一种滑块式伸缩爪爬楼机及其爬楼方法与流程

本发明涉及爬楼机器人领域，特别涉及一种滑块式伸缩爪爬楼机及其爬楼方法。

背景技术：

在高层建筑施工中，其高空作业面内有大量各种施工机具、周围材料及设施等物件需要通过爬楼机器人，进行机械自动化运输。现有的爬楼机器人一般配备机械爪，通过机械爪夹紧建筑物攀爬支点，来实现爬楼机器人在建筑物上的垂直运动。

但是，现有爬楼机器人的机械爪与建筑物攀爬支点之间的夹持稳定性难以保障，而且机械爪结构复杂，制备成本高。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种滑块式伸缩爪爬楼机及其爬楼方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种滑块式伸缩爪爬楼机，包括：内导轨、与所述内导轨滑套配合设置的外导轨、设置在所述内导轨和所述外导轨上的滑块式伸缩爪机构、以及驱动内导轨与外导轨相对滑动的爬升动力装置，内导轨或外导轨与附墙座滑套配合，所述滑块式伸缩爪机构包括：滑块式伸缩爪、以及保持所述滑块式伸缩爪的一端伸出外导轨或内导轨的复位部件。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述滑块式伸缩爪机构还包括：在特定工作时段将所述滑块式伸缩爪的一端收缩回伸出外导轨或内导轨的动力装置。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述滑块式伸缩爪机构还包括：插装在滑块式伸缩爪中的摆杆，所述摆杆分别与所述复位部件和所述动力装置连接，

所述复位部件用于为所述摆杆提供第一摆动力，使得所述摆杆向第一方向摆动，进而通过所述摆杆与所述滑块式伸缩爪的作用，使所述滑块式伸缩爪的一端保持伸出外导轨或内导轨的状态；

所述动力装置用于在爬楼机下降时，为所述摆杆提供第二摆动力，使得所述摆杆向第二方向摆动，进而通过所述摆杆与所述滑块式伸缩爪的作用，使滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的一端缩回，所述第二摆动力大于所述第一摆动力，所述第二方向与所述第一方向相反。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述内导轨上开设有至少一个供所述滑块式伸缩爪做伸缩运动的第一安装孔，所述外导轨上开设有至少一个供滑块式伸缩爪做伸缩运动的第二安装孔，所述滑块式伸缩爪上开设有摆动运动孔且至少一个所述滑块式伸缩爪通过摆动运动孔套装在所述摆杆上，所述摆杆包括：绕轴端和与绕轴端固定连接的摆动端。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述摆动端一端与所述复位部件连接，所述复位部件用于为摆动端提供第一摆动力，使得摆动端围绕所述绕轴端向第一方向摆动，进而作用于与滑块式伸缩爪，使滑块式伸缩爪的一端保持伸出外导轨或内导轨的状态；

所述摆动端的一端还与动力装置连接，所述动力装置用于在外导轨或内导轨下降时，为摆动端提供第二摆动力，使得摆动端围绕所述绕轴端向第二方向摆动，进而作用于与滑块式伸缩爪，使滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的一端缩回。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述绕轴端一端与所述复位部件连接，所述复位部件用于为绕轴端提供第一摆动力，使得绕轴端带动摆动端向第一方向摆动，进而通过摆动端与滑块式伸缩爪的作用，使滑块式伸缩爪的一端保持伸出外导轨或内导轨的状态；

所述绕轴端的一端还与动力装置连接，所述动力装置用于在外导轨或内导轨下降时，为绕轴端提供第二摆动力，使得绕轴端带动摆动端向第二方向摆动，进而通过摆动端与滑块式伸缩爪的作用，使滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的一端缩回。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述内导轨上设置有用于安装所述绕轴端并限制所述绕轴端绕动角度的第一安装限位槽，所述外导轨上设置有用于安装所述绕轴端并限制所述绕轴端绕动角度的第二安装限位槽。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的一端，设置有用于与安装在建筑物上的附墙座相互作用的导向斜面，所述导向斜面与所述滑块式伸缩爪上升方向之间的夹角为锐角。

在本发明实施例上述的滑块式伸缩爪爬楼机中，所述内导轨与所述外导轨组装在一起时，围成用于安装所述爬升动力装置的密闭空间。

另一方面，本发明实施例提供了一种滑块式伸缩爪爬楼机的爬楼方法，采用了如上所述的滑块式伸缩爪爬楼机，所述爬楼方法包括：

当滑块式伸缩爪爬楼机的内导轨爬升时，其外导轨通过安装在外导轨上的滑块式伸缩爪停靠在附墙座上，同时，内导轨上的滑块式伸缩爪在上升过程中受附墙座作用缩回内导轨中，进而使得内导轨通过附墙座继续上升，所述附墙座设置在滑块式伸缩爪爬楼机所攀爬的建筑物上；

