CN111206495A - 一种动力均布式自适应爬索机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力均布式自适应爬索机器人，包括环抱在斜拉索桥梁的索道外边缘、呈三角形布设的第一爬索组件、第二爬索组件和第三爬索组件，设置在第一爬索组件、第二爬索组件和第三爬索组件的前后外边缘上、且至少配置两个的端箍环，以及连接在端箍环上、用于拍摄斜拉索桥梁的索道表面图像的表观相机；第一爬索组件包括沿斜拉索桥梁的索道方向布设的第一框架支撑杆和第二框架支撑杆，跨接并固定连接在第一框架支撑杆与第二框架支撑杆之间的数根跨接板，相背布设并固定在跨接板底部、且共同组成八字形状的第一驱动组件和第二驱动组件，以及顶部与跨接板连接、用于调整第一驱动组件和第二驱动组件共同组成的八字形状的张开度的预紧机构。
Description
技术领域
本发明涉及爬索机器人技术领域，尤其是一种动力均布式自适应爬索机器人。
背景技术
本文所述的索道主要用于斜拉索桥梁的索道表观检测，但是其不限于此，还适用于管状物的爬行检测。由于桥梁索道较高，人工无法进行全面检测。仅能观测到距桥面几米的位置，远处则无法检测。
因此，急需提出一种结构简单、安装便捷、操作简便的动力均布式自适应爬索机器人。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种动力均布式自适应爬索机器人，本发明采用的技术方案如下：
一种动力均布式自适应爬索机器人，包括环抱在斜拉索桥梁的索道外边缘、呈三角形布设、且结构相同的第一爬索组件、第二爬索组件和第三爬索组件，设置在第一爬索组件、第二爬索组件和第三爬索组件的前后外边缘上、且至少配置两个的端箍环，以及连接在端箍环上、用于拍摄斜拉索桥梁的索道表面图像的表观相机；
所述第一爬索组件包括沿斜拉索桥梁的索道方向布设的第一框架支撑杆和第二框架支撑杆，跨接并固定连接在第一框架支撑杆与第二框架支撑杆之间的数根跨接板，相背布设并固定在跨接板底部、且共同组成八字形状的第一驱动组件和第二驱动组件，以及顶部与跨接板连接、用于调整第一驱动组件和第二驱动组件共同组成的八字形状的张开度的预紧机构。
进一步地，所述跨接板包括从前至后依次布设的第一跨接板、第二跨接板和第三跨接板；
所述第二驱动组件固定在第一跨接板的底部，且第一驱动组件固定在第三跨接板的底部；所述预紧机构的顶部与第二跨接板连接。
进一步地，所述第一驱动组件与第二驱动组件的结构相同，且第二驱动组件包括固定在第一跨接板的底部、且呈门字形状的驱动铰接座，与驱动铰接座一体成型的驱动电机安装座，设置在驱动铰接座下部的门字形状之间的第一同步带轮，中部轴接并置于第一同步带轮与驱动铰接座之间、一端与预紧机构铰接、且结构相同的两块动力轮连接板，夹持连接在两块动力轮连接板的另一端之间、且与第一同步带轮匹配的第二同步带轮，连接在第一同步带轮与第二同步带轮之间的皮带，贯穿并固定驱动电机安装座上的驱动电机，与第一同步带轮同轴连接、用于将驱动电机的轴承转动转换成第一同步带轮旋转的伞齿轮换向器，与第二同步带轮同轴连接、分别置于动力轮连接板两侧、且挤压在斜拉索桥梁的索道外表面的两个动力轮。
更进一步地，所述动力轮呈锥形柱结构，且动力轮外表面设置防滑的橡胶套。
进一步地，两块所述动力轮连接板下部之间设置有调整两块动力轮连接板夹紧度的张紧轮。
优选地，所述预紧机构包括中部转动限定在第二跨接板内、下部设置有螺纹的预紧旋钮，中央与预紧旋钮螺纹匹配的预紧连板，顶部固定在第二跨接板上、且下部贯穿预紧连板设置、且至少配置两根的预紧导向杆，以及一端一一对应与第一驱动组件和第二驱动组件连接、且另一端与预紧导向杆的端部一一对应连接的两根预紧连接螺杆。
优选地，任一所述预紧连接螺杆上套设有一预紧减震弹簧。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明巧妙地设置框架支撑杆和跨接板构成梯子形状的框架，为驱动组件和预紧机构提供支撑的同时，也能减轻整体重量，以实现轻量化；
(2)本发明巧妙地设置两组呈八字形布设的驱动组件，以推进整体机构沿斜拉索桥梁的索道方向移动；其中，动力轮呈锥形柱形状，其能有效地加压在绳索外表面；另外，采用伞齿轮换向器将驱动电机的轴承转动转换成第一同步带轮旋转，并利用皮带带动与第二同步带轮同轴连接的动力轮旋转；
(3)本发明巧妙地设置预紧机构，旋转预紧旋钮，使预紧连板上下移动，以实现推拉动力轮连接板以第一同步带轮的轴心转动；如此一来，便能实现动力轮挤压绳索松紧度调整；另外，本发明通过设置至少两根预紧导向杆，保证第一驱动组件和第二驱动组件挤压力度相同；
(4)本发明在预紧连接螺杆的外边缘套设有预紧减震弹簧，以缓解运行过程中的振动，保证机器人爬行更稳定；
(5)本发明采用三组结构相同的爬索组件，其驱动力较大，且表观相机布设拍摄的面更广；
