由凸轮控制机械爪的爬杆机器人.pdf

本发明涉及由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，属于自动化机械生产领域。它由上升机构、夹持机构、电气控制部分轴承、离合器组成。上升机构由第三电机、齿轮丝杠螺母、丝杠、上半轴及下半轴组成，用于控制机器的上升动作。夹紧机构由两个完全一样的上机械爪与下机械爪构成，都包括凸轮、凸轮推杆导向器、机械抓手、机械爪连杆，实现对杆的夹紧或松开。本发明提供的爬杆机器人可攀爬不局限于竖直位置的任意放置的杆，随时前进或者后退，并能随时停止在杆上。

权利要求书
1.  由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：该爬杆机器人由上升机构、夹持机构、电气控制部分轴承、离合器组成。

2.  根据权利要求1所述的由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：所述的夹紧机构由凸轮推杆导向器（4）、机械爪连杆（5）、机械爪（13）、凸轮（11）组成。

3.  根据权利要求1所述的由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：所述的夹紧机构由凸轮推杆导向器（4）在机械爪（13）的凹槽内运动，从而带动机械爪（13）抓紧或松开；其中两机械爪由不同电机控制并能分别完成抓紧或松开。

4.  根据权利要求1所述的由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：所述的上升机构由上半轴（3）、下半轴（12）、丝杠（7）、齿轮丝杠螺母（8）、第三电机（9）组成。

5.  根据权利要求1所述的由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：所述的丝杠（7）与上半轴（3）之间用离合器（6）连接。

说明书由凸轮控制机械爪的爬杆机器人
技术领域
本发明涉及爬杆机器人，属于自动化生产技术领域。
背景技术
现代社会越来越离不开机器人，使用机器人能大大提高生产效率，更能代替人进行高危险工作。而高空作业就需要以爬杆机器人代替人力，从而降低人的风险。而其中很多还需要爬杆机器人在不同场合进入爬杆作业，然而机械结构的限制导致爬杆机器人并不能从杆的任意部位抓紧杆，并开始进行攀爬，这种情况下需要结构简单，运动方式灵活的机器人来完成。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供了一种由凸轮控制机械爪的爬杆机器人。
本发明是通过以下技术方案实现的：由凸轮控制机械爪的爬杆机器人，其特征在于：它是由上升机构、夹持机构、电气控制部分、轴承、离合器组成。
所述上升机构由第三电机、齿轮丝杠螺母、丝杠、上半轴及下半轴组成，齿轮丝杠螺母用轴承固定于下半轴，丝杠用离合器固定于上半轴，第三电机的转轴上装有齿轮，其与齿轮丝杠螺母上的齿轮啮合后固定于机架，用于控制机器的上升或下降动作。
所述夹紧机构由两个完全一样的上机械爪与下机械爪构成，都包括凸轮、凸轮推杆导向器、机械抓手、机械爪连杆，凸轮装在上下轴上，凸轮推杆导向器一端是凸轮运动的推杆框，另一端卡在机械爪的导向器槽内，通过凸轮控制凸轮推杆导向器前进或后退，实现机械爪夹紧或松开。
本发明的有益效果是：结构简单，应用时安装和拆卸方便，用丝杠做为上升机构主要部件，可使机器人爬杆时保持平稳的同时又能准确控制爬杆的距离，可攀爬不局限于竖直位置的任意放置的杆，并从杆的任意位置进入爬杆作业。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图主视图；
图2为本发明的结构原理示意图俯视图；
图3为本发明的结构原理示意图轴测图；
其中，1-第一电机，2-联轴器，3-上半轴，4-凸轮推杆导向器，5-机械爪连杆，6-离合器，7-丝杠，8-齿轮丝杠螺母，9-第三电机，10-第二电机，11-凸轮，12-下半轴，13-机械抓手，14-轴承，15-齿轮。
具体实施方式
本发明的爬杆机器人由上升机构、夹持机构、电气控制部分、轴承、离合器组成。所述上升机构由第三电机9、齿轮丝杠螺母8、丝杠7、上半轴3及下半轴12组成，齿轮丝杠螺母8用轴承14固定于下半轴12，丝杠7用离合器6固定于上半轴3，第三电机10的转轴上装有齿轮15，其与齿轮丝杠螺母8上的齿轮啮合后固定于机架，用于控制机器人的上升或下降动作。所述夹紧机构由两个完全一样的上机械爪与下机械爪构成，都包括凸轮推杆导向器4、机械爪连杆5、凸轮11、机械抓手13，凸轮11装在上下轴上，凸轮推杆导向器4一端是凸轮运动的推杆框，另一端卡在机械爪的导向器槽内，通过凸轮11控制凸轮推杆导向器4前进或后退，实现机械爪夹紧或松开。
当机器人在爬杆时，上凸轮突出部分转到上机械抓手一侧，推动凸轮推杆导向器4向机械抓手运动，位于抓手槽内的导向器部件从抓手连接处向抓手中部推进，从而使机械爪13抓紧，当上机械爪抓紧时，下机械爪用第二电机10控制向反方向转动使下机械爪松开，然后第三电机8正转，通过齿轮5传动，带动齿轮丝杠螺母8转动，齿轮丝杠螺母8通过轴承14与下半轴连接，而丝杠7上端装有离合器6，由电气控制部分控制离合器6接合，丝杠7不能转动，即由丝杠7带动机器人上部分向上运动，当以第一电机1和第二电机10工作顺序改变时配合第三电机9反转，由丝杠7带动机器人下部分向上运动，以此循环使机器人向上爬杆。
当上下两部分的运动顺序改变时，机器人向下爬杆。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。