当滑块式伸缩爪爬楼机的外导轨爬升时，其内导轨通过安装在内导轨上的滑块式伸缩爪停靠在附墙座上，同时，外导轨上的滑块式伸缩爪在上升过程中受附墙座作用缩回外导轨中，进而使得外导轨通过附墙座继续上升。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过爬楼机械人中安装滑块式伸缩爪机构，其中，滑块式伸缩爪机构的复位部件，可以保持滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的状态，方便爬楼机的内、外轨道借助安装在建筑物上的附墙座交替在建筑物上的爬行。该滑块式伸缩爪机构在爬楼机爬楼上升过程中与建筑物上的附墙座接触牢靠，无需如现有机械爪一样需要精确对准，工作方式简单有效，工作稳定性高，而且其结构简单易行，便于制备制，备成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种滑块式伸缩爪爬楼机的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种滑块式伸缩爪爬楼机的正面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种滑块式伸缩爪爬楼机的俯视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种滑块式伸缩爪的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种与图4所示的滑块式伸缩爪配合使用的摆杆的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种滑块式伸缩爪的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种与图6所示的滑块式伸缩爪配合使用的摆杆的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种内导轨的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种外导轨的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种外导轨的俯视图；

图11是本发明实施例提供的又一种滑块式伸缩爪爬楼机的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的又一种滑块式伸缩爪的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种安装有图12所示滑块式伸缩爪的爬楼机的侧视图；

图14是本发明实施例提供的一种滑块式伸缩爪爬楼机的爬楼方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种滑块式伸缩爪爬楼机，适用于在建筑物上自动攀爬运输物资，参见图1，该爬楼机可以包括：内导轨2、与内导轨2滑套配合设置的外导轨1、设置在内导轨2和外导轨1上的滑块式伸缩爪机构、以及驱动内导轨2与外导轨1相对滑动的爬升动力装置(附图中未标示)，内导轨2或外导轨1与附墙座滑10套配合，该滑块式伸缩爪机构可以包括：滑块式伸缩爪3、以及保持滑块式伸缩爪3的一端伸出外导轨1或内导轨2的复位部件9。其中，内导轨2或外导轨1与附墙座10滑套配合设置，爬升动力装置所提供的爬升动力的一端连接内导轨2，其另一端连接外导轨1，这样可以驱动内导轨2和外导轨1相对滑动。

在本实施例中，复位部件9保持滑块式伸缩爪3的一端伸出外导轨1或内导轨2，在安装有滑块式伸缩爪机构的爬楼机进行上升爬楼过程中，如果滑块式伸缩爪3的伸出端与安装在建筑物上的附墙座10接触，则由附墙座10回压滑块式伸缩爪3，使得滑块式伸缩爪3缩回外导轨1或内导轨2中，从而越过附墙座10，而当滑块式伸缩爪3越过附墙座10后，又在复位部件9的作用下伸出外导轨1或内导轨2，使得滑块式伸缩爪3又能停靠在附墙座10上。具体来说，在爬楼机爬升过程中，一般是外导轨1和内导轨2交替上升，外导轨1上升时，内导轨2中的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上，同理，内导轨2上升时，外导轨1的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上。该滑块式伸缩爪机构在爬楼机爬楼上升过程中与建筑物上的附墙座10接触牢靠，无需如现有机械爪一样需要精确对准，工作方式简单有效，其结构也简单易行，便于制备。

可选地，参见图1，滑块式伸缩爪机构还可以包括：在特定工作时段将滑块式伸缩爪3的一端收缩回伸出外导轨1或内导轨2的动力装置7。

在本实施例中，安装有滑块式伸缩爪机构的爬楼机不仅可以方便爬升，还可以有效下降，具体是通过动力装置7在特定工作时段(例如爬楼机下降过程中)将滑块式伸缩爪3的一端收缩回伸出外导轨1或内导轨2，从而通过附墙座10，继续向下降(在爬楼机下降过程中，一般是外导轨1和内导轨2交替下降，外导轨1下降时，动力装置7将外导轨1中的滑块式伸缩爪3收缩回外导轨1中，而不将内导轨2中的滑块式伸缩爪3进行收缩，则内导轨2中的滑块式伸缩爪3依旧停靠在墙座10上；同理，内导轨2下降时，动力装置7将内导轨2中的滑块式伸缩爪3收缩回内导轨2中，而不将外导轨1中的滑块式伸缩爪3收缩，外导轨1中的滑块式伸缩爪3依旧停靠在墙座10上)。

