CN107724234A - 一种无人检测爬索机器人 - Google Patents

Abstract

一种无人检测爬索机器人，有效的解决了检测机器人无法在高空更换检测对象的问题；包括直板，直板上竖直设置有第一支架，第一支架上水平安装有滚动轴，滚动轴上设置有滚轮，直板的两端分别安装有第一箱体和第二箱体，第一箱体的上端与直板的左端转动连接，第一箱体的后侧面上设置有第一滑槽，第一滑槽内设置有滑块，第一箱体和第二箱体的结构相同，腔体内设置有安装在第一电机转轴上的第一锥齿轮，第一锥齿轮左右两侧分别设置有与第一锥齿轮配合连接的第二锥齿轮；本发明采用四个机器人肢体能够更牢固的附着在绳索上，而且采用了全自动控制的旋转和上升结构，能够在不需人工搬运安装即可将爬索机器人，移动到上面的绳索上，并提高了工作效率。

Description

一种无人检测爬索机器人

技术领域

本发明涉及爬索机器人技术领域，特别涉及一种无人检测爬索机器人。

背景技术

斜拉桥以独特的外观、良好的支撑作用和优秀的抗震性越来越多的被使用，拉索是斜拉桥等索类桥梁的核心构件之一，作为受力构件，其受力状况是桥梁整体结构安全的重中之重。在日常生活中，拉索长时间暴露在空气中，受到风吹、日晒、雨淋和环境污染的侵蚀，会使得拉锁的表面出现PE保护层硬化或破损的现象，继而引起内部钢丝束或钢绞线受到腐蚀，甚至可能会出现断丝的现象，另一方面，由于风振、雨振等原因，拉索内部的钢丝束产生摩擦，引起钢丝磨损，严重者也会发生断丝现象，严重危害的人们的安全。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。

现在使用的拉索检测方法一般是人工检测方法，即利用卷扬机拖动检修车或登高车的方式对拉索进行人工检测，但是这样会对拉索保护层造成破坏，而且检测人员身处高空，收到风吹等意外容易造成安全事故。现在随着遥控控制技术的进步，制作用于桥梁拉索检测的机器人是以后发展的趋势，但是现在的爬索机器人一般是在一条拉锁上进行检测，当检测完一条拉锁时，必须回收机器人，之后再将机器人放置到另一根斜拉索上，这样检测的效率极低。

所以需要一种无人检测爬索机器人来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种无人检测爬索机器人，有效的解决了检测机器人无法在高空更换检测对象的问题。

其解决的技术方案是，本发明包括电动推杆，电动推杆上端固定安装有上固定板，上固定板上端设置有第一支撑臂，第一支撑臂的两端分别固定安装有第一肢体和第二肢体，第一肢体与第二肢体关于电动推杆对称，电动推杆下端固定安装有下固定板，下固定板下端设置有第二支撑臂，第二支撑臂的两端固定安装有与第一肢体和第二肢体位置对应的第三肢体和第四肢体，第一支撑臂与第二支撑臂的形状相同；

第一肢体包括弧形轨道，弧形轨道固定安装在第一支撑臂的一端，弧形轨道内滑动安装有弧形导轨，弧形导轨内侧面固定连接有支撑杆，支撑杆的端部固定连接有固定块，固定块上端设置有第一电机，固定块下端滑动设置有爬索箱，固定块内设置有腔体；

爬索箱包括直板，直板上竖直设置有第一支架，第一支架上水平安装有滚动轴，滚动轴上设置有滚轮，直板的两端分别转动安装有第一箱体和第二箱体，第一箱体和第二箱体的后侧面上设置有第一滑槽，第一滑槽内设置有滑块，腔体内设置有安装在第一电机转轴上的第一锥齿轮，第一锥齿轮左右两侧分别设置有与第一锥齿轮配合连接的第二锥齿轮，第二锥齿轮同轴安装有第二齿轮，滚动轴伸入支架内的两端分别固定安装有第三齿轮，第二齿轮上设置有与第三齿轮配合连接的齿链，构成第一电机带动滚轮转动的结构；

