一種攀爬機器人的製作方法

2023-12-09 20:55:26 4

本發明涉及機器人領域，具體的說是一種攀爬機器人。

背景技術：

眾所周知，在學校、公園和一些大型展覽館，常常設有一些路燈或者燈柱，以達到較好的觀賞效果，這些燈柱與普通路燈不同，其結構通常為圓柱形，周身發亮。這些在使用一段時間後表面會留有灰塵，影響其觀賞效果，因為燈柱較高，人工擦洗起來十分不方便。

目前存在一些路燈裝置，但是對燈柱的清洗裝置應用較少，對於燈柱的清洗裝置主要問題在於如何實現裝置自動攀爬，因為燈柱的形狀為圓形，且燈柱的製作材料使得其本身強度一般不高，難以承受大強度的擠壓，這對攀爬機構的設計帶來難度，除此之外對於一些較高的路燈，也需要一些一些自動裝置來實現清洗。本發明提供一種攀爬機器人，可以對燈柱表面進行清洗，通過三個履帶式的裝置來實現對燈柱的攀爬，以傳動鏈條帶動皮帶代替履帶來減小對燈柱表面的破壞，防止燈柱表面受擠壓過大造成破碎，設計了調節架和彈簧來調節攀爬機構和燈柱間的壓力，並且通過調節，可以使攀爬機構適應不同直徑大小燈柱的攀爬，而且該裝置可以對一些路燈表面進行一定的清潔。

技術實現要素：

針對現有工作人員在積極解決上述問題，但是尚未取得有效的改善，本發明提供一種攀爬機器人，可以對燈柱表面進行清洗，通過三個履帶式的裝置來實現對燈柱的攀爬，以傳動鏈條帶動皮帶代替履帶來減小對燈柱表面的破壞，防止燈柱表面受擠壓過大造成破碎，設計了調節架和彈簧來調節攀爬機構和燈柱間的壓力，並且通過調節，可以使攀爬機構適應不同直徑大小燈柱的攀爬。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種攀爬機器人，包括固定機構、攀爬機構、清潔裝置和燈柱。

所述的固定機構上設有一號固定架、二號固定架、三號固定架、四號固定架和固定臂；所述的一號固定架形狀為圓盤形，一號固定架由兩個半環組成，一號固定架上設有一號連接塊和一號連接槽，在一號連接塊和一號連接槽之間安裝連接螺絲，通過調節連接螺絲，使得一號連接塊和一號連接槽既可以固定到一起，又可以分開，這樣設計的原因是，使得一號固定架可以實現打開和閉合的功能，以此實現將固定機構安裝到燈柱上；所述的四號固定架截面形狀為圓環形，四號固定架由兩個半圓環組成四號固定架安裝在三號固定架上，四號固定架上設有二號連接塊和二號連接槽；所述的二號固定架安裝在固定臂上，二號固定架的安裝位置在一號固定架和三號固定架之間，二號固定架與四號固定架結構完全相同；所述的三號固定架和一號固定架同軸心安裝，三號固定架的結構與一號固定架完全相同，三號固定架和一號固定架之間通過固定臂連接；固定機構主要起支撐和固定的作用。四個固定架的主要作用是用來固定攀爬機構，同時實現將固定機構安裝到燈柱上的功能，其實現原理與一號固定架相同。固定臂安裝在固定架上，其一方面將四個固定架連接到一起，使四個固定架具有一定的穩定性，另一方面作用主要為將攀爬機構安裝到固定臂上。

所述的攀爬機構安裝在固定臂上，攀爬機構上設有支架、運動機構、調節架、一號固定軸和調節機構；所述的支架安裝在固定臂上，支架上設有二號安裝孔、三號安裝孔和一號移動槽；所述的二號安裝孔的直徑與一號安裝孔相同；所述的三號安裝孔的數量為兩個；所述的一號移動槽設置在支架的側面，一號移動槽的數量為六個；一號移動槽的作用是讓一號固定軸可以在其內進行滑動。

