一種爬桿機器人系統(tǒng)裝置及應用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人研制技術領域,具體涉及一種爬桿機器人機構及應用的方法。
【背景技術】
[0002]北京市具有約數(shù)十萬盞路燈,每年要維護2次,在這之中,需要大量的人員上下攀爬,不僅人工維護勞動強度大、工作環(huán)境危險且工作效率低。
[0003]所以研制可替代真人工作的爬桿機器人已成為人們日益關注的課題。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種爬桿機器人系統(tǒng)裝置,利用其可以提高工作效率,減少人力成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下設計方案:
[0006]一種爬桿機器人系統(tǒng)裝置,其至少包括有三組單體爬桿機器人,通過橫向連接組件倆倆相互連接,整體環(huán)抱安裝于一爬桿上;各組單體爬桿機器人中具有電機變速箱機構、行走輪執(zhí)行機構和氣彈簧夾緊機構;
[0007]所述的電機變速箱機構中包括有兩個渦輪蝸桿電機,通過電機支架相向而連接在一起,每個渦輪蝸桿電機的輸出端與一個變速箱的輸入端連接,變速箱的輸出軸端部連接有一大錐齒輪;
[0008]所述的行走輪執(zhí)行機構中有一對行走輪組;各行走輪組中包括有安裝在變速箱輸出軸端部兩側的一對行走輪支架,一行走輪通過行走輪軸安裝在該對行走輪支架間且位于外端側;所述電機變速箱的輸出軸上與所述的行走輪軸上分別裝有鏈輪,兩個鏈輪通過鏈條連接構成傳動單元;
[0009]所述的氣彈簧夾緊機構由可對行走輪支架形成壓緊力的一對氣彈簧支架及一氣彈簧組合構成。
[0010]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,在電機支架上裝有小錐齒輪軸座,用于安裝小錐齒輪軸,該小錐齒輪軸的兩端頭上分別安裝小錐齒輪,各小錐齒輪分別與對應側的大錐齒輪嚙合。
[0011]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,所述的行走輪外包用于加大爬行時摩擦力的橡膠圈。
[0012]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,在一對行走輪支架間固定有支撐柱。
[0013]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,所述橫向連接組件由水平齒輪、齒輪連接板和連接桿組合構成,相鄰兩個單體爬桿機器人的本體先分別與一連接桿的一端連接,該連接桿的另一端再與水平齒輪連接;相鄰兩個單體爬桿機器人間的兩個水平齒輪相互齒接并由齒輪連接板將兩者相互固定,所有的水平齒輪均為相同參數(shù)的齒輪。
[0014]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,所述所述水平齒輪與連接桿的連接位置可調。
[0015]所述爬桿機器人系統(tǒng)裝置中,相鄰兩組單體爬桿機器人通過橫向連接組件相互連接,相鄰兩組單體爬桿機器人間的圓心夾角為120度。
[0016]本發(fā)明的另一目的是提供一種爬桿機器人系統(tǒng)裝置的應用方法,利用其可以提高工作效率,減少人力成本。
[0017]—種爬桿機器人系統(tǒng)裝置的應用方法,具有上述的任一種爬桿機器人系統(tǒng)裝置,將電源導線與爬桿機器人系統(tǒng)裝置中的各電機的正負級相連接;其方法如下:
[0018]a)首先將各單體爬桿機器人的兩側分別與一個連接桿固定連接,再在各連接桿的另一端上裝上水平齒輪,然后讓至少三組單體爬桿機器人圍繞著所要攀爬的爬桿環(huán)抱在一起,并使每個單體爬桿機器人的一對行走輪都落足于爬桿上;調整水平齒輪與連接桿的連接位置,使相鄰的兩個水平齒輪相互齒接,并用齒輪連接板將兩個水平齒輪的相互位置鎖定;
[0019]b)上推電源開關,同時帶動各組單體爬桿機器人上的兩個渦輪蝸桿電機正向旋轉,隨著各渦輪蝸桿電機的正向旋轉,各組單體爬桿機器人一對行走輪沿爬桿轉動著上行,直至到達所預設的位置,關斷電源開關,各組單體爬桿機器人的行走輪均停止行進;
