开发背景:
(1)随着科技的发展,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式。
(2)当今社会高空作业越来越多、操作过程越来越危险,调查表明我省高空作业坠落人员伤亡居全国第二位。为了降低事故发生率,我组成员设计了爬杆机器人,本作品主体是由三支机械手和动力装置以及齿条所构成,依靠机械手对杆状物的咬合以及齿条带动机械手位置的移动进行攀爬。
(3)可用检测高处不宜到达的地方仪器故障,可用于代替人做些高危工作,例如帮助高压电线和信号塔正常维修;可用于搜集高处垃圾和清理灰尘,帮助高建筑清理工人,打扫不易到达的地方;可用于侦查高处不易到达地方的视野环境,风力,温度等数据。
结构说明:
我们通过三个手臂来抓紧杆件再通过手臂上的电机来实现机器人的爬升和下降。原理上两个就能实现,但三个手臂是一作联结,二可起稳定作用。手臂上升下降是通过齿轮齿条来实现的。
功能与使用说明:
主要任务:攀爬一个垂直距离 L=68mm的杆,并可以携带一定重量的物体。
运动过程:
1、初始状态——杆 A、杆 C 缩于杆 A 内至整体呈最短状态,为 300mm 长;
2、第一步运动——杆 B、杆 C 的机械手抓牢攀爬物,杆 A 的机械手呈松弛状态。由电机通过齿轮齿条啮合的形式,驱动杆 A 上升一额定距离 L=68mm,移动完毕,杆 A 的机械手抓牢攀爬物,同时,杆 B 的机械手松开;
3、第二步运动——此时,杆 A、杆 C 的机械手抓牢攀爬物,杆 B 由电机通过绳索拉升一额定距离 L=68mm,拉升完毕,杆 B 的机械手抓牢攀爬物,同时,杆 C 的机械手松开;
4、第三步运动——此时,杆 A、杆 B 的机械手是抓牢攀爬物的,杆 C 由电机通过齿轮齿条啮合的形式,驱动杆 C 上升一额定距离 L=68mm;
5、回复至初始状态,再重复循环第一、二、三步的运动;
6、下降过程与理论上与上升步骤相反,故不必再赘述。
通过上面的运动步骤,机器人可实现垂直杆件上的攀爬。