[发明专利]一种角钢塔用攀爬机器人

说明书

本发明属于电力作业攀爬机器人技术领域，具体涉及一种角钢塔用攀爬机器人。本发明包括主机以及夹持组件，夹持组件包括上夹持组件及下夹持组件，且至少一组夹持组件可相对主机作平行主机行进路径的往复位移动作；各夹持组件均包括夹爪、安装于夹爪上的可使主机产生相对角钢的俯仰角度调节的角度调节组件以及可使夹爪产生相对角钢的相近及相离动作的升降组件；所述角度调节组件的铰接轴线水平布置且垂直角钢长度方向。本发明在具备强越障能力和高攀爬效率的同时，亦可同步保证攀爬作业的动作稳定性及动作可靠性，从而能大大节省人力巡检成本，提高检修效率，并保障输电系统安全可靠运行。

技术领域

本发明属于电力作业攀爬机器人技术领域，具体涉及一种角钢塔用攀爬机器人。

背景技术

电力的稳定、安全是促进各行各业发展的基本保障，在我国，输电角钢塔数量多、分布广，且长期显露于野外环境甚至多尘强风高湿的恶劣环境下。传统方式下，需由检修人员背负检修设备沿脚钉侧攀爬角钢塔，逐步挂接安全绳防坠，导致巡检周期长，攀爬危险性大，工作效率低。因此，适用于角钢塔的攀爬机器人应运而生，并逐渐衍生出各种形态结构的攀爬种类，如蛇形机器人、轮式机器人及尺蠖式机器人等；其中，尺蠖式机器人结构简单，应用相对而言更为广泛，但攀登角钢主材的越障难度大是一贯以来困扰尺蠖式机器人结构发展的关键问题所在。究其原因，在于角钢塔是将角钢通过螺栓或焊接而成的桁架结构，主要由四根主角钢(主材)和一些用于斜拉支撑的辅材构造而成。主材与地基呈一定倾斜角度布置，主材间采用外包角钢并加螺栓固定连接，斜材与主材间采用螺栓直连或外加节点板，同时还会沿角钢塔高度方向布置大量水平外延的脚钉从而供人工检查所用。由此可见，角钢塔具备阻碍物众多的特点，包括但不仅限于脚钉、包覆螺栓、节点板等。一方面，尺蠖式机器人在攀爬过程中，其机械爪需可靠实现相对上述阻碍物的主动避让功能，从而保证攀爬效率；另一方面，在攀爬过程中，机器人的主机又必须始终与角钢主材平行，这样才能保证机器人的稳固夹持与平稳攀爬；但由于角钢并非垂直于地面，且尺蠖式机器人的前后机械爪多呈前后分置并交替夹持角钢，这使得一旦后机械爪松开夹持，在尺蠖式机器人自身巨大质量的作用下，机器人的主机往往出现角度倾斜状况，使得后机械爪的下次抓取动作的可靠性存疑。如何研发出一种新型的尺蠖式机器人，在使之具备高越障能力的同时，又能确保其相对角钢的抓取可靠性，从而实现攀爬效率与攀爬稳定性间的可靠平衡，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。

公开号为“CN106112993A”的发明名称为“一种交替式爬杆机器人”的发明专利中记载：“一种交替式爬杆机器人，包括两个上下并列设置的杆体夹紧机构、竖直升降机构、上端敞口的工作栏框、电气控制系统，竖直升降机构包括活动设置于工作栏框一侧的水平滑板、两根并排的竖直提升丝杆、升降驱动装置，升降驱动装置通过提升丝杆提升工作栏框，杆体夹紧机构包括与滑板相垂直的水平的横向丝杆、夹持驱动装置、导向装置、杠杆装置，夹持驱动装置驱动横向丝杆，通过杠杆装置夹紧或松开电杆。该发明能够智能化模拟人的手脚在电杆上交替攀登，通过工作栏框搭载人员和工具，在电杆上做上下运动，可跨越障碍，在电杆上可做360°水平旋转，方便电力工人在不同工位对输电线缆和设备进行安装检修作业，安全省力，提高工作效率”。

公开号为“CN102001089A”的发明名称为“一种用于电力铁塔攀爬的机器人”的发明专利中记载：“一种用于电力铁塔攀爬的机器人，主要由一对机械臂，电动缸，俯仰机构，以及可以对不同规格角钢进行夹持的机械夹持装置组成。其中，两机械臂上端通过安装轴连接，电动缸电机支座和顶杆通过销柱分别与两臂连接，电动缸伸缩驱动双臂绕其上端安装轴旋转，机械臂下端与俯仰机构旋转轴相连，可使机械臂绕旋转轴旋转，实现越障功能。俯仰机构蜗轮箱与机械手腕关节固连，使得机械臂亦可绕机械手腕关节旋转，实现转弯功能。该发明结构紧凑，多关节联动可完成越障、转弯等复杂动作，可攀爬不同结构类型的铁塔，使用范围广，并具有一定的负载能力，可以携带必要的检修设备，代替工人攀爬电力铁塔，完成相应的检修任务”。

上述现有技术均无法解决前述技术难题。

发明内容