所述的運動機構安裝在一號固定軸上，運動機構上設有運動帶、傳動鏈、一號齒輪、二號齒輪、三號齒輪、控制箱和安裝架；所述的運動帶材質為橡膠皮帶，運動帶安裝固定在傳動鏈上；所述的傳動鏈安裝在一號齒輪上，傳動鏈的數量為兩條；所述的一號齒輪安裝在一號固定軸上，一號齒輪的數量為四個，其分別安裝在安裝架的兩端；所述的二號齒輪分別與一號齒輪和三號齒輪相嚙合，二號齒輪內安裝有二號固定軸；所述的二號固定軸連接在安裝架上；所述的安裝架安裝在一號固定軸上，安裝架上設有一號槽、二號槽、二號移動槽、三號槽、四號安裝孔、一號彈簧和三號固定軸；所述的二號槽為矩形槽；所述的三號槽為圓形槽，三號槽的數量為四個；所述的四號安裝孔的數量為兩個；所述的三號齒輪安裝在三號固定軸上；所述的控制箱內安裝有電機，電機與三號齒輪相連接；控制箱內設有控制開關和、集成電路板以及光信號接受裝置，可以通過遙控器進行遠程控制；該運動機構的工作過程，電機帶動三號齒輪轉動，三號齒輪帶動二號齒輪運動，二號齒輪帶動一號齒輪轉動，一號齒輪帶動傳動鏈運動，傳動鏈帶動運動帶，運動帶與燈柱直接接觸，通過靜摩擦作用，使得運動機構能夠攀爬燈柱。

所述的調節架安裝在一號固定軸上，調節架下端安裝在三號安裝孔內，調節架的數量為兩個，其分別安裝在安裝架的兩側，調節架上安裝有調節螺絲和二號彈簧；所述的二號彈簧安裝在調節架下端，二號彈簧一端與支架相連接，其另一端與調節架上部相連接；調節架的作用是用來調節一號固定軸在一號移動槽的位置，在調節架的下端設有二號彈簧，利用彈簧的伸縮性，使得一號固定軸在一號移動槽可以滑動，從而調節運動機構的位置，使得攀爬機構能夠適應不同直徑的燈柱，通過旋轉調節螺絲能夠調節二號彈簧的大小，使攀爬機構能夠在燈柱上正常攀爬。

所述的調節機構安裝在二號槽內，調節機構上設有活動架、活動臂、限位片、轉動架、五號安裝孔和六號安裝孔；所述的活動架安裝在二號槽內；所述的活動臂截面形狀為圓形，活動臂安裝在二號移動槽內；所述的五號安裝孔設置在活動架的側面；所述的限位片的數量為六個；所述的轉動架安裝在五號安裝孔內，轉動架安裝在限位片之間，轉動架的數量為三個，轉動架上設有一號滾筒、連接端；所述的一號滾筒安裝在連接端上；所述的連接端安裝在五號安裝孔內；所述的一號彈簧上部分安裝在六號安裝孔內；調節機構的作用主要是使運動帶與安裝架之間減小磨損，在攀爬燈柱時，運動帶與一號滾筒相接觸，一號滾筒轉動發生滾動摩擦，利用彈簧一號彈簧的伸縮性，使得調節機構在二號移動槽內可以進行一定的位置變動，這樣既可以保證一號滾筒與運動帶之間始終有一點的壓力，防止運動帶與燈柱接觸打滑，同時也不會因為壓力過大而使燈柱受到破壞。

所述的清潔裝置安裝在固定機構上，清潔裝置上設有固定蓋、二號電機、一號轉輪、二號轉盤和清潔盤；所述的固定蓋安裝在四號固定架上，固定蓋上設有七號安裝孔和四號槽；所述的一號轉輪與二號電機相連接；所述的一號轉輪和二號轉盤相接觸；所述的二號轉盤下端安裝在四號槽內，二號轉盤由兩個相同半圓盤組裝而成，這樣是考慮安裝方便；所述的清潔盤安裝在二號轉盤上，清潔盤由兩個相同的半圓盤組裝而成，清潔盤內表面設有清潔毛巾，二號電機帶動一號轉輪轉動，一號轉輪帶動二號轉盤轉動，清潔盤跟隨二號轉盤轉動，利用清潔盤內表面的清潔毛巾與燈柱或者路燈表面摩擦達到清潔的目的，。所述的燈柱與攀爬機構相接觸。

優選的，所述的固定臂數量為三個，固定臂一側固定在三號固定架和一號固定架上，固定臂另一側與攀爬機構相連接，固定臂上設有三個一號安裝孔，固定臂作用是用來連接固定架，其上的三個一號安裝孔，可以用來調節攀爬機構的的安裝位置，使整個裝置平衡性更好。

優選的，所述的一號槽的截面形狀為月牙形凹槽，這樣的設計是考慮運動帶與燈柱接觸時受擠壓，運動帶會沿著一號槽的形狀發生一定的內凹，燈柱的接觸面是外凸的，這樣使得運動帶與燈柱的接觸面更大，可以防止打滑。

