CN111864621A - 一种攀爬装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及攀爬装置技术领域，公开了一种攀爬装置，包括支架、攀爬机构和驱动机构，支架为可开合的环形结构，支架上设有至少两个攀爬机构，各攀爬机构周向间隔均匀设置，攀爬机构包括至少一个攀爬轮组，攀爬轮组包括一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮，各麦克纳姆轮上下对称设置，麦克纳姆轮通过抱紧机构连接在支架上，抱紧机构使麦克纳姆轮向支架的中心靠近，驱动机构与麦克纳姆轮连接以带动麦克纳姆轮转动，麦克纳姆轮为全向移动的轮子，由左旋麦克纳姆轮和右旋麦克纳姆轮的顺逆旋转的不同组合可实现其上下和左右的移动，使本发明的攀爬装置可沿塔柱设备或构架上下移动和绕轴旋转，实现全向移动。

Description

一种攀爬装置

技术领域

本发明涉及攀爬装置技术领域，特别是涉及一种攀爬装置。

背景技术

在电力系统中，存在着许多高度较高的塔柱设备和构架，在对设备进行维护、检修和试验时，经常需要爬上设备或构架进行查看、清洁等作业。以变压器检修为例，试验人员经常需要检查变压器套管的油位是否正常，而油位观察窗位于套管顶部，需要借助一定的工具或采取一定的手段才能完成高处作业。

传统的技术手段主要是试验人员通过长梯或者吊车登高作业，存在着风险高，人力消耗大，效率较低等问题。目前出现了采用无人机的技术手段，由于其稳定性、可靠性和操作人员的操作水平决定了其使用的安全性，并且为了降低无人机损伤设备的风险，无人机无法非常靠近设备，导致无法清楚地查看设备，也无法有效清洁设备外表面，作业效果较差。另外，现有技术手段还采用了攀爬装置，而现有的攀爬装置，只能上下移动，不能在塔柱设备或构架的表面绕柱轴进行旋转，不满足查看、清洁等作业的需求，应用范围较小。

中国发明专利CN201210012695.6公开了一种高杆攀爬装置，包括攀爬部，攀爬部上设置有攀爬用的行走轮，并通过驱动系统带动行走轮转动来实现该装置在高杆上的攀爬。但是，中国发明专利CN201210012695.6公开的攀爬装置只能沿高杆上下移动，不能绕高杆转动。而在电力系统中，通常需要对塔柱或构架进行表面清洁和周向测量，这就要求攀爬装置能够绕其转动。比如，在避雷器或变压器套管电气试验中，当其外周面布满灰尘时，特别是含盐离子的灰尘时，会使得数据异常，造成误判，因此，在进行试验前或数据异常时，需要对避雷器或变压器套管的周向表面进行清洁，中国发明专利CN201210012695.6公开的攀爬装置并不能实现对周向表面的完全清洁和周向的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种可上下移动且可转动的攀爬装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种攀爬装置，包括：

支架，所述支架为可开合的环形结构；

攀爬机构，所述支架上设有至少两个所述攀爬机构，各所述攀爬机构周向间隔均匀设置，所述攀爬机构包括至少一个攀爬轮组，所述攀爬轮组包括一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮，各所述麦克纳姆轮上下对称设置，所述麦克纳姆轮通过抱紧机构连接在所述支架上，所述抱紧机构使所述麦克纳姆轮向所述支架的中心靠近；

驱动机构，所述驱动机构与所述麦克纳姆轮连接以带动所述麦克纳姆轮转动。

作为优选方案，所述支架为正三角形结构，所述支架上设有三个所述攀爬机构，各所述攀爬机构分别设于所述支架的三个转角处。

作为优选方案，所述支架包括三个首尾相连的支撑板，各所述支撑板的两端弯曲，使所述支架的三个转角呈弧形结构，且所述支撑板与其相邻的所述支撑板可拆卸连接。

作为优选方案，所述支架还包括连接件，相邻两个所述支撑板通过所述连接件连接，所述连接件包括连接柱和上下设置的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板通过第三连接板连接，所述第一连接板上设有第一连接孔，所述第二连接板上设有第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔相对，所述支撑板的端部设有固定孔，所述连接柱依次穿过所述第一连接孔、固定孔和所述第二连接孔。

