[发明专利]一种多功能爬杆机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种多功能爬杆机器人，包括转位装置、内圈爬行装置、外圈爬行装置、微处理器、供电装置和支架，其特征在于，

所述转位装置包含固定板、转位板和转位电机，所述固定板中部有同心布置的弧形内齿条和滑动槽，所述滑动槽在所述弧形内齿条内侧，所述固定板与所述外圈爬行装置固定连接；

所述转位板外侧固定有转位电机，所述转位电机输出端固定一个与所述弧形内齿条啮合的齿轮，所述转位板与所述固定板通过所述滑动槽卡接，所述转位板和所述内圈爬行装置固定连接，所述转位电机受控于所述微处理器；所述固定板上固定有故障显示器，所述故障显示器连接到所述微处理器。

2.根据权利要求1所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述内圈爬行装置包含内圈上卡爪、内圈下卡爪、内圈伺服电缸和内圈滑杆，所述内圈上卡爪和所述内圈下卡爪分别固定于所述内圈伺服电缸的两端，所述内圈滑杆一端与所述内圈下卡爪固定连接，所述内圈滑杆另一端穿过所述内圈上卡爪的滑杆孔并形成滑动副；

所述外圈爬行装置包含外圈上卡爪、外圈下卡爪、外圈伺服电缸和外圈滑杆，所述外圈上卡爪和所述外圈下卡爪分别固定于所述外圈伺服电缸的两端，所述外圈滑杆一端与所述外圈下卡爪固定连接，所述外圈滑杆另一端穿过所述外圈上卡爪的滑杆孔并形成滑动副。

3.根据权利要求2所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述内圈上卡爪、内圈下卡爪、外圈上卡爪和外圈下卡爪均包括机械卡爪、机械卡爪支架、驱动连杆和驱动电动推杆，所述机械卡爪支架前端中部固定有铰接杆，所述机械卡爪支架前端两侧加工有与所述内圈滑杆以及外圈滑杆配合的滑杆孔，所述机械卡爪有两条呈钝角的边，所述机械卡爪较短边与所述驱动连杆前端铰接，所述机械卡爪转折处加工有铰接孔，所述铰接孔与所述机械卡爪支架前端中部铰接杆铰接，所述机械卡爪较长边呈弧形，内侧镶有橡胶层，所述驱动连杆尾端铰接于所述驱动电动推杆上。

4.根据权利要求3所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述机械卡爪内侧工作面嵌有压力传感器，所述压力传感器检测所述机械卡爪内侧受力值，所述压力传感器与所述微处理器连接。

5.根据权利要求3所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述驱动电动推杆是带有自锁功能的电动推杆。

6.根据权利要求3所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述机械卡爪支架上至少有两对间距不同的铰接杆。

7.根据权利要求1所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述微处理器通过无线连接有一个遥控器。

8.根据权利要求7所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，所述微处理器连接有一个摄像头，所述遥控器带有显示屏。

9.一种适用多功能爬杆机器人的控制方法，适用于如权利要求4所述的一种多功能爬杆机器人，其特征在于，

包括以下步骤：

1)将多功能爬杆机器人复位，此时内圈上卡爪、内圈下卡爪、外圈上卡爪以及外圈下卡爪均处于松开状态，将多功能爬杆机器人放置在攀爬杆上并启动，微处理器控制驱动电动推杆使内圈上卡爪、内圈下卡爪、外圈上卡爪以及外圈下卡爪均进行夹紧动作，微处理器检测卡爪内侧的压力传感器状态，如果有一个或多个压力传感器超过一定时间仍然处于无压力或压力小于事先设定工作压力值，则多功能爬杆机器人立即报故障并进行声光报警，由操作员排除故障后重新进行步骤1，反之，则进入步骤2；

2)多功能爬杆机器人的内圈上卡爪以及外圈上卡爪的驱动电动推杆伸长，内圈上卡爪以及外圈上卡爪将张开，微处理器检测内圈上卡爪以及外圈上卡爪内侧的压力传感器状态，判定无表面压力后控制内圈伺服电缸以及外圈伺服电缸伸长，伸长长度达到预先设定的长度后内圈伺服电缸以及外圈伺服电缸停止动作；

3)微处理器控制内圈上卡爪以及外圈上卡爪的驱动电动推杆收缩，内圈上卡爪以及外圈上卡爪将抓紧攀爬杆，微处理器检测内圈上卡爪以及外圈上卡爪内侧的压力传感器状态，判定表面压力达到工作夹紧压力后进入步骤4，否则报故障；

4)微处理器控制内圈下卡爪以及外圈下卡爪的驱动电动推杆伸长，内圈下卡爪以及外圈下卡爪将张开，微处理器检测内圈下卡爪以及外圈下卡爪内侧的压力传感器状态，判定无表面压力后，控制内圈伺服电缸以及外圈伺服电缸收缩，当内圈伺服电缸以及外圈伺服电缸长度恢复到复位时的长度时停止动作；

5)微处理器控制内圈下卡爪以及外圈下卡爪的驱动电动推杆伸长，内圈下卡爪以及外圈下卡爪将抓紧攀爬杆，微处理器检测内圈下卡爪以及外圈下卡爪内侧的压力传感器状态，判定表面压力达到工作夹紧压力后驱动电动推杆停止伸长，此时多功能爬杆机器人完成了一个步长的攀爬工作，重复步骤1-5机器人将不断沿攀爬杆攀爬。