[0020]c)下推電源開關,同時帶動各組單體爬桿機器人上的兩個渦輪蝸桿電機反向旋轉,隨著各渦輪蝸桿電機的反向旋轉,各組單體爬桿機器人一對行走輪沿爬桿轉動著下行,直至回到原始位置,關斷電源開關,各組單體爬桿機器人回位,原位等待下一次攀爬,或拆分移到另一處要攀爬的爬桿處再次實施攀爬工作。
[0021]所述的應用方法中,本發(fā)明爬桿機器人系統(tǒng)裝置可攜行一可完成具體工作的智能機器人,該智能機器人為除冰或電纜巡線機器人,工作時,上行到達所預設的位置,讓智能機器人開始操作,待智能機器人完成本職工作,控制爬桿機器人系統(tǒng)裝置下行,將智能機器人帶回原位。
[0022]本發(fā)明的各組爬桿機器人可沿燈桿爬升,爬升的高度能達到10米,電線桿傾斜度可控制在0?15度,可適應的電線桿直徑為80?200毫米。該爬桿機器人系統(tǒng)裝置可以給社會創(chuàng)造的價值是不可估量的,同時也為我國機器人事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點是:能夠顯著提高爬桿效率,降低人工成本,適于批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明一組單體爬桿機器人結構示意圖(主視圖)。
[0025]圖2為本發(fā)明一組單體爬桿機器人結構示意圖(左視圖)。
[0026]圖3為本發(fā)明一組單體爬桿機器人結構示意圖(右視圖)。
[0027]圖4為本發(fā)明爬桿機器人系統(tǒng)裝置應用狀態(tài)下的結構示意圖(俯視圖)。
[0028]圖中:1-電機及變速箱;2-電機支架;3-大齒輪;4-大墊圈;5-齒輪墊片;6_行走輪支架;7-支撐柱;8-行走輪;9-行走輪軸;10-大錐齒輪;11-小錐齒輪;12-小錐齒輪軸;13-小錐齒輪軸座;14-軸承;15-鏈輪;16-鏈條;17-氣彈簧;18-氣彈簧支架;19-連接桿;20-水平齒輪;21 -齒輪連接板;100-單體爬桿機器人;200-爬桿。
[0029]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明爬桿機器人系統(tǒng)裝置至少需要有三組單體爬桿機器人(最佳是三組),可以通過齒輪連接桿使它們相互環(huán)抱而安裝于爬桿(服務對象)上。
[0031]參見圖1至圖3所示,示出了本發(fā)明爬桿機器人系統(tǒng)裝置中的一組單體爬桿機器人的一較佳實施例結構,主要包括電機變速箱機構、行走輪執(zhí)行機構和氣彈簧夾緊機構三大部分。
[0032]所述的電機變速箱機構由電機變速箱1、電機支架2、大齒輪3、大墊片4、齒輪墊片5等組成。變速箱軸上裝有大齒輪3,另一端裝有大墊圈4,它們通過螺釘連接在電機支架2上。大墊圈4外側和大齒輪外側裝有齒輪墊片5。
[0033]所述的行走輪執(zhí)行機構由行走輪支架6、支撐柱7、行走輪8、行走輪軸9、大錐齒輪
10、小錐齒輪11、小錐齒輪軸12、小錐齒輪軸座13、軸承14、鏈輪15、鏈條16等組成。行走輪支架6與行走輪軸9通過軸承連接,行走輪支架6與電機變速箱1也通過軸承連接。電機變速箱1輸出軸與行走輪軸9上分別裝有鏈輪15(構成一對),該對鏈輪15通過鏈條16連接形成鏈輪傳動系統(tǒng)。支撐柱7用螺釘固定在一對行走輪支架6上,使支架成為穩(wěn)固的一體。行走輪8外包橡膠圈,使爬行時的摩擦力加大。大錐齒輪10套設在電機變速箱1輸出軸上同時用螺釘固定在行走輪支架6上。電機支架2上裝有小錐齒輪軸座13。小錐齒輪軸12上安裝小錐齒輪11。小錐齒輪軸12通過軸承14與小錐齒輪軸座13連接。小錐齒輪11通過頂絲與小錐齒輪軸12連接。小錐齒輪11與大錐齒輪10嚙合,目的是使兩行走輪支架6有共同的夾角。兩鏈輪15通過鏈條16連接。目的是使電機轉動帶動行走輪轉動,形成行走爬桿的目的。
[0034]所述的氣彈簧夾緊機構包括有氣彈簧17與一對氣彈簧支架18,其中的氣彈簧可由壓力缸、活塞桿和活塞組成,氣彈簧17