作为优选方案，所述攀爬轮组还包括安装架，所述安装架包括安装板和轮臂，所述安装板与所述支架连接，所述麦克纳姆轮可转动地连接在所述轮臂的一端，所述轮臂的另一端与所述安装板可转动连接，所述抱紧机构分别与所述轮臂和所述安装板连接且可带动所述轮臂转动。

作为优选方案，一个所述麦克纳姆轮连接一个所述驱动机构，所述安装板设有固定块，所述固定块的两侧分别连接一个所述轮臂，一个所述轮臂连接一个所述麦克纳姆轮，所述驱动机构与所述麦克纳姆轮分别连接在所述轮臂的两侧，且所述麦克纳姆轮位于两个所述轮臂之间。

作为优选方案，所述抱紧机构包括压紧弹簧，所述压紧弹簧的两端分别与所述轮臂、所述安装板相抵。

作为优选方案，所述抱紧机构还包括壳体、推杆和推杆挡板，所述壳体的一端连接有第一耳板，所述壳体的另一端设有与其内部相通的通孔，所述推杆的一端通过所述通孔伸入所述壳体内，所述推杆挡板连接在所述推杆上且与所述压紧弹簧位于所述壳体内部，所述压紧弹簧的两端分别与所述推杆挡板、所述壳体的内壁相抵，所述推杆的另一端设有第二耳板，所述第二耳板与所述安装板可转动连接，所述第一耳板与所述轮臂可转动连接，且所述第二耳板的转动轴线与所述第一耳板的转动轴线平行。

作为优选方案，所述安装架可移动地连接在所述支架上，且所述安装架可沿靠近或远离所述支架的中心的方向移动。

作为优选方案，所述安装架还包括连接块和调节丝杆，所述连接块的一侧设有贯通槽，所述安装板连接在所述连接块设置所述贯通槽的槽口的一侧，所述支架从所述贯通槽中穿过，所述连接块的另一侧设有与所述贯通槽连通的过孔，所述支架上设有调节孔，所述调节丝杆与所述连接块可转动连接且依次穿过所述过孔和所述调节孔，所述调节孔的孔壁设有与所述调节丝杆螺纹连接的内螺纹。

本发明的攀爬装置与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明通过在支架上设置由一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮上下对称布置组成的攀爬轮组，麦克纳姆轮为全向移动的轮子，由左旋麦克纳姆轮和右旋麦克纳姆轮的顺逆旋转的不同组合可实现其上下和左右的移动，使本发明的攀爬装置可沿塔柱设备或构架上下移动和绕轴旋转，实现全向移动，在支架上设置清洁和测量装置，可实现塔柱设备或构架的周向表面清洁和周向测量。

