CN104674653A - 基于缆索检测机器人的可调节防偏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，包括与缆索检测机器人支撑脚连接的支撑轴，安装在支撑轴上的固定架，与支撑轴连接的防偏支撑架，与防偏支撑架连接的阶梯轴，安装在阶梯轴上的防偏轮。固定架由支撑轴穿过，同时固定架底侧两个水平的伸出板，一边卡在缆索检测机器人支撑脚上，另一边卡在防偏支撑架上，使固定架一个面贴在支撑脚上，另一个面贴在防偏支撑架上。

Description

基于缆索检测机器人的可调节防偏装置

技术领域

本发明是应用于在缆索检测机器人上面的可调节防偏装置，属于机器人领域。

背景技术

随着经济、交通事业的迅速发展，大跨度桥梁的发展也越来越快，斜拉桥作为现代桥梁的新型式，在世界范围内得到了广泛的应用。斜拉桥、悬索桥建成后，其主要受力构件之一的缆索长期暴露在空气之中，缆索表面的聚乙烯（PE)保护层将出现不同程度的硬化老化等破坏现象，缆索内部钢丝束也因空气中的水分和其他酸性物质而受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象，危及桥梁的安全。至今国内外已经发生过几起通车仅几年就因缆索腐蚀严重而导致斜拉桥全部换索的不幸工程实例，为了降低缆索的维修费用， 避免单根或全体缆索腐蚀而换索，定期的缆索内外部检查、修复都是必须的。

至今对斜缆索的检查和维护方式还相对比较落后，早期是利用卷扬机使设备沿缆索移动，记录测试数据或储存以作分析；近几年上海交通大学机器人研究所利用特种机器人技术，采用电驱动摩擦轮压紧使机器人连续爬升或气驱动气缸夹紧蠕动爬升，利用随带的喷涂、磁检测等装置，实现了在役缆索的涂装、内部检测等作业，但是这两种机器人还有诸多不足之处：例如比较笨重、能量消耗较大等缺点。

申请人已经在之前提出过斜拉锁检测机器人的专利申请，但是之前的机器人并没有防偏装置，结果导致缆索检测机器人在爬行的过程中轮子容易脱离缆索，导致爬行失败或者导致轮子的磨损，小车脱离轨道没法完成检测工作。

发明内容

技术问题：本发明提供一种应用于在缆索检测机器人的可调节防偏装置，该装置能够使机器人对于不同直径大小的缆索起到防偏作用。       

技术方案：本发明的基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，设置在缆索检测机器人支撑脚的内侧和缆索之间，包括安装在支撑脚上的支撑轴、安装在所述支撑轴上的固定架和防偏支撑架，所述防偏支撑架位于固定架与缆索之间，防偏支撑架为U形结构，安装有与缆索抵压接触的防偏轮。

本发明的优选方案中，防偏支撑架的U形开口中设置有阶梯轴，多个防偏轮安装在所述阶梯轴上。

本发明的优选方案中，防偏轮为轴承或滚轮。

本发明的优选方案中，固定架一端与支撑脚的内侧接触，另一端与防偏支撑架连接。

本发明采用模块化的方式，通过对中间的支撑轴的更换，来调节防偏支撑架和缆索机器人支撑脚的距离，来适应不同大小直径的缆索，使测量范围处于可调节状态。

本发明中，缆索机器人支撑脚上有若干个孔，在改变径向支撑轴长短的同时，水平方向的作移动，水平和竖直的双向移动来调节防偏轮与被测的缆索位置适当。

本发明中，在防偏支撑架和缆索机器人支撑脚之间的卡紧结构固定架，固定架有多套尺寸，以适应不同缆索直径的变化，固定架同时与防偏支撑架和缆索机器人支撑脚卡紧进行约束。

本发明中，缆索机器人用一个方向上两排轮子夹紧进行爬缆索的方式，这样只限制住缆索机器人在缆索横截面一个方向的移动。防偏装置在缆索的横截面上，与缆索机器人轮子方向垂直的方向施加两个可调节防偏装置，限制住缆索机器人在缆索上两个方向的运动。而且，本发明中的可调节防偏装置，可以根据缆索直径的变化，通过调节防偏装置在缆索机器人上不同的安装位置和不同尺寸的模块化防偏装置的应用，使防偏装置总是能够在缆索直径大小变化的范围内与缆索接触。本防偏装置能够根据缆索相对于机器人的位置的变化而调节移动。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

一种基于缆索机器人的可调节防偏装置的使用，使整个机器人受力均匀，改变原来的两排轮子受力的情况，而使缆索机器人四个方向都可以受力，当长距离缆索发生抖动或者缆索机器人在凹凸不平的缆索表面上爬行时产生的震动时，能够有效地防止缆索机器人车体伴随的大幅度偏离，能够减轻缆索机器人的抖动。