综上所述，本发明具有结构简单、安装便捷、调节简单、运行平稳、整体重量轻等优点，在爬索机器人技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的安装结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的右视图。
图4为本发明的第二驱动组件的结构示意图。
图5为本发明的第一爬索组件的剖面示意图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-第一爬索组件，2-第二爬索组件，3-第三爬索组件，4-端箍环，5-表观相机，6-第一框架支撑杆，7-第二框架支撑杆，8-第一跨接板，10-第二跨接板，11-第三跨接板，12-第一驱动组件，13-第二驱动组件，14-预紧机构，131-驱动铰接座，132-驱动电机安装座，133-伞齿轮换向器，134-第一同步带轮，135-动力轮连接板，136-第二同步带轮，137-动力轮，138-驱动电机，139-张紧轮，141-预紧旋钮，142-预紧连板，143-预紧导向杆，144-预紧减震弹簧，145-预紧连接螺杆。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图5所示，本实施例提供了一种动力均布式自适应爬索机器人。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定；另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的；不仅如此，本实施例是基于结构的改进，并未对第一驱动组件、第二驱动组件的控制方法、表观相机采集处理方法进行改进，在此就不予赘述。
具体来说，本实施例中所述的动力均布式自适应爬索机器人，包括环抱在斜拉索桥梁的索道外边缘、呈三角形布设、且结构相同的第一爬索组件1、第二爬索组件2和第三爬索组件3，设置在第一爬索组件1、第二爬索组件2和第三爬索组件3的前后外边缘上、且至少配置两个的端箍环4，以及连接在端箍环4上、用于拍摄斜拉索桥梁的索道表面图像的表观相机5；在本实施例中，端箍环4呈六边形，且三组爬索组件可选用螺栓固定在端箍环4上；另外，本实施例中，在第一爬索组件1与第二爬索组件2之间、第二爬索组件2与第三爬索组件3之间、第三爬索组件3与第一爬索组件1各设置有一个表观相机5，如此一来，便能保证拍摄的面积覆盖更全面。
由于第一爬索组件1、第二爬索组件2和第三爬索组件3的结构相同，在此就以第一爬索组件1为例进行说明；其中，该第一爬索组件1包括沿斜拉索桥梁的索道方向布设的第一框架支撑杆6和第二框架支撑杆7，跨接并固定连接在第一框架支撑杆6与第二框架支撑杆7之间的数根跨接板，相背布设并固定在跨接板底部、且共同组成八字形状的第一驱动组件12和第二驱动组件13，以及顶部与跨接板连接、用于调整第一驱动组件12和第二驱动组件13共同组成的八字形状的张开度的预紧机构14。
在本实施例中，所述跨接板包括从前至后依次布设的第一跨接板8、第二跨接板9和第三跨接板10；其中，所述第二驱动组件13固定在第一跨接板8的底部，且第一驱动组件12固定在第三跨接板10的底部；所述预紧机构14的顶部与第二跨接板9连接。
在本实施例中，第一驱动组件12与第二驱动组件13的结构相同，且第二驱动组件13包括固定在第一跨接板8的底部、且呈门字形状的驱动铰接座131，与驱动铰接座131一体成型的驱动电机安装座132，设置在驱动铰接座131下部的门字形状之间的第一同步带轮134，中部轴接并置于第一同步带轮134与驱动铰接座131之间、一端与预紧机构14铰接、且结构相同的两块动力轮连接板135，夹持连接在两块动力轮连接板135的另一端之间、且与第一同步带轮134匹配的第二同步带轮136，连接在第一同步带轮134与第二同步带轮136之间的皮带，贯穿并固定驱动电机安装座132上的驱动电机138，与第一同步带轮134同轴连接、用于将驱动电机138的轴承转动转换成第一同步带轮134旋转的伞齿轮换向器133，与第二同步带轮136同轴连接、分别置于动力轮连接板135两侧、且挤压在斜拉索桥梁的索道外表面的两个动力轮137，以及设置在两块所述动力轮连接板135下部之间、用于调整两块动力轮连接板135夹紧度的张紧轮139。为了保证动力轮137与绳索接触可靠，所述动力轮137呈锥形柱结构，且动力轮137外表面设置防滑的橡胶套。
由于绳索的直径不相同，为了获得更广的适用范围，本实施例巧妙地设置了预紧机构14，其包括中部转动限定在第二跨接板9内、下部设置有螺纹的预紧旋钮141，中央与预紧旋钮141螺纹匹配的预紧连板142，顶部固定在第二跨接板9上、且下部贯穿预紧连板142设置、且至少配置两根的预紧导向杆143，一端一一对应与第一驱动组件12和第二驱动组件13连接、且另一端与预紧导向杆143的端部一一对应连接的两根预紧连接螺杆145，以及套设在任一所述预紧连接螺杆145上的预紧减震弹簧144。
