專利名稱：管外爬桿機器人抓緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種爬升機構(gòu)的抓緊裝置，特別涉及一種管外爬升機器人抓緊裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外提出的一些依附于桿表面上的自動爬行機構(gòu)主要有電動機械式爬行器、電動液壓式爬行器和氣動蠕動式爬行器等。電動機械式爬行器是由電動機帶動鏈輪驅(qū)動夾緊管壁的前后輪向同一方向轉(zhuǎn)動，依靠輪與管壁的摩擦力使爬升器沿管壁上升下降。氣動蠕動式爬行器由氣缸驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)夾緊和移動，其向上爬升時氣缸動作一個周期的過程為下體夾緊缸夾緊，上體夾緊缸松開，提升氣缸活塞桿伸出，上體上升；上體夾緊缸夾緊，下體夾緊缸松開，提升氣缸缸體上升，下體上升。如此反復(fù)，機構(gòu)就可以連續(xù)爬升。機器人下降時改變動作節(jié)拍循環(huán)，導向缸活塞桿一直處于伸出狀態(tài)，起氣動彈簧作用。螺旋線運動爬升機械手機構(gòu)是由輪子的安裝位置決定的，輪子滾動方向與水平面成一角度，這樣輪子轉(zhuǎn)動時它在壁面上形成的是螺旋軌跡，沿此軌跡通過電動機的正反轉(zhuǎn)該機構(gòu)可實現(xiàn)上升下降運動。電動機械式爬行器與螺旋線運動爬升機械手機構(gòu)都是以電動機帶動滾輪壓緊壁面，依靠此摩擦力帶動整個機構(gòu)沿壁面上升和下降。如果工作阻力和重力大于摩擦力該機構(gòu)就不能安全運作，且機構(gòu)組成總體較復(fù)雜。對于氣動蠕動式爬行器，其上升和下降運動的實現(xiàn)由氣壓控制，因此其設(shè)備成本較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種安全性高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且具有自鎖能力的管外爬桿機器人抓緊裝置。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括桿壁以及可固定在桿壁上的上箱體和下箱體，其特點是，上、下箱體上分別設(shè)置有上凸輪軸和下凸輪軸，上、下凸輪軸通過連桿和曲柄將上、下箱體連為一體，在上箱體內(nèi)的上凸輪軸上設(shè)置有上凸輪，在上凸輪的上下兩側(cè)還設(shè)置有可與上凸輪保持接觸的上爪臂，且鉸接于上爪臂上的上爪頭與桿壁相接觸，在下箱體內(nèi)的下凸輪軸上依次設(shè)置有凸輪和凸輪，凸輪和凸輪的兩側(cè)還設(shè)置有可同凸輪保持接觸的下爪臂以及與下爪臂鉸接的下爪頭。
本實用新型的另一特點是上、下爪臂與上、下箱體之間還設(shè)置有彈簧；上、下箱體上還設(shè)置有與桿壁相接觸的導輪。
由于本實用新型在上、下箱體內(nèi)分別設(shè)置有上、下爪頭，通過曲柄和連桿的運動帶動上、下爪頭沿桿壁移動完成上升和下降運動。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的右視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進一步詳細說明。
參見圖1、2，本發(fā)明包括桿壁15以及可固定在桿壁15上的上箱體6和下箱體16，上、下箱體6、16上還設(shè)置有與桿壁15相接觸的導輪7，上、下箱體6、16上分別設(shè)置有上凸輪軸5和下凸輪軸10，上、下凸輪軸5、10通過連桿13和曲柄14將上、下箱體6、16連為一體，曲柄14和連桿13控制上、下箱體6、16上升、下降運動及上、下箱體6、16中上、下凸輪軸5、10的運動，曲柄14由電機及減速齒輪機構(gòu)帶動。在上箱體6內(nèi)的上凸輪軸5上設(shè)置有上凸輪4，在上凸輪4的上下兩側(cè)還設(shè)置有可與上凸輪4保持接觸的上爪臂2，且與上爪臂2鉸接的上爪頭1與桿壁15相接觸，在下箱體16內(nèi)的下凸輪軸10上依次設(shè)置有凸輪11和凸輪12，凸輪11和凸輪12的兩側(cè)還設(shè)置有可同凸輪接觸的下爪臂9，且與下爪臂9鉸接的下爪頭8與桿壁15相接觸，上、下爪臂2、9與上、下箱體6、16之間還設(shè)置有彈簧3，彈簧3的作用是為上、下爪頭1、8與桿壁15的壁面有一較大預(yù)摩擦力，在與壁面發(fā)生相對運動時，使得上、下爪頭產(chǎn)生自鎖效果。