可选地，参见图1，滑块式伸缩爪机构还包括：插装在滑块式伸缩爪3中的摆杆4，摆杆4分别与复位部件9和动力装置7连接。

复位部件9用于为摆杆4提供第一摆动力，使得摆杆4向第一方向摆动，进而通过所述摆杆4与滑块式伸缩爪3的作用，使滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态；

动力装置7用于在爬楼机下降时，为摆杆4提供第二摆动力，使得摆杆4向第二方向摆动，进而通过摆杆4与滑块式伸缩爪3的作用，使滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端缩回，第二摆动力大于第一摆动力，第二方向与第一方向相反。

需要说明的是，摆杆4是一个传力机构，是将复位部件9和动力装置7上的第一作用力和第二作用力传递到滑块式伸缩爪3上，在实际应用中，也可以不采用摆杆4，也可以采用齿轮传力机构，这里不做限制。

还需要说明的是，关于复位部件9和动力装置7对摆杆4作用时，摆杆4的运动方式，参见图6和7，摆杆4通过直线方向上的往返运动(例如前后摆动)，来带动滑块式伸缩爪3伸出或缩回；参见图4和5，摆杆4通过圆周方向上的往返运动(例如顺时针、逆时针摆动)，来带动滑块式伸缩爪3伸出或缩回。这里不做限制。

在本实施例中，安装有滑块式伸缩爪机构的爬楼机，可以在建筑物上运输物料或器械做上升和下降运动。一般状态下，复位部件9可以为摆杆4提供第一摆动力，使摆杆4向第一方向摆动，这样使得滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态。在爬楼机上升过程中，滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态，当滑块式伸缩爪3的伸出端与安装在建筑物上的附墙座10接触时，由附墙座10回压滑块式伸缩爪3，使得滑块式伸缩爪3缩回外导轨1或内导轨2中，从而越过附墙座10，当滑块式伸缩爪3越过附墙座10后，又在复位部件9的作用下伸出外导轨1或内导轨2，使得滑块式伸缩爪3又能停靠在附墙座10上(具体来说，在爬楼机爬升过程中，一般是外导轨1和内导轨2交替上升，外导轨1上升时，内导轨2中的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上，同理，内导轨2上升时，外导轨1的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上)。在爬楼机下降过程中，由动力装置7为摆杆4提供第二摆动力(第二摆动力大于第一摆动力)，使得摆杆4向第二方向摆动，进而使得滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端缩回，从而通过附墙座10，继续向下降(在爬楼机下降过程中，一般是外导轨1和内导轨2交替下降，外导轨1下降时，动力装置7为外导轨1中的滑块式伸缩爪3提供第二摆动力，而不对内导轨2中的滑块式伸缩爪3提供，内导轨2中的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上，同理，内导轨2下降时，动力装置7为内导轨2中的滑块式伸缩爪3提供第二摆动力，而不对外导轨1中的滑块式伸缩爪3提供，外导轨1中的滑块式伸缩爪3停靠在墙座10上)。需要说明的是，滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态，可以配合附墙座10，防止爬楼机在上升或下降过程中坠落。

具体地，参见图6，内导轨2上开设有至少一个供滑块式伸缩爪3做伸缩运动的第一安装孔21，参见图7，外导轨1上开设有至少一个供滑块式伸缩爪3做伸缩运动的第二安装孔11，参见图4，滑块式伸缩爪3上开设有摆动运动孔31且至少一个滑块式伸缩爪3通过摆动运动孔31套装在所述摆杆4上。参见图5，摆杆4包括：绕轴端41和与绕轴端41固定连接的摆动端42。

可选地，摆动端42一端与复位部件9连接，复位部件9用于为摆动端42提供第一摆动力，使得摆动端42围绕绕轴端41向第一方向摆动，进而作用于与滑块式伸缩爪3，使滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态；

摆动端42的一端还与动力装置7连接，动力装置7用于在外导轨1或内导轨2下降时，为摆动端42提供第二摆动力，使得摆动端42围绕绕轴端41向第二方向摆动，进而作用于与滑块式伸缩爪3，使滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端缩回。

可选地，绕轴端41一端与复位部件9连接，复位部件9用于为绕轴端41提供第一摆动力，使得绕轴端41带动摆动端42向第一方向摆动，进而通过摆动端42与滑块式伸缩爪3的作用，使滑块式伸缩爪3的一端保持伸出外导轨1或内导轨2的状态；

绕轴端41的一端还与动力装置7连接，动力装置7用于在外导轨1或内导轨2下降时，为绕轴端41提供第二摆动力，使得绕轴端41带动摆动端42向第二方向摆动，进而通过摆动端42与滑块式伸缩爪3的作用，使滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端缩回。

在本实施例中，可以选择由复位部件9或动力装置7，驱动绕轴端41转动，进而带动摆动端42围绕绕轴端41转动(例如图11所示的滑块式伸缩爪爬楼机)；也可以直接驱动摆动端42，使其围绕绕轴端41转动(例如图1所示的滑块式伸缩爪爬楼机)，这里不做限制。

