)現(xiàn)自鎖功能，同時(shí)利用其獨(dú)立設(shè)置的第一電動(dòng)推桿，配合壓力傳感器的使用，使活動(dòng)機(jī)械臂和固定機(jī)械臂所形成的臂彎直徑可調(diào)，與樹干之間的摩擦力值也可調(diào)，因此可適用于樹干直徑的大范圍變化，相對(duì)于傳統(tǒng)的爬樹機(jī)器人，其應(yīng)用范圍更廣。

本自鎖式爬樹機(jī)器人中，活動(dòng)機(jī)械臂和固定機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)相同，可以通用，因此可以實(shí)現(xiàn)批量制造，方便機(jī)器人的維護(hù)，也降低制造成本。

附圖說明

圖1為本自鎖式爬樹機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中活動(dòng)機(jī)械臂或固定機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中車身架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

本實(shí)施例一種自鎖式爬樹機(jī)器人，如圖1所示，包括車身架1、固定機(jī)械臂2、活動(dòng)機(jī)械臂3和爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)4，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)于車身架上，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂分別與爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接。

如圖2所示，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)相同，分別包括抱緊部5、連接固定部6、第一電動(dòng)推桿7和套筒8，抱緊部與套筒固定連接，連接固定部與第一電動(dòng)推桿連接，第一電動(dòng)推桿的末端與套筒連接，抱緊部與連接固定部之間形成直徑可調(diào)節(jié)的圓弧狀。其中，在第一電動(dòng)推桿伸縮的過程中，套筒用于套住第一電動(dòng)推桿伸出的部分并沿第一電動(dòng)推桿滑動(dòng)。抱緊部的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有橡膠條(圖中未示出)。即抱緊部與樹干的接觸面上設(shè)有橡膠條，可有效增加抱緊部與樹干之間的摩擦力，提高其抱緊夾持效果。第一電動(dòng)推桿為筆型電動(dòng)推桿。固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂平行設(shè)于爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)上，固定機(jī)械臂固定于爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)的一端。

如圖3所示，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一端部支架9、第二端部支架10、第二電動(dòng)推桿11、活動(dòng)連接件12、固定連接件13和導(dǎo)桿14，第一端部支架和第二端部支架分別與車身架固定連接，第一端部支架與第二端部支架之間通過一對(duì)導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿上設(shè)有連接活動(dòng)機(jī)械臂用的活動(dòng)連接件和連接固定機(jī)械臂用的固定連接件，固定連接件還與第二端部支架固定連接，第二電動(dòng)推桿兩端分別與活動(dòng)連接件和固定連接件連接。其中，活動(dòng)連接件和固定連接件結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)有凹槽結(jié)構(gòu)，活動(dòng)機(jī)械臂通過該凹槽結(jié)構(gòu)與活動(dòng)連接件實(shí)現(xiàn)鉸接，固定機(jī)械臂通過該凹槽結(jié)構(gòu)與固定連接件實(shí)現(xiàn)鉸接，即活動(dòng)機(jī)械臂和固定機(jī)械臂均可實(shí)現(xiàn)處于水平狀態(tài)或處于與水平面成一定角度的狀態(tài)。在第二電動(dòng)推桿的收縮或伸展過程中，活動(dòng)連接件可沿其兩側(cè)的導(dǎo)軌進(jìn)行滑動(dòng)，而固定連接件則固定不動(dòng)?；顒?dòng)連接件和固定連接件上還分別設(shè)有壓力傳感器15。通過壓力傳感器可實(shí)時(shí)檢測對(duì)應(yīng)的活動(dòng)機(jī)械臂或固定機(jī)械臂對(duì)樹干形成的壓力，從而精確控制第一電動(dòng)推桿的伸展或收縮行程。

如圖4所示，車身架包括縱向支撐桿16和橫向連接板17，各縱向支撐桿平行設(shè)置，相鄰兩個(gè)縱向支撐桿之間通過橫向連接板進(jìn)行固定連接，形成矩形狀結(jié)構(gòu)，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第一端部支架和第二端部支架分別固定于橫向連接板上，各導(dǎo)桿與縱向支撐桿相平行?？v向支撐桿的數(shù)量為兩個(gè)，橫向連接板的數(shù)量為三個(gè)。

上述機(jī)器人結(jié)構(gòu)中，除了第一電動(dòng)推桿和第二電動(dòng)推桿外，其他組成部件均可采用鋁材制成。

通過上述機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)一種自鎖式爬樹方法，該方法是通過固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂交替收縮抱緊樹干，再利用爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)處于展開狀態(tài)的活動(dòng)機(jī)械臂或處于展開狀態(tài)的固定機(jī)械臂向上爬升，當(dāng)固定機(jī)械臂向上爬升時(shí)，帶動(dòng)車身架也向上爬升。

上述自鎖式爬樹機(jī)器人及其爬樹方法使用時(shí)，其原理是：首先，第二電動(dòng)推桿處于收縮至最短的狀態(tài)，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂上的第一電動(dòng)推桿均收縮，使固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂均收緊并抱住樹干，當(dāng)固定機(jī)械臂或活動(dòng)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，相應(yīng)的第一電動(dòng)推桿停止收縮，使抱緊部與連接固定部之間形成的臂彎內(nèi)徑固定，此時(shí)由于車身架及安裝于車身架上的機(jī)器人本身重力，使得固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂由水平變?yōu)榕c水平方向成一定夾角，由于樹干與抱緊部、連接固定部之間的摩擦力作用，固定機(jī)械臂和活動(dòng)機(jī)械臂均實(shí)現(xiàn)自鎖，將車身架及安裝于車身架上的機(jī)器人固定在樹干上。在爬升時(shí)，活動(dòng)機(jī)械臂的抱緊部和套筒在第一電動(dòng)推桿的作用下張開，由于活動(dòng)機(jī)械臂自身的重力作用和活動(dòng)連接件與固定連接部的凹陷結(jié)構(gòu)配合的限制，此時(shí)活動(dòng)機(jī)械臂處于水平狀態(tài)，并在張開到最大位置后，第一電動(dòng)推桿停止伸展；然后爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第二電動(dòng)推桿伸展，此時(shí)固定機(jī)械臂依然由于自鎖將車身架及機(jī)器人固定在樹干上，當(dāng)?shù)诙妱?dòng)推桿將活動(dòng)機(jī)械臂送到最高位置后，活動(dòng)機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿收縮，使其抱緊部收緊，在其對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，活動(dòng)機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿停止收縮，此時(shí)活動(dòng)機(jī)械臂抱緊樹干，由于樹干與抱緊部、連接固定部之間的摩擦力作用，活動(dòng)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)自鎖；然后固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿張開，由于車身架及機(jī)器人自身的重力作用，固定機(jī)械臂由水平狀態(tài)變?yōu)榕c水平成一定夾角偏上的狀態(tài)，爬升動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的第二電動(dòng)推桿收縮，帶動(dòng)車身架、機(jī)器人、固定機(jī)械臂爬升；當(dāng)?shù)诙妱?dòng)推桿收縮至最短位置后，固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿收縮，使固定機(jī)械臂的抱緊部收緊，在其對(duì)應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力值后，固定機(jī)械臂中的第一電動(dòng)推桿停止收縮，使固定機(jī)械臂也抱緊樹干，至此完成一次爬升行程。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。