優選的，所述的一號彈簧安裝在三號槽內，一號彈簧與調節機構相接觸，一號彈簧的彈力作用於調節機構，使其能夠在二號移動槽內進行一定的位置變動，防止接觸壓力過大造成燈柱破壞。

優選的，所述的二號移動槽設置在二號槽的側面，二號移動槽的數量為六個，二號移動槽的截面形狀為鍵槽形，作用是使調節機構能夠進行一定的位置變動。

優選的，所述的一號滾筒表面設有弧度，這樣是為了讓運動帶與燈柱的接觸面增大。

優選的，所述的固定蓋的形狀為馬蹄形，固定蓋的數量為兩個，這樣是方便安裝到燈柱上。

本發明的有益效果是：本發明提供一種攀爬機器人，可以對燈柱表面進行清洗，通過三個履帶式的裝置來實現對燈柱的攀爬，以傳動鏈條帶動皮帶運動代替履帶來減小對燈柱表面的破壞，防止燈柱表面受擠壓過大造成破碎，設計了調節架和彈簧來調節攀爬機構和燈柱間的壓力，並且通過調節，可以使攀爬機構適應不同直徑大小燈柱的攀爬，通過一號槽的設計，使皮帶在運動時能夠形成凹面，與燈柱接觸效果更好，有效防止打滑，而且該裝置可以對一些較高的路燈表面進行一定的清潔。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的正視圖；

圖3是本發明的安裝結構示意圖；

圖4是本發明的側視圖；

圖5、圖6是本發明的攀爬機構的結構示意圖；

圖7是本發明攀爬機構的正視圖；

圖8是本發明圖7的a-a面剖視圖；

圖9是本發明攀爬機構的側視圖；

圖10是本發明攀爬機構的後視圖；

圖11是本發明攀爬機構無支架的安裝示意圖；

圖12、圖13是本發明運動機構的結構示意圖；

圖14是本發明的運動機構的正視圖；

圖15是本發明圖14的b-b面剖視圖；

圖16是本發明圖14的c-c面的剖視圖；

圖17、圖18是本發明調節機構的結構示意圖；

圖19、圖20是本發明轉動架的結構示意圖；

圖21、圖22是本發明的清潔裝置的結構示意圖；

圖23是本發明22的d-d面的剖視圖；

圖中：固定機構(1)、攀爬機構(2)、清潔裝置(3)、燈柱(4)、一號固定架(11)、二號固定架(12)、三號固定架(13)、四號固定架(14)、固定臂(15)、支架(21)、運動機構(22)、調節架(23)、一號固定軸(24)、調節機構(25)、固定蓋(31)、二號電機(32)、一號轉輪(33)、二號轉盤(34)、清潔盤(35)、一號連接塊(111)、一號連接槽(112)、二號連接塊(141)、二號連接槽(142)、二號安裝孔(211)、三號安裝孔(212)、一號移動槽(213)、運動帶(221)、傳動鏈(222)、一號齒輪(223)、二號齒輪(224)、三號齒輪(225)、控制箱(226)、安裝架(227)、調節螺絲(231)、二號彈簧(232)、活動架(251)、活動臂(252)、限位片(253)、轉動架(254)、五號安裝孔(255)、六號安裝孔(256)、七號安裝孔(311)、四號槽(312)、一號槽(2271)、二號槽(2272)、二號移動槽(2273)、三號槽(2274)、四號安裝孔(2275)、一號彈簧(2276)、三號固定軸(2277)、一號滾筒(2541)、連接端(2542)。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種攀爬機器人，包括固定機構1、攀爬機構2、清潔裝置3和燈柱4。