下面简要说明本装置的安装使用过程：
根据斜拉索桥梁的索道的直径选择合适的端箍环4(可跟换端箍环4的情况)，将第一爬索组件1、第二爬索组件2和第三爬索组件3环抱在绳索的外边缘，对称调整预紧机构14；
即旋转预紧旋钮141，使预紧连板142向上移动，预紧连接螺杆145带动动力轮连接板135以第一同步带轮的轴心旋转，动力轮137向下移动；在驱动铰接座131的支撑作用下，第一爬索组件1、第二爬索组件2和第三爬索组件3的动力轮137紧紧抱在绳索上；如此一来，便实现了机器人的安装；其拆除按相反顺序操作即可。
需求强调的是，本机器人是需要动力源和控制器的，但是，动力源和控制器均通过购买所得，并非是本技术的改进点，本实施例的改进点在于机器人的机械架构，因此，在此不予赘述动力源和控制器的具体内容。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，包括环抱在斜拉索桥梁的索道外边缘、呈三角形布设、且结构相同的第一爬索组件(1)、第二爬索组件(2)和第三爬索组件(3)，设置在第一爬索组件(1)、第二爬索组件(2)和第三爬索组件(3)的前后外边缘上、且至少配置两个的端箍环(4)，以及连接在端箍环(4)上、用于拍摄斜拉索桥梁的索道表面图像的表观相机(5)；
所述第一爬索组件(1)包括沿斜拉索桥梁的索道方向布设的第一框架支撑杆(6)和第二框架支撑杆(7)，跨接并固定连接在第一框架支撑杆(6)与第二框架支撑杆(7)之间的数根跨接板，相背布设并固定在跨接板底部、且共同组成八字形状的第一驱动组件(12)和第二驱动组件(13)，以及顶部与跨接板连接、用于调整第一驱动组件(12)和第二驱动组件(13)共同组成的八字形状的张开度的预紧机构(14)。
2.根据权利要求1所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，所述跨接板包括从前至后依次布设的第一跨接板(8)、第二跨接板(9)和第三跨接板(10)；
所述第二驱动组件(13)固定在第一跨接板(8)的底部，且第一驱动组件(12)固定在第三跨接板(10)的底部；所述预紧机构(14)的顶部与第二跨接板(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，所述第一驱动组件(12)与第二驱动组件(13)的结构相同，且第二驱动组件(13)包括固定在第一跨接板(8)的底部、且呈门字形状的驱动铰接座(131)，与驱动铰接座(131)一体成型的驱动电机安装座(132)，设置在驱动铰接座(131)下部的门字形状之间的第一同步带轮(134)，中部轴接并置于第一同步带轮(134)与驱动铰接座(131)之间、一端与预紧机构(14)铰接、且结构相同的两块动力轮连接板(135)，夹持连接在两块动力轮连接板(135)的另一端之间、且与第一同步带轮(134)匹配的第二同步带轮(136)，连接在第一同步带轮(134)与第二同步带轮(136)之间的皮带，贯穿并固定驱动电机安装座(132)上的驱动电机(138)，与第一同步带轮(134)同轴连接、用于将驱动电机(138)的轴承转动转换成第一同步带轮(134)旋转的伞齿轮换向器(133)，与第二同步带轮(136)同轴连接、分别置于动力轮连接板(135)两侧、且挤压在斜拉索桥梁的索道外表面的两个动力轮(137)。
4.根据权利要求3所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，所述动力轮(137)呈锥形柱结构，且动力轮(137)外表面设置防滑的橡胶套。
5.根据权利要求3所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，两块所述动力轮连接板(135)下部之间设置有调整两块动力轮连接板(135)夹紧度的张紧轮(139)。
6.根据权利要求1所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，所述预紧机构(14)包括中部转动限定在第二跨接板(9)内、下部设置有螺纹的预紧旋钮(141)，中央与预紧旋钮(141)螺纹匹配的预紧连板(142)，顶部固定在第二跨接板(9)上、且下部贯穿预紧连板(142)设置、且至少配置两根的预紧导向杆(143)，以及一端一一对应与第一驱动组件(12)和第二驱动组件(13)连接、且另一端与预紧导向杆(143)的端部一一对应连接的两根预紧连接螺杆(145)。
7.根据权利要求6所述的一种动力均布式自适应爬索机器人，其特征在于，任一所述预紧连接螺杆(145)上套设有一预紧减震弹簧(144)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |