CN101994290A - 爬索机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种爬索机器人，用于悬索桥和斜拉索桥缆索表面PE损伤检测。包括一主动小车(1)和一从动小车(2)，主动小车(1)和从动小车(2)左右对称布置，主动小车(1)和从动小车(2)都有两个车轮(7)，主动小车(1)和从动小车(2)之间通过连接件相互连接，在从动小车(2)上设置有一四连杆张紧机构(9)，该四连杆张紧机构(9)包括有四连杆(13)、一调节螺杆(14)、一调节螺母和一调节弹簧(12)，在主动小车(1)上设置有一爬升机构，该爬升机构包括一对直角配合的斜齿轮、直流电机(5)和传动链条(6)；所述主动小车(1)和从动小车(2)的车轮(7)上均设置有“V”字型凹槽。本发明适合目前在用的各种索体表面，通用性好，采用充电电池供电，适合高空作业环境。该爬索机器人结构设计简单，维修方便，运行安全、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种爬索机器人，具体的说，就是涉及一种用于悬索桥和斜拉索桥缆索表面PE损伤检测的机器人。属于机器人技术领域。
背景技术
随着桥梁建设的不断发展，新的大型斜拉索、悬索桥得到广泛的应用。而缆索作为该种桥梁的主要受力机构，其好坏直接决定着桥梁的使用寿命。缆索表面的聚乙烯（PE）保护层长期暴露在江、海面的空气中，会出现不同程度的老化硬化等破坏。同时由于江海面上风大、雨急，缆索会在风雨作用下产生风雨震，因此现在在缆索表面PE层制作螺旋线或压花凹坑，或者二者结合使用来减少风雨震对缆索及桥梁的损害，并得到普遍的应用，这同时也给缆索检测带来新的问题。
随着这些桥梁服役时间的延长，对拉索、悬索等的检测需求也不断增加，对其表面保护层损伤的检测尤为重要，及时发现并养护，更有利于保护索内钢丝，增加索体使用寿命，维护大桥安全。一些科研机构也做了相应的研究，例如上海交通大学研制的机器人，专利号99252056.8，该机器人能较好的完成涂装维护功能，但是结构复杂，比较笨重，且采用电缆供电，受工作环境影响大，适合高空长索作业环境，且检测效率很低。这些机器人能够部分的满足检测要求，但是检测效率较低，对桥梁占用时间长，影响交通。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、适合高空长索作业环境、索体表面复杂、运行可靠的爬索机器人。
本发明的目的是这样实现的：一种爬索机器人，包括一主动小车和一从动小车，主动小车和从动小车左右对称布置，主动小车和从动小车都有两个车轮，主动小车和从动小车之间通过连接件相互连接，在从动小车上设置有一四连杆张紧机构，该四连杆张紧机构包括有四连杆、一调节螺杆、一调节螺母和一调节弹簧，所述四连杆通过四连接件连接成一个平行四边形结构，所述调节螺杆螺纹连接在其中两连接件上，并在该调节螺杆上设置有一调节弹簧和一调节螺母，另两连接件与所述从动小车的两个车轮的车轮轴连接在一起；在主动小车上设置有一爬升机构，该爬升机构包括一对直角配合的斜齿轮、直流电机和传动链条，直流电机由锂电池供电，直流电机通过所述一对直角配合的斜齿轮与主动小车的其中一车轮相连，该车轮与主动小车另一车轮之间通过传动链条相连；所述主动小车和从动小车的车轮上均设置有“V”字型凹槽。
使用时，主动小车和从动小车沿索体圆周方向对称分布，通过调整所述从动小车上的四连杆张紧机构的调节螺杆，带动四连杆所连接的从动小车的两车轮的开合，使两台小车抱紧索体，并通过调节弹簧进行微调。同时该四连杆张紧机构在两台小车爬行过程中，遇到索体凹凸压花，螺旋筋等障碍时，可以通过四连杆的开合，带动两车轮开合，实时的确保两小车与索体的抱紧。主动小车的爬升机构能增加爬升动力。
本发明的有益效果是：
实施本发明的爬索机器人，适合目前在用的光面索体、压痕凹空索体、螺旋线索体等各种索体表面，通用性好，同时速度可调，满足上升检测，并完成检测工作后可控下降到地面。采用充电电池供电，适合高空作业环境。该爬索机器人结构设计简单，维修方便，运行安全、可靠。
附图说明
图1为本发明爬索机器人的结构示意图。
图2为本发明的四连杆张紧装置示意图。
图中附图标记：
