[发明专利]一种自动化步进爬树监控探测机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人设计领域，特别是一种自动化步进爬树监控探测机器人。

背景技术

随着经济社会发展，监控探测设备在探测火灾、保护财产安全、维护社会治安稳定方面应用日益广泛，传统监控探测设备需要安装架设，存在布线、供电复杂等问题，而且多为固定安装，因此工作不便，监控探测范围有限，特别是在野外复杂环境下，问题更加突出。

机器人技术水平的不断提高，仿生机器人的应用渐为广泛，其中仿生爬树机器人的应用在树木整枝、病害防治、虫害防治、果实采摘、野外探测监控等方面也日益增多，因此将仿生爬树机器人应用于监控探测，可以克服现有技术缺点。

中国专利ZL2012103468033公开了一种四足攀爬机器人，该机器人利用自重自锁，而且每个抱紧臂都安装三个电机，驱动较复杂，总体运动速度也较慢，不具适用性。

自动化是工业现代化的重要条件和显著标志，通过测量及反馈各种参数的传感器，控制系统可以自动调节机器的运行状态，因此将传感器安装到爬树监控探测机器人中，可以自动完成爬树探测监控作业。

目前，未见有驱动简单，爬树可靠安全，能适应不同粗细、形状树木，移动性能好、工作范围大，能灵活方便进行监控探测的自动化步进爬树监控探测机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化步进爬树监控探测机器人，它能克服现有监控探测设备的不足，驱动电机单独驱动时，便能实现复杂爬树抱树运动，驱动简单；机械腿与树干有倾斜角度，利用驱动力的反作用力便可实现锁死，爬树抱树工作安全可靠；机器人爬树过程中，转换自由度，可以改变抱紧角度，实现机器人灵活适应不同直径树木；模拟动物身体构造，使爬树监控探测机器人灵活适应不同形状树木；多自由度监控探测系统与与爬树机器人结合，移动性能好、工作范围大，可以灵活方便完成野外监控探测工作；多个传感器反馈参数到控制器，通过编程控制，可以实现自动化爬树监控探测工作。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种自动化步进爬树监控探测机器人，包括机械腿系统、传感器、监控探测系统和机架杆组件，具体结构和连接关系为：

所述机械腿系统包括第一机械腿系统、第二机械腿系统、第三机械腿系统和第四机械腿系统，所述第一机械腿系统包括驱动摇杆、从动摇杆、连杆、机械腿驱动电机、连接架、滑套、滑套驱动液压缸、机械腿驱动液压缸、机械腿、固定爪、弧形限位滑槽和滚动轴承，驱动摇杆一端与连杆铰接，另一端与机械腿驱动电机固定连接，机械腿驱动电机与第一杆相连，并驱动驱动摇杆相对第一杆转动，从动摇杆一端与连杆铰接，另一端与第一杆铰接，连接架既与连杆通过铰链连接，又与滑套通过圆柱副连接，还与机械腿驱动液压缸连接，所述滑套与滑套驱动液压缸连接，所述机械腿驱动液压缸与机械腿连接，所述滑套驱动液压缸与第一杆铰接，所述固定爪与连接架固定连接，所述从动摇杆下方安装了滚动轴承，滚动轴承在弧形限位滑槽内运动，弧形限位滑槽固定在第一杆下方，第二机械腿系统、第三机械腿系统、第四机械腿系统与第一机械腿系统结构及连接关系相同；

所述传感器包括压力传感器、PSD距离传感器和速度传感器，所述压力传感器固定连接在机械腿末端，所述PSD距离传感器固定连接在连接架上，所述速度传感器固定连接在机械腿上；

所述监控探测系统包括第一监控探测系统和第二监控探测系统，所述第一监控探测系统包括转动座、伸缩杆、二级伸缩杆、监控探测器、监控探测系统第一液压缸、监控探测系统第二液压缸和监控探测系统第三液压缸，所述伸缩杆与转动座铰接，二级伸缩杆一端在伸缩杆内滑动，另一端与监控探测器铰接，所述监控探测系统第一液压缸一端与转动座铰接，另一端与伸缩杆铰接，所述监控探测系统第二液压缸一端与伸缩杆铰接，另一端与二级伸缩杆铰接，所述监控探测系统第三液压缸一端与二级伸缩杆铰接，另一端与监控探测器铰接，第二监控探测系统与第一监控探测系统结构相同；