如圖1、圖3、圖6、圖7、圖8所示，所述的固定機構1上設有一號固定架11、二號固定架12、三號固定架13、四號固定架14和固定臂15；所述的一號固定架11形狀為圓盤形，一號固定架11由兩個半環組成，一號固定架11上設有一號連接塊111和一號連接槽112，在一號連接塊111和一號連接槽112之間安裝連接螺絲，通過調節連接螺絲，使得一號連接塊111和一號連接槽112既可以固定到一起，又可以分開，這樣設計的原因是，使得一號固定架11可以實現打開和閉合的功能，以此實現將固定機構1安裝到燈柱上；所述的四號固定架14截面形狀為圓環形，四號固定架14由兩個半圓環組成四號固定架14安裝在三號固定架13上，四號固定架14上設有二號連接塊141和二號連接槽142；所述的二號固定架12安裝在固定臂15上，二號固定架12的安裝位置在一號固定架11和三號固定架13之間，二號固定架12與四號固定架14結構完全相同；所述的三號固定架13和一號固定架11同軸心安裝，三號固定架13的結構與一號固定架11完全相同，三號固定架13和一號固定架11之間通過固定臂15連接；固定機構1主要起支撐和固定的作用。四個固定架的主要作用是用來固定攀爬機構，同時實現將固定機構1安裝到燈柱上的功能，其實現原理與一號固定架11相同。固定臂15安裝在固定架上，其一方面將四個固定架連接到一起，使四個固定架具有一定的穩定性，另一方面作用主要為將攀爬機構安裝到固定臂15上。所述的固定臂15數量為三個，固定臂15一側固定在三號固定架和一號固定架上，固定臂15另一側與攀爬機構相連接，固定臂15上設有三個一號安裝孔，固定臂15作用是用來連接固定架，其上的三個一號安裝孔，可以用來調節攀爬機構的的安裝位置，使整個裝置平衡性更好。

如圖1、圖7、圖9、圖11、圖13所示，所述的攀爬機構2安裝在固定臂15上，攀爬機構2上設有支架21、運動機構22、調節架23、一號固定軸24和調節機構25；所述的支架21安裝在固定臂15上，支架21上設有二號安裝孔211、三號安裝孔212和一號移動槽213；所述的二號安裝孔211的直徑與一號安裝孔151相同；所述的三號安裝孔212的數量為兩個；所述的一號移動槽213設置在支架21的側面，一號移動槽213的數量為六個；一號移動槽213的作用是讓一號固定軸24可以在其內進行滑動，一號槽213的截面形狀為月牙形凹槽，這樣的設計是考慮運動帶與燈柱接觸時受擠壓，運動帶會沿著一號槽的形狀發生一定的內凹，燈柱的接觸面是外凸的，這樣使得運動帶與燈柱的接觸面更大，可以防止打滑。

如圖1、圖4、圖8、圖12、圖14、圖17、圖19所示，所述的運動機構22安裝在一號固定軸24上，運動機構22上設有運動帶221、傳動鏈222、一號齒輪223、二號齒輪224、三號齒輪225、控制箱226和安裝架227；所述的運動帶221材質為橡膠皮帶，運動帶221安裝固定在傳動鏈222上；所述的傳動鏈222安裝在一號齒輪223上，傳動鏈222的數量為兩條；所述的一號齒輪223安裝在一號固定軸24上，一號齒輪223的數量為四個，其分別安裝在安裝架227的兩端；所述的二號齒輪224分別與一號齒輪223和三號齒輪225相嚙合，二號齒輪224內安裝有二號固定軸2241；所述的二號固定軸2241連接在安裝架227上；所述的安裝架227安裝在一號固定軸24上，安裝架227上設有一號槽2271、二號槽2272、二號移動槽2273、三號槽2274、四號安裝孔2275、一號彈簧2276和三號固定軸2277；所述的二號槽2272為矩形槽；所述的三號槽2274為圓形槽，三號槽2274的數量為四個；所述的四號安裝孔2275的數量為兩個；所述的三號齒輪225安裝在三號固定軸2277上；所述的控制箱226內安裝有電機，電機與三號齒輪225相連接；控制箱226內設有控制開關和、集成電路板以及光信號接受裝置，可以通過遙控器進行遠程控制；該運動機構的工作過程，電機帶動三號齒輪225轉動，三號齒輪225帶動二號齒輪224運動，二號齒輪224帶動一號齒輪223轉動，一號齒輪223帶動傳動鏈222運動，傳動鏈222帶動運動帶221，運動帶221與燈柱4直接接觸，通過靜摩擦作用，使得運動機構22能夠攀爬燈柱。所述的一號彈簧2276安裝在三號槽2274內，一號彈簧2276與調節機構25相接觸，一號彈簧2276的彈力作用於調節機構25，使其能夠在二號移動槽2273內進行一定的位置變動，防止接觸壓力過大造成燈柱破壞。所述的二號移動槽2273設置在二號槽的側面，二號移動槽2273的數量為六個，二號移動槽2273的截面形狀為鍵槽形，作用是使調節機構25能夠進行一定的位置變動。

