专利名称：管外爬杆机器人抓紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种爬升机构的抓紧装置，特别涉及一种管外爬升机器人抓紧装置。
背景技术：
目前，国内外提出的一些依附于杆表面上的自动爬行机构主要有电动机械式爬行器、电动液压式爬行器和气动蠕动式爬行器等。电动机械式爬行器是由电动机带动链轮驱动夹紧管壁的前后轮向同一方向转动，依靠轮与管壁的摩擦力使爬升器沿管壁上升下降。气动蠕动式爬行器由气缸驱动机构实现夹紧和移动，其向上爬升时气缸动作一个周期的过程为下体夹紧缸夹紧，上体夹紧缸松开，提升气缸活塞杆伸出，上体上升；上体夹紧缸夹紧，下体夹紧缸松开，提升气缸缸体上升，下体上升。如此反复，机构就可以连续爬升。机器人下降时改变动作节拍循环，导向缸活塞杆一直处于伸出状态，起气动弹簧作用。螺旋线运动爬升机械手机构是由轮子的安装位置决定的，轮子滚动方向与水平面成一角度，这样轮子转动时它在壁面上形成的是螺旋轨迹，沿此轨迹通过电动机的正反转该机构可实现上升下降运动。电动机械式爬行器与螺旋线运动爬升机械手机构都是以电动机带动滚轮压紧壁面，依靠此摩擦力带动整个机构沿壁面上升和下降。如果工作阻力和重力大于摩擦力该机构就不能安全运作，且机构组成总体较复杂。对于气动蠕动式爬行器，其上升和下降运动的实现由气压控制，因此其设备成本较高、结构复杂。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安全性高、结构简单、成本低廉且具有自锁能力的管外爬杆机器人抓紧装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括杆壁以及可固定在杆壁上的上箱体和下箱体，其特点是，上、下箱体上分别设置有上凸轮轴和下凸轮轴，上、下凸轮轴通过连杆和曲柄将上、下箱体连为一体，在上箱体内的上凸轮轴上设置有上凸轮，在上凸轮的上下两侧还设置有可与上凸轮保持接触的上爪臂，且铰接于上爪臂上的上爪头与杆壁相接触，在下箱体内的下凸轮轴上依次设置有凸轮和凸轮，凸轮和凸轮的两侧还设置有可同凸轮保持接触的下爪臂以及与下爪臂铰接的下爪头。
本实用新型的另一特点是上、下爪臂与上、下箱体之间还设置有弹簧；上、下箱体上还设置有与杆壁相接触的导轮。
由于本实用新型在上、下箱体内分别设置有上、下爪头，通过曲柄和连杆的运动带动上、下爪头沿杆壁移动完成上升和下降运动。
图1是本实用新型的整体结构示意图；图2是图1的右视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1、2，本发明包括杆壁15以及可固定在杆壁15上的上箱体6和下箱体16，上、下箱体6、16上还设置有与杆壁15相接触的导轮7，上、下箱体6、16上分别设置有上凸轮轴5和下凸轮轴10，上、下凸轮轴5、10通过连杆13和曲柄14将上、下箱体6、16连为一体，曲柄14和连杆13控制上、下箱体6、16上升、下降运动及上、下箱体6、16中上、下凸轮轴5、10的运动，曲柄14由电机及减速齿轮机构带动。在上箱体6内的上凸轮轴5上设置有上凸轮4，在上凸轮4的上下两侧还设置有可与上凸轮4保持接触的上爪臂2，且与上爪臂2铰接的上爪头1与杆壁15相接触，在下箱体16内的下凸轮轴10上依次设置有凸轮11和凸轮12，凸轮11和凸轮12的两侧还设置有可同凸轮接触的下爪臂9，且与下爪臂9铰接的下爪头8与杆壁15相接触，上、下爪臂2、9与上、下箱体6、16之间还设置有弹簧3，弹簧3的作用是为上、下爪头1、8与杆壁15的壁面有一较大预摩擦力，在与壁面发生相对运动时，使得上、下爪头产生自锁效果。