主动小车1、从动小车2、索体3、锂电池4、直流电机5、传动链条6、车轮7、连接板8、四连杆张紧机构9、影像存储传送装置10、摄像装置11、调节弹簧12、四连杆13、调节螺杆14。
具体实施方式
参见图1，图1为本发明爬索机器人的结构示意图。由图1可以看出，本发明爬索机器人，包括一主动小车1和一从动小车2，主动小车1和从动小车2左右对称布置，主动小车1和从动小车2都有两个车轮7，主动小车1和从动小车2之间通过连接件相互连接，在从动小车2上设置有一四连杆张紧机构9，该四连杆张紧机构9结构如图2，包括有四连杆13、一调节螺杆14、一调节螺母和一调节弹簧12，所述四连杆13通过四连接件连接成一个平行四边形结构，所述调节螺杆14螺纹连接在其中两连接件上，并在该调节螺杆14上设置有一调节弹簧12和一调节螺母，另两连接件与所述从动小车2的两个车轮7的车轮轴连接在一起，使从动小车2的两个车轮7与四连杆13一起构成一个平行四边形。通过调节调节螺杆14调节四连杆13的开、合，并带动从动小车2的两个车轮运动，实现与索体的夹紧，该平行四边形结构同时可根据机器人所处状态实时调节，实现机器人与索体抱紧；在主动小车1上设置有一爬升机构，该爬升机构包括一对直角配合的斜齿轮、直流电机5和传动链条6，直流电机5由锂电池4供电，直流电机5通过所述一对直角配合的斜齿轮与主动小车1的其中一车轮相连，该车轮与主动小车1另一车轮之间通过传动链条6相连。
所述主动小车1和从动小车2的车轮7上均设置有“V”字型凹槽。其“V”型凹槽开档宽度及深度，在从动小车的四连杆张紧机构的配合下，可平稳越过3～5mm高的螺旋线障碍及压花凹坑短轴为5.0mm～8.0mm，长轴为7.0mm～10.0mm，深2.0mm～4.0mm，压花凹坑覆盖率为3.0%～8.5%的压花凹坑索体表面。
所述连接四连杆13的连接件为固定在主动小车1和从动小车2上下两端的四对连接板以及连接所述四对连接板的四连接螺栓，连接板上依次开同规格的一排有间隔的通孔，根据索直径大小选择合适的通孔通过螺栓将主动小车1和从动小车2固定在索体上，然后通过四连杆张紧机构微调从动小车，使两台小车夹紧在索体上。
本发明还有所述从动小车2上装有影像存储传送装置10和摄像装置11，所述爬索机器人通过PLC智能操控，实现检测速度根据检测情况遥控调节，提高检测效率。
地面工作人员可以通过遥控装置，控制直流电机的正反转，实现检测与机器人的回收等任务。
Claims (3)
1.一种爬索机器人，其特征在于：所述机器人包括一主动小车(1)和一从动小车(2)，主动小车(1)和从动小车(2)左右对称布置，主动小车(1)和从动小车(2)都有两个车轮(7)，主动小车(1)和从动小车(2)之间通过连接件相互连接，在从动小车(2)上设置有一四连杆张紧机构(9)，该四连杆张紧机构(9)包括有四连杆(13)、一调节螺杆(14)、一调节螺母和一调节弹簧(12)，所述四连杆(13)通过四连接件连接成一个平行四边形结构，所述调节螺杆(14)螺纹连接在其中两连接件上，并在该调节螺杆(14)上设置有一调节弹簧(12)和一调节螺母，另两连接件与所述从动小车(2)的两个车轮(7)的车轮轴连接在一起；在主动小车(1)上设置有一爬升机构，该爬升机构包括一对直角配合的斜齿轮、直流电机(5)和传动链条(6)，直流电机(5)由锂电池(4)供电，直流电机(5)通过所述一对直角配合的斜齿轮与主动小车(1)的其中一车轮相连，该车轮与主动小车(1)另一车轮之间通过传动链条(6)相连；所述主动小车(1)和从动小车(2)的车轮(7)上均设置有“V”字型凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种爬索机器人，其特征在于：所述连接四连杆13的连接件为固定在主动小车(1)和从动小车(2)上下两端的四对连接板以及连接所述四对连接板的四连接螺栓，连接板上依次开同规格的一排有间隔的通孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种爬索机器人，其特征在于：所述从动小车(2)上装有影像存储传送装置(10)和摄像装置(11)。
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