智能翻转式攀爬机器人1.doc

智能翻转式攀爬机器人
公布号：CN101695835A
公布日：2010.04.21
申请号：200910073108.2
申请日：2009.10.29
申请人：哈尔滨工程大学
地址：150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
发明人：史冬岩；石先杰；邓波；陆玉婷；李芳

发明名称
智能翻转式攀爬机器人
摘要
本发明提供的是一种智能翻转式攀爬机器人。组成包括躯干，安装在躯干上的两个翻转臂，安装在翻转臂上的旋转臂，安装在旋转臂上的夹紧手爪和控制器；所述的躯干包括两平行支撑杆、传动轴、上转动杆和下转动杆，支撑杆和两转动杆垂直设置且通过滚动轴承相连；翻转电机通过支撑架和躯干相连，位于躯干的两支撑杆之间；翻转电机的输出力矩通过传动装置输出带动翻转臂和躯干翻转。本发明运用翻转式攀爬方式，爬行速度快，能够在弯曲的杆状物和水平的杆状物上爬行，也能够在不同的杆状物之间进行迁移爬行；通过遥控装置和智能控制，爬行方式灵活，智能化程度高；通过压力传感器反馈回夹力使爬行更加可靠。

权利要求书
1．一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：组成包括躯干，安装在躯干上的两个翻转臂，安装在翻转臂上的旋转臂，安装在旋转臂上的夹紧手爪和控制器；所述的躯干包括两平行支撑杆、传动轴、上转动杆和下转动杆，支撑杆和两转动杆垂直设置且通过滚动轴承相
连；翻转电机通过支撑架和躯干相连，位于躯干的两支撑杆之间；翻转电机的输出力矩通过传动装置输出带动翻转臂和躯干翻转。
2．根据权利要求l所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述传动装置包括电机输出轴齿轮、换向齿轮、下转动杆齿轮、传动轴齿轮、第一带轮、第二带轮和同步齿形带，翻转电机通过联轴器与电机输出轴齿轮相连，下转动杆齿轮安装在下转动杆上，换向齿
轮通过换向齿轮支承轴安装在支撑杆上，传动轴齿轮安装在传动轴的一端，电机输出轴齿轮与换向齿轮和下转动杆齿轮啮合，换向齿轮与传动轴齿轮啮合，第一带轮安装在传动轴的另一端，第二带轮固定在上转动杆上，两带轮通过同步齿形带连接。
3．根据权利要求l或2所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述翻转臂的组成包括翻转支杆、翻转基体、后端盖、旋转电机、推力轴承和止动套；所述旋转臂的组成包括旋转基体、手爪驱动电机、丝杠、限位开关、推杆螺母和手爪转动轴；翻转支杆一端和转动杆固结，翻转支杆另一端与翻转基体固结，止动套位于翻转基体外端、由上下两件套体组成，止动套固定在翻转基体上，旋转电机位于翻转机体内，旋转电机前端有推力轴承，旋转电机输出轴位于推力轴承内，输出轴前端与旋转手臂固结，旋转基体上有导向槽，推杆螺母下端位于导向槽内，推杆螺母上端有螺纹孔与丝杠螺纹连接，限位开关位于丝杠行程末端，手爪驱动电机固定在旋转基体上，电机输出轴与丝杠通过联轴器连接。
4．根据权利要求l或2所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述夹紧手爪由爪体、压力传感器、橡胶层、光电管组成，压力传感器位于爪体内侧、与爪体粘接，橡胶层粘贴在压力传感器上，爪体后部设有光电管，最后端有导向槽，推杆螺母位于导向槽内，爪
体能够绕位于旋转基体上的手爪转动轴转动。
5．根据权利要求3所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述夹紧手爪由爪体、压力传感器、橡胶层、光电管组成，压力传感器位于爪体内侧、与爪体粘接，橡胶层粘贴在压力传感器上，爪体后部设有光电管，最后端有导向槽，推杆螺母位于导向槽内，爪体能够绕位于旋转基体上的手爪转动轴转动。
6．根据权利要求l或2所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述控制器包括控制模块和遥控模块，遥控模块包括无线发射模块和无线接收模块，控制器粘接在躯干上。
7．根据权利要求3所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述控制器包括控制模块和遥控模块，遥控模块包括无线发射模块和无线接收模块，控制器粘接在躯干上。
8．根据权利要求4所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述控制器包括控制模块和遥控模块，遥控模块包括无线发射模块和无线接收模块，控制器粘接在躯干上。
9．根据权利要求5所述的一种智能翻转式攀爬机器人，其特征是：所述控制器包括控制模块和遥控模块，遥控模块包括无线发射模块和无线接收模块，控制器粘接在躯干上。

基于TRIZ的攀爬机器人的创新设计
机器人是一种典型的机械、电子、控制结合的产物。它是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。在国内外先后出现地面爬行机器人、壁面爬行机器人和球面爬行机器人之后，管道和绳缆爬行机器人也受到了广泛重视，登上了历史舞台。现代生活中，高空作业不断增加，如路灯杆、悬索桥钢索、杆状城市建筑的清洗、油漆、喷涂料、检查、维修、电力系统架设电缆、瓷瓶清洁以及一些危险管道的检修