腔体内设置有安装在第一电机转轴上的第一齿轮，腔体底面上分别设置有位于第一齿轮左右两侧的挡板，挡板上水平设置有前后方向的第二滑槽，第二滑槽内设置有可以和第一齿轮配合连接的齿条，腔体的前侧面和后侧面均设置有第三滑槽，第三滑槽内滑动安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的端部与齿条固定连接，腔体底面上设置有位于挡板下方的通槽，通槽内滑动设置有连接杆，连接杆的一端与挡板的下端固定连接，连接杆的另一端与滑块固定连接，构成第一电机带动第一箱体和第二箱体互相离合的结构；

弧形轨道的右侧面设置有第二电机，使得第二电机通过弧形导轨带动爬索箱转动，第一肢体、第二肢体、第三肢体和第四肢体的结构相同。

本发明的有益效果是：本发明采用四个机器人肢体能够更牢固的附着在绳索上，极大地增加了安全程度，而且采用了全自动控制的旋转和上升结构，能够在不需人工搬运安装即可将爬索机器人，移动到上面的绳索上，节省了人力物力，并极大地提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是本发明图1中A—A方向的剖视图。

图5是本发明图1中B的放大图。

图6是本发明图3中C的放大剖视图。

图7是本发明第一支撑臂4的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例：

由图1至图7给出，本发明包括电动推杆1，电动推杆1上端固定安装有上固定板2，上固定板2上端设置有第一支撑臂4，第一支撑臂4的两端分别固定安装有第一肢体6和第二肢体7，第一肢体6与第二肢体7关于电动推杆1对称，电动推杆1下端固定安装有下固定板3，下固定板3下端设置有第二支撑臂5，第二支撑臂5的两端固定安装有与第一肢体6和第二肢体7位置对应的第三肢体8和第四肢体9，第一支撑臂4与第二支撑臂5的形状相同；

第一肢体6包括弧形轨道10，弧形轨道10固定安装在第一支撑臂4的一端，弧形轨道10内滑动安装有弧形导轨11，弧形导轨11内侧面固定连接有支撑杆12，支撑杆12的端部固定连接有固定块13，固定块13上端设置有第一电机14，固定块13下端滑动设置有爬索箱15，固定块13内设置有腔体16；

爬索箱15包括直板17，直板17上竖直设置有第一支架18，第一支架18上水平安装有滚动轴19，滚动轴19上设置有滚轮20，直板17的两端分别转动安装有第一箱体21和第二箱体22，第一箱体21和第二箱体22的后侧面上设置有第一滑槽23，第一滑槽23内设置有滑块24，腔体16内设置有安装在第一电机14转轴上的第一锥齿轮25，第一锥齿轮25左右两侧分别设置有与第一锥齿轮25配合连接的第二锥齿轮26，第二锥齿轮26同轴安装有第二齿轮27，滚动轴19伸入支架内的两端分别固定安装有第三齿轮28，第二齿轮27上设置有与第三齿轮28配合连接的齿链29，构成第一电机14带动滚轮20转动的结构；

腔体16内设置有安装在第一电机14转轴上的第一齿轮30，腔体16底面上分别设置有位于第一齿轮30左右两侧的挡板31，挡板31上水平设置有前后方向的第二滑槽32，第二滑槽32内设置有可以和第一齿轮30配合连接的齿条33，腔体16的前侧面和后侧面均设置有第三滑槽34，第三滑槽34内滑动安装有电动伸缩杆35，电动伸缩杆35的端部与齿条33固定连接，腔体16底面上设置有位于挡板31下方的通槽36，通槽36内滑动设置有连接杆37，连接杆37的一端与挡板31的下端固定连接，连接杆37的另一端与滑块24固定连接，构成第一电机14带动第一箱体21和第二箱体22互相离合的结构；

弧形轨道10的右侧面设置有第二电机38，使得第二电机38通过弧形导轨11带动爬索箱15转动，第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9的结构相同。

为了实现第一箱体21和第二箱体22能在固定块13下端滑动，所述的固定块13内水平设置有开口向下的T型槽39，第一箱体21和第二箱体22的上端面均设置有与T型槽39配合连接的T型块40。