加上防偏装置之后，缆索机器人在往上爬行过程中，不会因为由于预紧力不够而产生轮子偏离缆索，导致缆索机器人卡住或者轮子产生严重磨损，防偏装置能够有效地防止缆索机器人在缆索上的偏离，使缆索机器人的轮子保持在缆索上面顺利爬行。同时，防止由于缆索表面由于损伤产生的毛刺，破皮的原因把轮子卡住或者偏离轨道的情况时，轮子偏离轨道。

本防偏装置适应不同直径大小的缆索，不会因为被测缆索的大小改变而失去防偏作用，可以灵活的调节防偏装置来测量多种直径大小的缆索。调节能够使防偏装置在径向方向和水平方向同时改变，不会因为单方向的移动而受限，提高了缆索机器人在各种测量条件下的适应性，能够灵活测量。

本防偏装置采用模块化的方式，采用多个模块方式，每个模块下的防偏装置是通过径向和水平的改变能够测量不同范围内的直径。根据被测缆索直径的不同而采用不同的模块，能够采用最小的模块数测量多种不用直径的缆索。在实际工程运用中，拆卸方便，安装简单，更换迅速，并且不妨碍缆索机器人车体在缆索上的安装，能够提高实际作业中的效率。

本防偏装置采用的防偏轮是用多个并排的滚珠轴承，滚珠轴承外圈光滑且摩擦力小，在缆索机器人爬行过程中即使碰撞接触到缆索表面也不会对缆索表面造成损坏，在不损伤缆索表面的同时达到防偏作用。同时多个防偏轮并排使用可以在缆索直径相差不大的情况下，使同一个模块下的防偏装置能够测量多种直径，提高了防偏装置的测量范围。      

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置中的固定架连接示意图；

图3是本发明装置中的支撑轴示意图；

图4为本发明装置中的固定架示意图；

图5是本发明的装置效果图。

图中有：缆索机器人支撑脚1，阶梯轴2，防偏支撑架3.，防偏轮4，固定架5，支撑轴6。

具体实施方式

下面结合实例和说明书附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图1至图5所示，本发明是基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，包括与缆索检测机器人支撑脚1连接的支撑轴6，安装在支撑轴6上的固定架5，与支撑轴6连接的防偏支撑架3，安装在防偏支撑架3上的阶梯轴2，安装在阶梯轴2上的防偏轮4。防偏轮4是由多个轴承组成，将轴承安装在阶梯轴2上并将阶梯轴2通过螺纹螺母连接拧紧在防偏支撑架3上。然后将支撑轴6一端用螺纹连接固定在防偏支撑架3上，另一端用螺纹螺母连接在缆索检测机器人支撑脚1上。同时，在防偏支撑架3和缆索检测机器人支撑脚1之间加一个约束防偏装置转动的机械卡紧结构固定架5。固定架5由支撑轴6穿过，同时固定架5底侧两个水平的伸出板，一边卡在缆索检测机器人支撑脚1上，另一边卡在防偏支撑架3上，使固定架5一个面贴在缆索机器人支撑脚1上，另一个面贴在防偏支撑架3上。

进一步，本防偏装置所用的是长度不同的多根支撑轴6，可以根据所测的缆索的直径的不同，来改变防偏支撑架3和缆索之间的距离，使防偏轮4能够抵压到缆索上，主要起到一个防止缆索大范围脱离机器人轮子而导致无法测量的作用。由于支撑轴6的改变，所以安装在中间的固定架5的尺寸也随着改变，为了保证固定架5的两端伸出边缘能够同时和防偏支撑架3以及缆索机器人支撑脚1的面接触起到防偏支撑架3的偏离作用。

进一步，本防偏装置在水平方向的移动同样是为了适应不用直径大小的缆索，因此在缆索机器人支撑脚1上，对于防偏装置支撑轴6上与缆索机器人支撑脚1连接的孔打成一排通过对径向和横向尺寸的同时改变，来适应直径大小不同的缆索的测量。

进一步，本防偏装置采用模块化的结构，测量不同的直径可以直接用一个模块代替另一个模块，每一个模块的支撑轴6和固定架5的尺寸有所不同，并且固定在机器人支撑脚1上的位置也有所改变，拆卸方便，安装迅速。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干可以预期的改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，其特征在于，该装置设置在缆索检测机器人支撑脚（1）的内侧和缆索之间，包括安装在支撑脚（1）上的支撑轴（6）、安装在所述支撑轴（6）上的固定架（5）和防偏支撑架（3），所述防偏支撑架（3）位于固定架（5）与缆索之间，防偏支撑架（3）为U形结构，安装有与缆索抵压接触的防偏轮（4）。

2.根据权利要求1所述的基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，其特征在于，所述防偏支撑架（3）的U形开口中设置有阶梯轴（2），多个防偏轮（4）安装在所述阶梯轴（2）上。

3.根据权利要求1或2所述的基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，其特征在于，所述防偏轮（4）为轴承或滚轮。

4.根据权利要求1或2所述的基于缆索检测机器人的可调节防偏装置，其特征在于，所述固定架（5）一端与支撑脚（1）的内侧接触，另一端与防偏支撑架（3）连接。