如圖1、圖3、圖6、圖10、圖14、圖17所示，所述的調節架23安裝在一號固定軸24上，調節架23下端安裝在三號安裝孔212內，調節架23的數量為兩個，其分別安裝在安裝架227的兩側，調節架23上安裝有調節螺絲231和二號彈簧232；所述的二號彈簧232安裝在調節架23下端，二號彈簧232一端與支架21相連接，其另一端與調節架23上部相連接；調節架23的作用是用來調節一號固定軸24在一號移動槽213的位置，在調節架23的下端設有二號彈簧232，利用彈簧的伸縮性，使得一號固定軸24在一號移動槽213可以滑動，從而調節運動機構22的位置，使得攀爬機構2能夠適應不同直徑的燈柱，通過旋轉調節螺絲231能夠調節二號彈簧232的大小，使攀爬機構2能夠在燈柱上正常攀爬。

如圖1、圖3、圖10、圖14、圖18、圖20、圖23所示，所述的調節機構25安裝在二號槽2272內，調節機構25上設有活動架251、活動臂252、限位片253、轉動架254、五號安裝孔255和六號安裝孔256；所述的活動架251安裝在二號槽2272內；所述的活動臂252截面形狀為圓形，活動臂252安裝在二號移動槽2273內；所述的五號安裝孔255設置在活動架251的側面；所述的限位片253的數量為六個；所述的轉動架254安裝在五號安裝孔255內，轉動架254安裝在限位片253之間，轉動架254的數量為三個，轉動架254上設有一號滾筒2541、連接端2542；所述的一號滾筒2541安裝在連接端2542上；所述的連接端2542安裝在五號安裝孔255內；所述的一號彈簧2276上部分安裝在六號安裝孔256內；調節機構25的作用主要是使運動帶221與安裝架227之間減小磨損，在攀爬燈柱時，運動帶221與一號滾筒2541相接觸，一號滾筒2541轉動發生滾動摩擦，利用彈簧一號彈簧2276的伸縮性，使得調節機構25在二號移動槽2273內可以進行一定的位置變動，這樣既可以保證一號滾筒2541與運動帶221之間始終有一點的壓力，防止運動帶221與燈柱接觸打滑，同時也不會因為壓力過大而使燈柱受到破壞。所述的一號滾筒2541表面設有弧度，這樣是為了讓運動帶與燈柱的接觸面增大。

如圖1、圖3、圖6、圖20、圖21、圖23所示，所述的清潔裝置3安裝在固定機構1上，清潔裝置3上設有固定蓋31、二號電機32、一號轉輪33、二號轉盤34和清潔盤35；所述的固定蓋31安裝在四號固定架14上，固定蓋31上設有七號安裝孔311和四號槽312；所述的一號轉輪33與二號電機32相連接；所述的一號轉輪33和二號轉盤34相接觸；所述的二號轉盤34下端安裝在四號槽312內，二號轉盤34由兩個相同半圓盤組裝而成，這樣是考慮安裝方便；所述的清潔盤35安裝在二號轉盤34上，清潔盤35由兩個相同的半圓盤組裝而成，清潔盤35內表面設有清潔毛巾，二號電機32帶動一號轉輪33轉動，一號轉輪33帶動二號轉盤34轉動，清潔盤35跟隨二號轉盤34轉動，利用清潔盤35內表面的清潔毛巾與燈柱或者路燈表面摩擦達到清潔的目的。所述的燈柱4與攀爬機構2相接觸。所述的固定蓋31的形狀為馬蹄形，固定蓋31的數量為兩個，這樣是方便安裝到燈柱上

本實施例的一種攀爬機器人在使用時，首先打開固定架，將裝置的三個攀爬機構2的運動帶221與燈柱4相接觸，然後將固定架閉合；然後打開固定蓋31，將清潔裝置3安裝到燈柱上，其次將清潔裝置3安裝到四號固定架14上；啟動電機，電機帶動三號齒輪225轉動，三號齒輪225帶動二號齒輪224運動，二號齒輪224帶動一號齒輪223轉動，一號齒輪223帶動傳動鏈222運動，傳動鏈222帶動運動帶221，運動帶221與燈柱4直接接觸，通過靜摩擦作用，使得運動機構22燈柱上攀升，清潔裝置3在攀爬機構2攀爬燈柱的運動中對燈柱表面進行清潔，二號電機32帶動一號轉輪32轉動，一號轉輪32帶動二號轉盤33轉動，清潔盤33跟隨二號轉盤33轉動，利用清潔盤33內表面的清潔毛巾與燈柱或者路燈表面摩擦達到清潔的目的。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施方式和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發明要求保護的範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。