为了实现第二电机38带动爬索箱15转动，所述第二电机38的转轴伸入弧形轨道10内，第二电机38转轴的一端安装有第四齿轮41，弧形导轨11的前侧面设置有与第四齿轮41配合安装的弧形齿条42，构成第二电机38带动爬索箱15转动的结构，弧形轨道10左侧设置有能使支撑杆12通过的开口。

为了实现第一支撑臂4能够分别带动第一肢体6和第二肢体7，所述的第一支撑臂4包括横梁43，横梁43的左端水平设置有方向向后并且与横梁43垂直的第一横杆44，横梁43的右端水平设置有方向向前并且与横梁43垂直的第二横杆45，在第一横杆44和第二横杆45的端部竖直设置有向下的竖杆46，第一支撑臂4与第二支撑臂5结构相同，第一支撑臂4与第二支撑臂5上的横梁43分别与上固定板2与下固定板3固定连接。

为了实现第一肢体6在绳索上移动不会产生偏移，所述的第一箱体21和第二箱体22的下端设置有第二支架47，第二支架47上设置有滚轮20，当第一肢体6在运行过程中发生偏离拉索时，至少有一个滚轮20抵住拉索，防止第一肢体6偏离索道。

为了实现当第一肢体6逆时针转动到极限位置使得爬索箱15的下端面水平时，保持位置固定，所述的弧形导轨11的角度位于190°至230°之间，当第一肢体6逆时针转动到极限位置时，第一肢体6的左半部分重量大于第一肢体6的右半部分，第一肢体6不会因为自身重力或者风力的影响顺时针回转。

为了实现当第一箱体21与第二箱体22分离且第一肢体6顺时针转动到极限位置使得爬索箱15的下端面水平时保持位置固定，所述的弧形轨道10的左侧面设置有第二凹槽48，第二凹槽48内滑动设置有楔形块49，第二凹槽48的右侧面固定安装有弹簧50，弹簧50的一端与楔形块49固定安装，第一箱体21的左端设置有挡块51，第一肢体6顺时针转动到极限位置时，挡块51顶在楔形块49的下端面，使得第一肢体6不会因为自身重力或者风力的影响逆时针回转。

本发明在使用时，打开第一肢体6上第一电机14，第一电机14的转轴转动，固定安装在第一电机14转轴上的第一齿轮30随之转动，同时控制电动伸缩杆35回缩，使齿条33向第一齿轮30方向滑动直至齿条33与第一齿轮30啮合，使得齿条33在第一电机14的带动下向外移动，齿条33带动与齿条33连接的挡板31亦向外移动，挡板31向外移动时，带动与挡板31固定连接的连接杆37在通槽36内滑动，连接杆37的滑动电动与连接杆37固定连接的滑块24在第一滑槽23内滑动，当连接杆37带动滑块24滑动时，第一箱体21和第二箱体22在连接杆37的带动下在直板17端部转动，使得第一箱体21和第二箱体22的下端分离，将第一肢体6套在拉索上，使拉索位于第一肢体6内，此时，使第一电机14反转，固定安装在第一电机14转轴上的第一齿轮30反向转动，使得第一箱体21和第二箱体22在第一电机14的带动下结合，即使得第一箱体21和第二箱体22上的滚轮20顶在拉索上，关闭第一电机14并控制电动伸缩杆35伸展，使得齿条33离开第一齿轮30，完成将第一肢体6安装在拉索上，同理，将第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9安装在拉索上。

当第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9都安装在拉索上后，打开第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9上的第一电机14，第一电机14的转轴转动，固定安装在第一电机14转轴上的第一锥齿轮25随之转动，与第一锥齿轮25配合连接的第二锥齿轮26随之转动，则与第二锥齿轮26同轴安装的第二齿轮27一同转动，第二齿轮27通过链条29带动第三齿轮28转动，第三齿轮28通过滚动轴19带动滚轮20转动，使得第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9在拉索上向前方移动，固定块13的后侧面安装有摄像装置和影像传送装置，第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9在绳索上移动时，人们可通过固定在固定块13上的摄像装置和影像传送装置观察绳索上的情况。

