[发明专利]一种多功能爬杆机器人及其控制方法

说明书

本发明涉及一种爬杆机器人，具体涉及一种多功能爬杆机器人及其控制方法。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，转位装置包含固定板、转位板和转位电机，固定板中部有同心布置的弧形内齿条和滑动槽，滑动槽在弧形内齿条内侧，固定板与外圈爬行装置固定连接，转位板外侧固定有转位电机，转位电机输出端固定一个与弧形内齿条啮合的齿轮，转位板与固定板通过滑动槽卡接，转位板和内圈爬行装置固定连接，转位电机受控于所述微处理器。本发明的有益效果是：在爬杆机构中增加了转位装置，解决了爬杆机构在爬杆过程中不能转位的问题。

技术领域

本发明涉及一种爬杆机构，尤其涉及一种多功能爬杆机器人及其控制方法。

背景技术

随着城市化进程的快速发展，城市基础建设及建筑物中出现较多与商业或市政工程有关的高杆设施，如路灯、广告牌立柱、建筑物大厅的柱子、道路监控立柱和电线杆等。这些设施需要定期进行清洗与维护，现今多为人力完成工作，效率低、成本高且具有高危险性。因此，人们发明出爬杆机构，采用机械代替人力进行攀爬、高点维修等较危险的工作。其具有高效率和安全性高的优点，因而得到广泛的关注和研究，各行业的应用也越来越广泛。但现有爬杆机构无法在攀爬过程中转位，即只能沿攀爬杆直线运动，导致其应用领域受到限制。如喷漆或清洗时，会因为不能转位而导致无法完成全部的喷漆或清洗任务；或者在遭遇凸起障碍物时无法通过转位避开障碍物。所以需要研发出可以在攀爬中转位的爬杆机构。

中国专利号CN 105128969 A，公开日2015年12月9日，一种爬杆机器人，其使用弹性卡爪式设计，利用凸轮和曲柄连杆机构驱动卡爪完成抓紧和松开动作，两爪交替动作，带动机构沿杆爬行。其设计结构巧妙，仅使用一个动力源就完成了夹紧、松开和提升的动作，而且可以适应一定范围内的变直径攀爬杆。但是该爬杆机构未能解决爬杆机构在爬杆过程中转位的问题。

发明内容

本发明的目的是解决爬杆机构在爬杆过程中不能转位的问题，提供一种多功能爬杆机器人，通过转位装置的转位动作，解决爬杆机构在爬杆过程中不能转位的问题。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：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，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。

通过滑动槽卡接的所述转位板和所述固定板可以相对转动，而转动板和固定板各自与一个爬行装置固定连接，具体为：转动板与所述内圈爬行装置固定连接，固定板与所述外圈爬行装置固定连接。当所述外圈爬行装置夹紧攀爬杆且所述内圈爬行装置松开攀爬杆时，内圈爬行装置及转动板处于无负载状态，在所述转位电机的带动下，内圈爬行装置及转动板将相对于外圈爬行装置及固定板有一定角度偏移，而后由内圈爬行装置夹紧攀爬杆，外圈爬行装置松开攀爬杆，此时外圈爬行装置及固定板处于无负载状态，而后所述转位电机反向转动同样角度，内圈爬行装置及转动板将相对于外圈爬行装置及固定板的角度偏移将逐渐恢复，爬杆机构随之完成转位工作。

作为优选，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，内圈爬行装置与外圈爬行装置结构相似，采用两个卡爪结构使得爬杆机构更稳固地夹紧攀爬杆，并可以携带更多负载。