其工作原理为当本实用新型上升时，假设曲柄14顺时针方向转动，下箱体16中的凸轮11和12对下爪臂9不起作用，下爪臂9在弹簧3的作用下摆动一小角度使下爪头8与杆壁15接触，由于自重和上箱体6向上运动使得下箱体中下爪头8与杆壁15的壁面有相对运动趋势又使得下爪臂9摆过一小角度，这样就在接触面上产生了一较大正压力，相应也就有了一较大摩擦力，将下箱体16固定在杆壁15上，从而阻止了下滑运动。此时曲柄14带动连杆13运动，与连杆13相连接的上箱体6的上凸轮轴5带动与之固联的上凸轮4转过一个小角度将上爪臂2顶起使上爪头1与杆壁15分离，曲柄14继续运动使上箱体6向上移动。当移动到最大行程时，上箱体6中的上凸轮4转动到近停段，上爪臂2回摆一角度，同理，在弹簧3作用下将上箱体6固定在杆壁15上，下箱体16中的凸轮11、12将下爪臂9顶起，下爪头8离开杆壁15的壁面摩擦消失，随着曲柄14和连杆13的运动将下箱体16提升。如此反复循环实现本实用新型的上升运动过程。
在本实用新型下降的过程中，只要将曲柄14逆时针旋转，通过曲柄连杆、凸轮等机构实现上下爪头依次抓紧、放松动作，反复循环从而实现本实用新型沿杆壁15下降的运动。
权利要求1.一种管外爬杆机器人抓紧装置，包括杆壁[15]以及可固定在杆壁[15]上的上箱体[6]和下箱体[16]，其特征在于上、下箱体[6、16]上分别设置有上凸轮轴[5]和下凸轮轴[10]，上、下凸轮轴[5、10]通过连杆[13]和曲柄[14]将上、下箱体[6、16]连为一体，在上箱体[6]内的上凸轮轴[5]上设置有上凸轮[4]，在上凸轮[4]的上下两侧还设置有可与上凸轮[4]保持接触的上爪臂[2]，且铰接于上爪臂[2]上的上爪头[3]与杆壁[15]相接触，在下箱体[16]内的下凸轮轴[10]上依次设置有凸轮[11]和凸轮[12]，凸轮[11]和凸轮[12]的两侧还设置有可同凸轮保持接触的下爪臂[9]以及与下爪臂[9]铰接的下爪头[8]。
2.根据权利要求1所述的管外爬杆机器人抓紧装置，其特征在于所说的上、下爪臂[2、9]与上、下箱体[6、16]之间还设置有弹簧[3]。
3.根据权利要求1所述的管外爬杆机器人抓紧装置，其特征在于所说的上、下箱体[6、16]上还设置有与杆壁[15]相接触的导轮[7]。
专利摘要一种管外爬杆机器人抓紧装置，包括杆壁以及可固定在杆壁上的上箱体和下箱体，上、下箱体上分别设置有上、下凸轮轴，上、下凸轮轴通过连杆和曲柄将上、下箱体连为一体，在上箱体内的上凸轮轴上设置有上凸轮，在上凸轮的上下两侧还设置有可与上凸轮保持接触的上爪臂和与杆壁相接触的上爪头，在下箱体内的下凸轮轴上依次设置有凸轮，凸轮的两侧还设置有可同凸轮保持接触的下爪臂和与杆壁相接触的下爪头。本实用新型通过曲柄的转动和连杆平面运动来带动上、下爪头沿杆壁移动完成上升和下降运动。
文档编号B62D57/024GK2717788SQ200420041989
公开日2005年8月17日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者王军, 任工昌, 郑甲红, 陈婵娟, 孙微庭, 黄甫国, 张刚, 朱俊, 王文侠 申请人:陕西科技大学