本實用新型涉及攀爬機器人，具體為一種腳扣連續式爬桿裝置。

背景技術：

我們在日常生活中很多時候需要進行高空作業，比如高空攝像、播音、照明、測量、清潔和高空修理等。這些作業帶有極大的不安全性，隨著人們對自身保護意識的提高，人們學會了研發機器人來代替自身的危險性工作，同時用機器來幫助人類完成一些繁瑣沉重的工作，以解放人類雙手。

爬桿機器人的特征在于機器人需要克服本體和其載體的重力，沿著桿的軸方向做功，使得機器人的高度發生變化，以完成特定的其他工作。

現有爬桿機器人主要有幾種：電動機械式爬桿機器人、氣動蠕行式爬桿機器人和電動蠕行式爬桿機器人。

電動機械式爬桿機器人主要是以電動機作為主動力源，結合鏈輪、齒輪、帶輪、蝸輪蝸桿和曲柄滑塊等機構進行上升和下降運動，其支撐是依靠輪子和桿件之間的摩擦力來保持平衡，或者依靠夾緊手臂與桿件之間摩擦力保持平衡——這類機器人需要控制的電機多，控制部分設計復雜，機械結構笨重，負載能力非常有限。

氣動蠕行式爬桿機器人是依靠氣缸驅動夾緊手臂進行夾緊和松開的交替運動，并配合其它機構對上下夾緊手臂進行上下交替運動，從而實現機器人的上升與下降，其支撐是依靠夾緊手臂與桿件之間摩擦力保持平衡——這類機器人優點是載重較大，機器人本體結構簡單，但控制其工作的氣動系統龐大，不適于戶外移動使用，而且費用高昂。

電動蠕行爬桿機器人是以電動機為動力源，采取夾緊機構進行夾緊和松開的交替運動，并配合其它機構對上下夾緊手臂進行上下交替運動，從而實現機器人的攀爬功能——這類機器人采用了曲柄滑塊作為主運動機構，使得機器人結構簡單，易實現，但是由于夾緊裝置本身受摩擦力的限制，使得此類型機器人的負載能力有限，不適用于強負載的工作環境。

目前，攀爬機器人的攀爬運動都是間歇式運動，非連續運動，攀爬效率低，適應性差或負載能力差或系統龐大。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提出了一種負載大、非間歇性、高效、安全、穩定及結構簡單的腳扣連續式爬桿裝置。

能夠解決上述技術問題的腳扣連續式爬桿裝置，其技術方案包括基于機架設置的左、右執行機構、對應于左、右執行機構設置的左、右升降機構以及同時控制左、右升降機構的傳動機構，其中：

1、所述執行機構包括支撐臂和可松開和扣緊桿件的腳扣，所述支撐臂的后端鉸連于機架，所述腳扣設于支撐臂的前端，支撐臂上設有控制腳扣放松和扣緊桿件的腳扣控制組件。

2、所述升降機構為機架上設置的曲柄滑塊機構，包括鉸連的曲柄和連桿以及豎直滑動的滑塊，所述連桿鉸連在滑塊上，所述滑塊上設置的滑動銷滑動設于對應支撐臂上開設的滑動槽內。

3、所述傳動機構包括由具有降速傳動比的齒輪傳動副帶動的傳動軸，所述傳動軸的左、右軸端分別連接對應的曲柄。

左、右執行機構的支撐臂與機架的鉸連點處于上、下不同的高度位置上且分別向上、下斜伸。

所述腳扣優選半圓形環扣，所述半圓形環扣通過扣環座鉸連在支撐臂的內側，所述腳扣控制組件的一種方案為轉動扣環座調節半圓形環扣與水平面夾角的曲柄搖桿組件。

所述半圓形環扣平行于水平面為松開桿件狀態，半圓形環扣與水平面形成夾角為扣緊桿件狀態。

為使半圓形環扣有效扣緊桿件，所述半圓形環扣與水平面的夾角為5°～30°。

所述曲柄搖桿構件的驅動優選舵機，所述舵機由裝置上設置的電控系統控制。

所述齒輪傳動副的驅動為減速電機，所述減速電機由裝置上設置的電控系統控制。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型腳扣連續式爬桿裝置可實現裝置大負載，并且可連續性、高效、安全爬桿。