其工作原理為當本實用新型上升時，假設(shè)曲柄14順時針方向轉(zhuǎn)動，下箱體16中的凸輪11和12對下爪臂9不起作用，下爪臂9在彈簧3的作用下擺動一小角度使下爪頭8與桿壁15接觸，由于自重和上箱體6向上運動使得下箱體中下爪頭8與桿壁15的壁面有相對運動趨勢又使得下爪臂9擺過一小角度，這樣就在接觸面上產(chǎn)生了一較大正壓力，相應(yīng)也就有了一較大摩擦力，將下箱體16固定在桿壁15上，從而阻止了下滑運動。此時曲柄14帶動連桿13運動，與連桿13相連接的上箱體6的上凸輪軸5帶動與之固聯(lián)的上凸輪4轉(zhuǎn)過一個小角度將上爪臂2頂起使上爪頭1與桿壁15分離，曲柄14繼續(xù)運動使上箱體6向上移動。當移動到最大行程時，上箱體6中的上凸輪4轉(zhuǎn)動到近停段，上爪臂2回擺一角度，同理，在彈簧3作用下將上箱體6固定在桿壁15上，下箱體16中的凸輪11、12將下爪臂9頂起，下爪頭8離開桿壁15的壁面摩擦消失，隨著曲柄14和連桿13的運動將下箱體16提升。如此反復(fù)循環(huán)實現(xiàn)本實用新型的上升運動過程。
在本實用新型下降的過程中，只要將曲柄14逆時針旋轉(zhuǎn)，通過曲柄連桿、凸輪等機構(gòu)實現(xiàn)上下爪頭依次抓緊、放松動作，反復(fù)循環(huán)從而實現(xiàn)本實用新型沿桿壁15下降的運動。
權(quán)利要求1.一種管外爬桿機器人抓緊裝置，包括桿壁[15]以及可固定在桿壁[15]上的上箱體[6]和下箱體[16]，其特征在于上、下箱體[6、16]上分別設(shè)置有上凸輪軸[5]和下凸輪軸[10]，上、下凸輪軸[5、10]通過連桿[13]和曲柄[14]將上、下箱體[6、16]連為一體，在上箱體[6]內(nèi)的上凸輪軸[5]上設(shè)置有上凸輪[4]，在上凸輪[4]的上下兩側(cè)還設(shè)置有可與上凸輪[4]保持接觸的上爪臂[2]，且鉸接于上爪臂[2]上的上爪頭[3]與桿壁[15]相接觸，在下箱體[16]內(nèi)的下凸輪軸[10]上依次設(shè)置有凸輪[11]和凸輪[12]，凸輪[11]和凸輪[12]的兩側(cè)還設(shè)置有可同凸輪保持接觸的下爪臂[9]以及與下爪臂[9]鉸接的下爪頭[8]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管外爬桿機器人抓緊裝置，其特征在于所說的上、下爪臂[2、9]與上、下箱體[6、16]之間還設(shè)置有彈簧[3]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管外爬桿機器人抓緊裝置，其特征在于所說的上、下箱體[6、16]上還設(shè)置有與桿壁[15]相接觸的導輪[7]。
專利摘要一種管外爬桿機器人抓緊裝置，包括桿壁以及可固定在桿壁上的上箱體和下箱體，上、下箱體上分別設(shè)置有上、下凸輪軸，上、下凸輪軸通過連桿和曲柄將上、下箱體連為一體，在上箱體內(nèi)的上凸輪軸上設(shè)置有上凸輪，在上凸輪的上下兩側(cè)還設(shè)置有可與上凸輪保持接觸的上爪臂和與桿壁相接觸的上爪頭，在下箱體內(nèi)的下凸輪軸上依次設(shè)置有凸輪，凸輪的兩側(cè)還設(shè)置有可同凸輪保持接觸的下爪臂和與桿壁相接觸的下爪頭。本實用新型通過曲柄的轉(zhuǎn)動和連桿平面運動來帶動上、下爪頭沿桿壁移動完成上升和下降運動。
文檔編號B62D57/024GK2717788SQ200420041989
公開日2005年8月17日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者王軍, 任工昌, 鄭甲紅, 陳嬋娟, 孫微庭, 黃甫國, 張剛, 朱俊, 王文俠 申請人:陜西科技大學