当爬索机器人向上爬到绳索的最上端时，控制第一肢体6和第二肢体7上的电动伸缩杆35回缩，使齿条33向第一齿轮30方向滑动直至齿条33与第一齿轮30啮合，使得齿条33在第一电机14的带动下向外移动，齿条33带动与齿条33连接的挡板31亦向外移动，挡板31向外移动时，带动与挡板31固定连接的连接杆37在通槽36内滑动，连接杆37的滑动电动与连接杆37固定连接的滑块24在第一滑槽23内滑动，当连接杆37带动滑块24滑动时，第一箱体21和第二箱体22在连接杆37的带动下在直板17端部转动，使得第一箱体21和第二箱体22的下端分离，控制电动推杆1，使得电动推杆1的上端带动固定在上固定板2上端的第一支撑臂4向上移动，使得固定在第一支撑臂4上的第一肢体6和第二肢体7一同向上移动，在第一肢体6和第二肢体7在向上移动的过程中，打开固定在第一肢体6和第二肢体7上的第二电机38，固定在第二电机38转轴上的第四齿轮41开始转动，固定在弧形导轨11上的弧形齿条42在第四齿轮41的带动下，使得弧形导轨11在弧形轨道10内顺时针方向滑动，弧形导轨11在滑动的过程中，固定在第一箱体21上的挡块51顶在楔形块49的斜面上，随着弧形导继续滑动，楔形块49克服弹簧50的弹力向第二滑槽32内滑动，当弧形导轨11顺时针滑动到极限位置时，使得爬索箱15的下端面水平朝上，挡块51离开楔形块49的斜面，楔形块49在弹簧50的作用下弹出第二滑槽32，使得楔形块49的下端面抵在挡块51上，关闭第二电机38，固定第一肢体6和第二肢体7的位置，当电动推杆1的上端移动到极限位置时，使得绳索位于爬索箱15内滚轮20上，使第一电机14反转，固定安装在第一电机14转轴上的第一齿轮30反向转动，使得第一箱体21和第二箱体22在第一电机14的带动下结合，即使得第一箱体21和第二箱体22上的滚轮20顶在拉索上，关闭第一电机14并控制电动伸缩杆35伸展，使得齿条33离开第一齿轮30，当第一箱体21和第二箱体22结合后，固定在第一箱体21上的挡块51离开楔形块49的下端面，打开固定在第一肢体6和第二肢体7上的第二电机38，固定在第二电机38转轴上的第四齿轮41开始转动，固定在弧形导轨11上的弧形齿条42在第四齿轮41的带动下，使得弧形导轨11在弧形轨道10内逆时针方向滑动，当弧形导轨11逆时针滑动到极限位置时，爬索箱15的下端面水平朝下，使得第一肢体6和第二肢体7固定在上方的绳索上，同理，第三肢体8和第四肢体9固定在上方的绳索上，使得第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9固定在同一高度的绳索上。

此时控制第一肢体6、第二肢体7、第三肢体8和第四肢体9上的第一电机14，使得爬索机器人沿着绳索向下移动，即可开始对这条绳索进行检测。

本发明的有益效果是：本发明采用四个机器人肢体能够更牢固的附着在绳索上，极大地增加了安全程度，而且采用了全自动控制的旋转和上升结构，能够在不需人工搬运安装即可将爬索机器人，移动到上面的绳索上，节省了人力物力，并极大地提高了工作效率。

Claims (7)

1.一种无人检测爬索机器人，包括电动推杆（1），其特征在于，电动推杆（1）上端固定安装有上固定板（2），上固定板（2）上端设置有第一支撑臂（4），第一支撑臂（4）的两端分别固定安装有第一肢体（6）和第二肢体（7），第一肢体（6）与第二肢体（7）关于电动推杆（1）对称，电动推杆（1）下端固定安装有下固定板（3），下固定板（3）下端设置有第二支撑臂（5），第二支撑臂（5）的两端固定安装有与第一肢体（6）和第二肢体（7）位置对应的第三肢体（8）和第四肢体（9），第一支撑臂（4）与第二支撑臂（5）的形状相同；

