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原文传递一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法

专利名称：	一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法
摘要：	本公开提供了一种输电杆塔攀爬机器人、系统及方法，包括框体，所述框体的两侧分别对称设置有一机械手臂，所述机械手臂的端部和框体下端各设置有一手爪；机械手臂包括至少两个可转动连接的大臂和小臂，所述大臂可转动连接框体，所述小臂可转动连接所述手爪，所述手爪包括角度可调的两个手爪部，且每个手爪部设置有电磁铁，通过改变电磁铁的通电情况，改变手爪的磁吸附力，通过控制手爪的磁吸附力，配合机械手臂与框体之间的转动、大臂和小臂之间的转动，小臂和手爪之间的转动，以及手爪部角度改变，实现所述攀爬机器人的位姿和运动控制，到达指定目标点。
专利类型：	发明专利
申请人：	全球能源互联网研究院有限公司
发明人：	门永生;卢士彬;谢峰;宋云京;冯刚;于振;许永刚;马松;朱坤双;唐诗洋;许玮;郭锐;张峰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911319439.X
公开号：	CN111017061A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	李琳
分类号：	B62D57/024;B;B62;B62D;B62D57;B62D57/024
申请人地址：	102200 北京市昌平区未来科技城滨河大道18号
主权项：	1.一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：包括框体，所述框体的两侧分别对称设置有一机械手臂，所述机械手臂的端部和框体下端各设置有一手爪；所述机械手臂包括至少两个可转动连接的大臂和小臂，所述大臂可转动连接框体，所述小臂可转动连接所述手爪；所述手爪包括角度可调的两个手爪部，且每个手爪部设置有电磁铁；所述大臂上设置有第一驱动部件，以带动大臂相对于所述框体运动；所述小臂上设置有第二驱动部件，以带动小臂相对于大臂运动，所述手爪上设置有第三驱动部件，以带动手爪的角度变化；通过控制各驱动部件的工作，改变框体两侧机械手臂的姿态，结合电磁铁的通断电控制，实现自动攀爬。 2.如权利要求1所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：以机械手臂的伸展方向为Y轴，攀爬面法线方向为X轴，Z轴垂直于Y轴和X轴，所述机械手臂和框体通过Z轴转动副连接，所述手爪和机械手臂通过Z轴转动副连接，所述大臂和小臂之间通过X轴转动副连接。 3.如权利要求1所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：所述框体包括上底板、下底板，上、下底板端部分别通过一支撑梁连接，所述支撑梁的外侧各设置有一转轴，所述转轴与所述支撑梁平行，所述转轴的端部通过轴承分别连接在所述上、下底板上，所述下底板下端设置有手爪。 4.如权利要求1所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：所述大臂包括旋转关节连接块和肘关节，所述旋转关节连接块的一侧设置有肩关节，所述肩关节通过Z轴转动副连接在所述框体上，另一侧设置有大臂主连杆和副连杆，大臂主连杆与副连杆的另一端连接在肘关节上，肩关节、肘关节、大臂主连杆和副连杆形成平行四边形结构，肩关节中的转动轴固定有推杆，推杆上端通过推杆支架可转动设置在大臂主连杆上，大臂主连杆、推杆、推杆支架、旋转关节连接块形成四边形结构，所述推杆由第一驱动部件驱动。 5.如权利要求1所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：所述小臂包括腕关节、小臂副连杆和小臂主连杆，所述小臂副连杆和小臂主连杆均与所述腕关节和大臂的肘关节连接，腕关节、肘关节、小臂副连杆和小臂主连杆形成平行四边形结构；小臂主连杆上设置有小臂推杆，所述小臂推杆的一端通过支架固定在小臂主连杆上，另一端通过固定块设置于所述肘关节上。 6.如权利要求5所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：所述腕关节包括腕关节固定底板，所述腕关节固定底板通过转动轴连接手爪连接板，所述转动轴的上端通过轴承连接固定支架，所述固定支架上设置有驱动所述转动轴转动的第二驱动部件。 7.如权利要求1所述的一种输电杆塔攀爬机器人，其特征是：所述手爪结构相同，均包括固定底板，所述固定底板连接手爪连接板，所述固定底板上设置有丝杆和丝杆滑轨，所述丝杆滑轨上活动连接有滑块，所述滑块上设置有固定块，所述固定块的下端设置有电磁铁，所述固定块的一侧设置有两块相对设置的边缘侧板，所述边缘侧板之间通过转轴连接，两个边缘侧板的下端之间呈一定角度，且随着所述边缘侧板的转动，所述角度可变，且所述边缘侧板的转动通过第三驱动部件驱动。 8.一种输电杆塔攀爬机器人系统，其特征是：包括若干权利要求1-7中任一项所述的机器人和控制中心，所述框体内设置有一控制器，所述控制器被配置为控制相应机器人的位姿和运动，所述控制中心与所述控制器通信。 9.基于权利要求1-7中任一项所述的机器人的工作方法，其特征是：机器人的各手爪贴附于高压输电塔塔身金属表面，当需要机器人改变目标点或者进行位姿改变时，使相应的机械手臂的手爪电磁铁通电，电磁铁失去磁性，控制相应的机械手臂执行抬起、转向、转动和/或落下的动作，使相应手爪前伸并下降到贴合高压输电塔塔身表面，调节手爪位姿，使电磁铁位置正对高压输电塔塔身角钢表面，使电磁铁恢复磁性而吸紧高压输电塔塔身表面，完成跨越前进和转向运动。 10.如权利要求9所述的工作方法，其特征是：若角钢过宽、过窄或偏差时，则调整手爪部之间的角度，并调整手爪部电磁铁之间的间距，使手爪电磁铁贴合高压输电塔塔身角钢表面，再恢复电磁铁断电。
所属类别：	发明专利