2、本實用新型技術方案簡單，設計和制作成本，工作效率高。

3、本實用新型可獨立工作，亦可在其機身上配置安裝或攜帶多種類功能性構件而完成不同的工作。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的立體結構示意圖。

圖2為圖1實施方式的主視圖。

圖3為圖1實施方式的側視圖。

圖4為圖1實施方式的俯視圖。

圖號標識：1、機架；2、支撐臂；3、腳扣；4、扣環座；5、曲柄搖桿組件；6、曲柄；7、連桿；8、滑塊；9、傳動軸；10、舵機；11、齒輪傳動副；12、減速電機；13、滑桿。

具體實施方式

下面結合附圖所示實施方式對本實用新型的技術方案作進一步說明。

本實用新型腳扣連續式爬桿裝置的技術方案，包括基于機架1設置的左、右執行機構、對應于左、右執行機構設置的左、右升降機構以及同時控制左、右升降機構的傳動機構以及各執行機構、各升降機構的電路控制系統。

所述執行機構包括支撐臂2、腳扣3(優選半圓形環扣)、曲柄搖桿組件5和舵機10，所述支撐臂2的后端于機架1的對應側面上鉸裝，所述半圓形環扣的中部穿設于扣環座4的內部并且使半圓形環扣的環口向內，所述扣環座4通過外側軸銷鉸裝于支撐臂2的前端內側；所述舵機10安裝于支撐臂2的外側，所述曲柄搖桿組件5連接扣環座4的軸銷與舵機10的輸出軸；左、右支撐臂2于機架1對應側面上的鉸裝位置一高一低，一個支撐臂2向上斜伸，另一個支撐臂2向下斜伸，各支撐臂2上的舵機10通過曲柄搖桿組件5控制對應半圓形環扣的轉動位置，使其與水平面平行或與水平面呈5°～30°的夾角，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

所述傳動機構設于機架1上部，包括傳動軸9、齒輪傳動副11和減速電機12，所述傳動軸9左、右橫置于機架1的左、右側面上，所述齒輪傳動副11(具有一級降速傳動比)的從動大齒輪安裝于傳動軸9上，齒輪傳動副11的主動小齒輪安裝于減速電機12的輸出軸上，如圖2所示。

所述升降機構采用曲柄滑塊機構，包括曲柄6、連桿7和滑塊8，所述滑塊8滑動安裝于機架1對應側面的滑桿13上，所述曲柄6的上端固連傳動副11的對應軸端(伸在機架1對應側面外)，曲柄6的下端鉸連連桿7的上端，所述連桿7的下端鉸連滑塊8，所述滑塊8上設有滑動銷，所述滑動銷滑動設于對應支撐臂2上開設的滑動槽內，如圖1、圖2、圖3所示。

采用本實用新型的爬桿方法，按如下步驟進行：

1、所述機架1置于桿件(比如電線桿)旁的下端，上、下半圓形環扣即腳扣3分別于左、右方向圍住桿件。

2、上方半圓形環扣(腳扣3)對應的執行機構動作，即舵機10通過曲柄搖桿組件5轉動半圓形環扣，使半圓形環扣與水平面呈5°～30°的夾角而扣緊桿件(曲柄搖桿構件5的轉動死點鎖緊半圓形環扣的扣緊位置)；對應的升降機構動作，即在減速電機12控制下曲柄滑塊機構推動滑塊8下行，向上斜伸的支撐臂2逐漸變換為向下斜伸，在該支撐臂2的變換過程中，機架1沿著桿件上升；此時下方腳扣3對應的執行機構動作，即舵機10通過曲柄搖桿組件5轉動半圓形環扣，使半圓形環扣與水平面呈0°～5°的夾角而松開桿件，在機架1上升的同時，下方的半圓形環扣跟隨上升。

3、下方半圓形環扣對應的升降機構動作，即在減速電機12控制下曲柄滑塊機構拉動滑塊8上行，向下斜伸的支撐臂2逐漸變換為向上斜伸，在該支撐臂2的變換過程中，原來下方的半圓形環扣變換為上方半圓形環扣，而原來上方的半圓形環扣變換為下方半圓形環扣。

4、重復第2、第3步驟，即左、右升降機構控制左、右執行機構交替動作，從而實現于桿件上的連續性攀爬。

上述實施方式可在不脫離本實用新型的范圍之內進行若干設計上的變化，故以上具體實施案例的說明應視為示例性質，并非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。