攀爬机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，升降机构驱动两攀爬单元交替沿被攀爬物移动而实现攀爬机器人的攀爬；还包括使支座的支撑面俯仰角度可调的斜支撑杆。本发明专利技术的攀爬机器人通过环状攀爬单元设计获得较强的负重能力，可以携带人员和设备进行攀爬树木，方便科研人员对树木的生长状态进行研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够在树干、灯杆等杆状物体上攀爬的机器人。
技术介绍
目前，国内外已经有很多设计成型的应用于杆状物体的攀爬机器人，其中，有些机器人采用蠕动的形式来实现爬杆动作，这种机器人爬行速度低且无法负重攀爬；有些爬树机器人用其钩状臂卡入树皮，进而达到向上攀爬的目的，这种机器人对树木表面有一定破坏作用，而影响木材的商业价值。因此，提供一种结构简单、控制方便，攀爬过程中不但可以负重而且不会损伤被攀爬物表面的攀爬机器人，成为人们的现实需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑、能够在杆状物体上负重攀爬的攀爬机器人。本专利技术技术方案如下：一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆，其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。进一步，所述支撑面由两个平行设置的长支撑杆构成；所述长支撑杆的伸出端与所述斜支撑杆的一端铰接，固定端设置有螺纹，通过螺母固定在支座的安装板上。进一步，所述斜支撑杆由两根螺杆和一螺纹套筒组成，旋转所述螺纹套筒可以调节斜支撑杆的长度进一步，所述压盘面对被攀爬物一侧盘面上还设置有触觉传感器，该触觉传感器在压盘顶压到被攀爬物后触发，由此使该压盘所在的所述夹紧螺杆暂停运动，直至所有夹紧螺杆上的压盘全部顶压到被攀爬物后，所有夹紧螺杆再同时向被攀爬物运动。进一步，所述机架上还设置有用于控制所述夹紧螺杆向远离被攀爬物方向运动时的远止点位置的限位开关。进一步，所述夹紧机构的数量为4个，该4个夹紧机构环绕所述通道周向均布。进一步，所述夹紧机构安装在所述机架上与所述通道垂直的同一支撑面上。进一步，所述机架为圆环状，并且，该圆环状机架由若干部分沿周向拼接而成。进一步，所述夹紧螺杆与所述压盘相对一端设置有一套筒，该套筒一端带有螺纹孔并通过该螺纹孔与夹紧螺杆端头螺接固定，套筒另一端带有导向孔，该导向孔直径小于套筒内腔直径，压盘面对夹紧螺杆一侧表面上固定有一销轴，该销轴自由端带有径向凸台，所述销轴插装在套筒中，销轴轴身与套筒一端的导向孔滑动配合，销轴上的凸台位于套筒内腔中，所述压簧插装在套筒中并被夹持在套筒筒底与销轴端面之间。本专利技术攀爬机器人安装方便，具有较强的负重能力，可以携带人员和设备攀爬树木，攀爬过程中通过压盘降低对树木的损害，适用于科研人员对树木的生长状态进行研究。附图说明图1为本专利技术攀爬机器人结构示意图；图2为攀爬单元俯视图；图3为攀爬单元的机架的分解示意图；图4为夹紧机构的分解示意图；图5为压力控制单元的结构示意图；图6为压力控制单元的结构示意图；图7为触觉传感器的结构示意图；图8为触觉传感器的结构示意图；图9为升降机构的支座的结构示意图；图10为升降机构的结构示意图；图11为本专利技术攀爬机器人上设置有承重平台时的结构示意图；图12为适配承重平台的机架的结构示意图；图13为承重平台的结构示意图。图中：1、被攀爬物；2、攀爬单元；3、升降机构；3-1、螺杆式起重机；3-2、电机；工3-3、升降螺杆；3-4、安装板；3-5、安装板；3-6、万向联轴节； 3-7、安装板；3-7.1、安装孔；4、机架；圈4-1、梁；4-2、圈梁；立4-3、柱；4-4、支撑座板；4-4.1、长槽；4-4.2、安装孔；4-4.3、安装孔；4-4.4、通孔；4-5、芯管接头；4-6、环形滑道；4-7、立柱;5、夹紧机构；5-1、螺杆式起重机；5-2、电机；5-3、安装板；5-4、安装板；5-5、夹紧螺杆；5-6、压盘； 5-7、套筒组件；5-7.1、套筒底；5-7.2、套筒筒体；5-7.3、套筒帽；5-8、压簧；5-7.4、销轴；5-7.5、连接弹簧；5-9、光电限位开关；5-10、压盘垫；6、通道；7、支座；7-1、安装板；7-2、安装板；7-3、长支撑杆；7-3.1安装孔；7-4、短支撑杆；7-5、斜支撑杆；7-6、安装孔； 8、位移传感器；9、承重平台；9-1、圈梁；9-2、圈梁；9-3、圈梁；9-4、横撑；9-5、立柱；9-6、斜撑；9-7、外齿圈；9-8、立柱；9-9、滚轮；5-11、触觉传感器；5-11.1、容置腔；5-11.2、保护环；5-11.3、安装板。具体实施方式下面利用实施例对本专利技术进行更全面的说明。本专利技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图1所示，本实施例中的攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元2和设置在两攀爬单元2之间的若干个升降机构3，升降机构3驱动两攀爬单元2交替沿被攀爬物1移动而实现攀爬机器人的攀爬。攀爬单元2带有机架4，机架上设置有供被攀爬物1穿过的通道6和环绕通道6排列的若干个夹紧机构5，夹紧机构5由螺杆式起重机5-1及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；其特征在于，夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。

【技术特征摘要】
1.一种攀爬机器人，包括上下配置的两个攀爬单元和设置在两攀爬单元之间的若干个升降机构，所述攀爬单元带有机架，机架上设置有供被攀爬物穿过的通道和环绕通道排列的若干个夹紧机构，所述夹紧机构由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为夹紧螺杆通过沿轴向移动实现对被攀爬物的夹紧或松脱；其特征在于，夹紧螺杆面对被攀爬物一端设置有压簧、压盘，夹紧螺杆经压簧将夹紧力传递给压盘，并且，压盘能够相对夹紧螺杆移动并随之改变压簧的压缩程度、改变所施加夹紧力，压盘或夹紧螺杆上还设置有用于设定压簧被压缩程度的限位开关；所述升降机构同样由螺杆式起重机及其驱动电机构成，螺杆式起重机的工作螺杆作为升降螺杆其上端或下端与其中一个攀爬单元的机架相连，螺杆式起重机的本体则与另一攀爬单元的机架相连，升降螺杆通过沿轴向移动将两攀爬单元相互拉近或使二者相互远离，升降机构上或攀爬单元上设置有用于调节两攀爬单元相互接近和相互远离距离的限位开关；所述螺杆式起重机本体与其工作螺杆的上端或下端分别与所述两攀爬单元的机架上设置的支座相连，该支座设置有长度可调的斜支撑杆；所述支座的支撑面通过所述斜支撑杆实现俯仰角度可调。
2.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述支撑面由两个平行设置的长支撑杆构成；所述长支撑杆的伸出端与所述斜支撑杆的一端铰接，固定端设置有螺纹，通过螺母固定在支座的安装板上。
3.如权利要求1所述的攀爬机器人，其特征在于，所述斜支...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉成，葛浙东，鲁守银，侯晓鹏，李早芳，张星梅，徐佳鹤，戚雨涵，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业新技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11