可选地，参见图8，内导轨2上设置有用于安装绕轴端41并限制绕轴端41绕动角度的第一安装限位槽22，参见图10，外导轨1上设置有用于安装绕轴端41并限制绕轴端41绕动角度的第二安装限位槽12。

在本实施例中，在内导轨2里设置第一安装限位槽22，在外导轨1里设置第二安装限位槽12，可以有效限摆杆4的制绕轴端41的绕动角度，使得摆杆4的摆动角度在合理范围内，滑块式伸缩爪3的伸缩度可以控制在合理范围内，进而保障滑块式伸缩爪机构工作的稳定性。

可选地，参见图3，内导轨2与外导轨1组装在一起时，围成用于安装爬升动力装置的密闭空间201。

在本实施例中，驱动内导轨2与外导轨1相对滑动的爬升动力装置，安装在由内导轨2与外导轨1围成的密闭空间201里，这样可以避免爬升动力装置外漏而出现的异常情况(例如风吹雨淋而导致电子元件失效短路等)，保障了工作的稳定性。

可选地，参见图4，滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端，设置有用于与安装在建筑物上的附墙座10相互作用的导向斜面32，导向斜面32与滑块式伸缩爪3上升方向之间的夹角为锐角。

在本实施例中，滑块式伸缩爪3伸出外导轨1或内导轨2的一端设置有导向斜面32，导向斜面32与滑块式伸缩爪3上升方向之间的夹角为锐角，这样参见图9，在爬楼机上升过程中，由导向斜面32与附墙座10接触，便于附墙座10通过导向斜面32来挤压滑块式伸缩爪3，使滑块式伸缩爪3缩回外导轨1或内导轨2中。

可选地，参见图12，滑块式伸缩爪3上并不一定需要设置摆动运动孔31，来与摆杆4配合使用，滑块式伸缩爪3也可以单独与复位部件9配合使用，这里不做限制。具体地，参见图13，每个滑块式伸缩爪3均配置有相应的复位部件9，这样每个滑块式伸缩爪3在相应的复位部件9的作用下保持伸出外导轨1或内导轨2的状态。当安装有滑块式伸缩爪机构的爬楼机进行上升爬楼过程中，如果滑块式伸缩爪3的伸出端与安装在建筑物上的附墙座10接触，则由附墙座10回压滑块式伸缩爪3，使得滑块式伸缩爪3缩回外导轨1或内导轨2中，从而越过附墙座10，而当滑块式伸缩爪3越过附墙座10后，又在复位部件9的作用下伸出外导轨1或内导轨2，使得滑块式伸缩爪3又能停靠在附墙座10上。

需要说明的是，参见图2，滑块式伸缩爪机构可以安装在外导轨1和/或内导轨2上，安装数量不限，滑块式伸缩爪机构中每个摆杆4上可以套装至少一个滑块式伸缩爪3，滑块式伸缩爪3的数量不限。

此外，参见图14，本发明还提供了一种滑块式伸缩爪爬楼机的爬楼方法，采用了如上所述的滑块式伸缩爪爬楼机，该爬楼方法可以包括：

步骤s11，当滑块式伸缩爪爬楼机的内导轨爬升时，其外导轨通过安装在外导轨上的滑块式伸缩爪停靠在附墙座上，同时，内导轨上的滑块式伸缩爪在上升过程中受附墙座作用缩回内导轨中，进而使得内导轨通过附墙座继续上升，附墙座设置在滑块式伸缩爪爬楼机所攀爬的建筑物上。

步骤s12，当滑块式伸缩爪爬楼机的外导轨爬升时，其内导轨通过安装在内导轨上的滑块式伸缩爪停靠在附墙座上，同时，外导轨上的滑块式伸缩爪在上升过程中受附墙座作用缩回外导轨中，进而使得外导轨通过附墙座继续上升。

需要说明的是，由于滑块式伸缩爪爬楼机在建筑物上进行攀爬上升时，是由其内导轨和外导轨交替上升的，因此上述步骤s11和步骤s12没有先后之分。

本发明实施例通过爬楼机械人中安装滑块式伸缩爪机构，其中，滑块式伸缩爪机构的复位部件，可以保持滑块式伸缩爪伸出外导轨或内导轨的状态，方便爬楼机的内、外轨道借助安装在建筑物上的附墙座交替在建筑物上的爬行。该滑块式伸缩爪机构在爬楼机爬楼上升过程中与建筑物上的附墙座接触牢靠，无需如现有机械爪一样需要精确对准，工作方式简单有效，工作稳定性高，而且其结构简单易行，便于制备，制备成本低廉。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。