專利名稱：管外爬桿機器人抓緊裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種爬升機構的抓緊裝置，特別涉及一種管外爬升機器人抓緊裝置。
背景技術：
目前，國內外提出的一些依附于桿表面上的自動爬行機構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動夾緊管壁的前后輪向同一方向轉動，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動機構實現夾緊和移動，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，機構就可以連續(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該機構可實現上升下降運動。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就不能安全運作，且機構組成總體較復雜。對于氣動蠕動式爬行器，其上升和下降運動的實現由氣壓控制，因此其設備成本較高、結構復雜。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種安全性高、結構簡單、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，在上箱體內的上凸輪軸上設置有上凸輪，在上凸輪的上下兩側還設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，在下箱體內的下凸輪軸上依次設置有凸輪和凸輪，凸輪和凸輪的兩側還設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、下箱體之間還設置有彈簧；上、下箱體上還設置有與桿壁相接觸的導輪。
由于本實用新型在上、下箱體內分別設置有上、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構示意圖；圖2是圖1的右視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構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上還設置有與桿壁15相接觸的導輪7，上、下箱體6、16上分別設置有上凸輪軸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帶動。在上箱體6內的上凸輪軸5上設置有上凸輪4，在上凸輪4的上下兩側還設置有可與上凸輪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內的下凸輪軸10上依次設置有凸輪11和凸輪12，凸輪11和凸輪12的兩側還設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的壁面有一較大預摩擦力，在與壁面發(fā)生相對運動時，使得上、下爪頭產生自鎖效果。
其工作原理為當本實用新型上升時，假設曲柄14順時針方向轉動，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生了一較大正壓力，相應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帶動與之固聯的上凸輪4轉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。如此反復循環(huán)實現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，通過曲柄連桿、凸輪等機構實現上下爪頭依次抓緊、放松動作，反復循環(huán)從而實現本實用新型沿桿壁15下降的運動。
權利要求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]內的上凸輪軸[5]上設置有上凸輪[4]，在上凸輪[4]的上下兩側還設置有可與上凸輪[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]內的下凸輪軸[10]上依次設置有凸輪[11]和凸輪[12]，凸輪[11]和凸輪[12]的兩側還設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.根據權利要求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]之間還設置有彈簧[3]。
3.根據權利要求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，在上箱體內的上凸輪軸上設置有上凸輪，在上凸輪的上下兩側還設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，在下箱體內的下凸輪軸上依次設置有凸輪，凸輪的兩側還設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