自动更换路灯机器人.pdf

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1、第29卷第4期2016年7月机电产品开崖与钏新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．29．No．4dul．，2016文章编号：1002—6673(2016)04—020-03自动更换路灯机器人薛金龙，秦富康，杜金浩，黎锐，王建瑞(东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对目前路灯更换过程麻烦，工作危险的问题，研究设计了一种便于更换路灯的机器人。该机器人的主要机构有爬杆机构和机械臂机构两个部分。其中爬杆机构是带通孔的箱体．箱体内包括

2、两个驱动机器人上升的驱动摩擦轮，两个起定位作用的摩擦轮。机械臂结构采用了曲柄连杆机构进行运动，关节处采用舵机传动，机械臂末端通过机械爪抓取灯泡，完成换灯的操作。关键词：路灯；爬杆机构；机械臂；舵机中图分类号：Ⅱ249文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2016．04．007TheRobotforReplacingStreetlampsAutomaticallyXUEJin-Long，QtNFu-Kang．DUJin-Hao，LIRui，WANG五帆一Rui(SchoolofMechani

3、calandElectricalEngineering，NortheastForestryUnivemity，HarbinHeflon自iang150040，China)Abstract：Aimedforthetroubleanddangerousworkofreplacingstreetlamps，therobotforreplacingstreetlampsWasdesigned．Themainmechanismoftherobotmainlycontainedaclimbing—polemechanismandmec

4、hanicalalTn．Climbing—polemechanismwasaboxwithaperforafivehole．inwhichthereweretwofrictionwheelstodrivetherobotand时olocatingfrictionwheels．Mechanicala／inadoptedthestructureofthecrankconnectingrodinmotion，ofwhichthejointsweredrivenbysteeringgear．Theendofmechanicalar

5、mgraspedlampsthroughmechanicalclawtofinishtheoperationofreplacinglamps．Keywords：streetlamps；climbing—polemechanism；mechanicala／in；steeringgear0引言在现代生活中。无论是机械还是土木以至其他很多行业中，爬杆技术应用非常广泛。并且爬杆机器已经有很多种类．大部分是通过气压传动和液压传动，不论哪种工作方式．工作时必须有气动或液动动力源的提供，否则机器人无法工作，而且工作条件比较冗繁，使工作条

6、件受到极大限制。更有在工人在更换路灯作业时需要到达很高的地方，环境极其危险。为此本文设计了一种使用安全、结构合理、操作方便，仿人型的自动更换路灯机器人，利用机器人来登高爬杆，从而利用机械手臂对路灯进行更换，总体上实现机器人的自动控制，从而把人从危险，恶劣，繁重的劳动环境中解脱出来[11。修稿日期：2016—05—04项目来源：大学生创新创业训练计划项目(201510225200)作者简介：薛金龙(1995一)，男，黑龙江哈尔滨人，本科学生。主要研究领域：机械电子工程；秦富康(1995一)，男，湖北枣阳人，本科学生。主要研究

7、领域：机械电子工程。201机械结构的设计自动更换路灯机器人的总体结构共包括爬杆机器人．机械手臂和摄像头云台三部分．械手臂以爬杆机器人为底座，通过活动关节固定在爬杆机器人上，其结构犹如人类的臂部和身体的连接。摄像头云台也是以爬杆机器人为底座．云台上的摄像头可以随着云台一起转动，看到周围大范围的实际情况。爬杆机构的箱体的确定，我们通过网上查阅资料，向专家老师询问．最终确定采用摩擦轮机构，机器人箱体内部有四个摩擦轮均匀分布，其中上面两个摩擦轮作为机器人上升的驱动．下面的两个摩擦轮是为了保持机器人的平衡．防止在机器人上升的过程中发

8、生偏斜，从而受力不均引起机器人的磨损121。出于对于机械部分的方便的考虑，我们在机械臂的底部采用一个大的长方形的底座进行固定，然后机械臂采用曲柄连杆机构．曲柄的驱动由两侧对称的蜗轮蜗杆电机进行驱动．从而使曲柄可在底座的表面上能旋转一定的角度．蜗轮蜗杆电机课承受的力量为30kg，大大的满·开发与创新·足了