第一肢体（6）包括弧形轨道（10），弧形轨道（10）固定安装在第一支撑臂（4）的一端，弧形轨道（10）内滑动安装有弧形导轨（11），弧形导轨（11）内侧面固定连接有支撑杆（12），支撑杆（12）的端部固定连接有固定块（13），固定块（13）上端设置有第一电机（14），固定块（13）下端滑动设置有爬索箱（15），固定块（13）内设置有腔体（16）；

爬索箱（15）包括直板（17），直板（17）上竖直设置有第一支架（18），第一支架（18）上水平安装有滚动轴（19），滚动轴（19）上设置有滚轮（20），直板（17）的两端分别转动安装有第一箱体（21）和第二箱体（22），第一箱体（21）和第二箱体（22）的后侧面上设置有第一滑槽（23），第一滑槽（23）内设置有滑块（24），腔体（16）内设置有安装在第一电机（14）转轴上的第一锥齿轮（25），第一锥齿轮（25）左右两侧分别设置有与第一锥齿轮（25）配合连接的第二锥齿轮（26），第二锥齿轮（26）同轴安装有第二齿轮（27），滚动轴（19）伸入支架内的两端分别固定安装有第三齿轮（28），第二齿轮（27）上设置有与第三齿轮（28）配合连接的齿链（29），构成第一电机（14）带动滚轮（20）转动的结构；

腔体（16）内设置有安装在第一电机（14）转轴上的第一齿轮（30），腔体（16）底面上分别设置有位于第一齿轮（30）左右两侧的挡板（31），挡板（31）上水平设置有前后方向的第二滑槽（32），第二滑槽（32）内设置有可以和第一齿轮（30）配合连接的齿条（33），腔体（16）的前侧面和后侧面均设置有第三滑槽（34），第三滑槽（34）内滑动安装有电动伸缩杆（35），电动伸缩杆（35）的端部与齿条（33）固定连接，腔体（16）底面上设置有位于挡板（31）下方的通槽（36），通槽（36）内滑动设置有连接杆（37），连接杆（37）的一端与挡板（31）的下端固定连接，连接杆（37）的另一端与滑块（24）固定连接，构成第一电机（14）带动第一箱体（21）和第二箱体（22）互相离合的结构；

弧形轨道（10）的右侧面设置有第二电机（38），使得第二电机（38）通过弧形导轨（11）带动爬索箱（15）转动，第一肢体（6）、第二肢体（7）、第三肢体（8）和第四肢体（9）的结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述的固定块（13）内水平设置有开口向下的T型槽（39），第一箱体（21）和第二箱体（22）的上端面均设置有与T型槽（39）配合连接的T型块（40）。

3.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述第二电机（38）的转轴伸入弧形轨道（10）内，第二电机（38）转轴的一端安装有第四齿轮（41），弧形导轨（11）的前侧面设置有与第四齿轮（41）配合安装的弧形齿条（42），构成第二电机（38）带动爬索箱（15）转动的结构，弧形轨道（10）左侧设置有能使支撑杆（12）通过的开口。

4.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述的第一支撑臂（4）包括横梁（43），横梁（43）的左端水平设置有方向向后并且与横梁（43）垂直的第一横杆（44），横梁（43）的右端水平设置有方向向前并且与横梁（43）垂直的第二横杆（45），在第一横杆（44）和第二横杆（45）的端部竖直设置有向下的竖杆（46），第一支撑臂（4）与第二支撑臂（5）结构相同，第一支撑臂（4）与第二支撑臂（5）上的横梁（43）分别与上固定板（2）与下固定板（3）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述的第一箱体（21）和第二箱体（22）的下端设置有第二支架（47），第二支架（47）上设置有滚轮（20）。

6.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述的弧形导轨（11）的角度位于190°至230°之间。

7.根据权利要求1所述的一种无人检测爬索机器人，其特征在于，所述的弧形轨道（10）的左侧面设置有第二凹槽（48），第二凹槽（48）内滑动设置有楔形块（49），第二凹槽（48）的右侧面固定安装有弹簧（50），弹簧（50）的一端与楔形块（49）固定安装，第一箱体（21）的左端设置有挡块（51）。