附图说明

图1是本发明实施例的攀爬装置的第一视角结构示意图。

图2是本发明实施例的攀爬装置的第二视角结构示意图。

图3是本发明实施例的攀爬装置的支架的结构示意图。

图4是本发明实施例的攀爬轮组的第一视角结构示意图。

图5是本发明实施例的攀爬轮组的第二视角结构示意图。

图6是本发明实施例的抱紧机构的结构示意图。

图中，1-麦克纳姆轮；2-抱紧机构；201-压紧弹簧；202-壳体；2021-通孔；203-推杆；204-推杆挡板；205-第一耳板；206-第二耳板；3-支撑板；301-固定孔；4-连接柱；5-第一连接板；501-第一连接孔；6-第二连接板；601-第二连接孔；7-第三连接板；701-调节孔；8-工作台；9-安装板；10-轮臂；11-固定块；12-电机；13-连接块；1301-贯通槽；1302-过孔；14-调节丝杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6，本发明优选实施例的一种攀爬装置，包括支架、攀爬机构和驱动机构，支架为可开合的环形结构；支架上设有至少两个攀爬机构，各攀爬机构周向间隔均匀设置，攀爬机构包括至少一个攀爬轮组，攀爬轮组包括一个左旋麦克纳姆轮1和一个右旋麦克纳姆轮1，各麦克纳姆轮1上下对称设置，麦克纳姆轮1通过抱紧机构2连接在支架上，抱紧机构2使麦克纳姆轮1向支架的中心靠近；驱动机构与麦克纳姆轮1连接以带动麦克纳姆轮1转动。本实施例通过在支架上设置由一个左旋麦克纳姆轮1和一个右旋麦克纳姆轮1上下对称布置组成的攀爬轮组，麦克纳姆轮1为全向移动的轮子，由左旋麦克纳姆轮1和右旋麦克纳姆轮1的顺逆旋转的不同组合可实现其上下和左右的移动，使本实施例的攀爬装置可沿塔柱设备或构架上下移动和绕轴旋转，实现全向移动，在支架上设置清洁和测量装置，可实现塔柱设备或构架的周向表面清洁和周向测量。支架的可开合环形结构，使支架可套装在塔柱设备或机构外进行使用。支架上设置两个或两个以上的攀爬机构并且攀爬机构在支架上间隔均匀设置，可使支架在移动或转动时保持平衡。抱紧机构2可使攀爬装置的麦克纳姆轮1贴紧塔柱设备或构架表面，使攀爬装置可沿其表面移动且可防止攀爬装置掉落。攀爬机构包括一个左旋麦克纳姆轮1和一个右旋麦克纳姆轮1组成的攀爬轮组，虽然麦克纳姆轮1为可全向移动的轮子，但是在支架上仅设置两个或两个以上的麦克纳姆轮，当麦克纳姆轮均为左旋或均为右旋时，轮子旋转会产生上下移动的速度分量或切向的速度分量，导致攀爬装置既会上下移动也会转动，造成攀爬装置的运动不受控制；当麦克纳姆轮既包括左旋也包括右旋时，二者的运动会抵消，同样导致攀爬装置不受控制或静止不动。因此，本实施例设置一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮组成的攀爬轮组，可通过两个轮子的不同转动方向的组合可产生一个总的速度分量，使攀爬装置可实现上下移动和转动并受到准确控制。在本实施例中，左旋麦克纳姆轮1和右旋麦克纳姆轮1是互为镜像关系的麦克纳姆轮。

进一步地，请参阅图1和图2，本实施例的支架为正三角形结构，支架上设有三个攀爬机构，各攀爬机构分别设于支架的三个转角处，三角形结构比其他结构更加稳定，且将攀爬机构设置在支架的三个转角处，可使支架的边与塔柱设备或构架的距离更近，在支架的边上设置作业设备，可使作业设备更加靠近塔柱设备或构架，方便作业，并且可减小攀爬装置的体积。进一步地，请参阅图3，本实施例的支架包括三个首尾相连的支撑板3，各支撑板3的两端弯曲，使支架的三个转角呈弧形结构，且支撑板3与其相邻的支撑板3可拆卸连接，弧形结构可方便连接设置攀爬机构，可拆卸连接使支架可开合。进一步地，支架还包括连接件，相邻两个支撑板3通过连接件连接，连接件包括连接柱4和上下设置的第一连接板5和第二连接板6，第一连接板5和第二连接板6通过第三连接板7连接，第一连接板5上设有第一连接孔501，第二连接板6上设有第二连接孔601，第一连接孔501与第二连接孔601相对，支撑板3的端部设有固定孔301，连接柱4依次穿过第一连接孔501、固定孔301和第二连接孔601，将支撑板3一端的连接柱4拿出，可使支撑板3绕其另一端转动，实现打开，当支架套设在塔柱设备或构架外时，将支撑板3转回原位并且插入连接柱4，实现闭合，方便使用，且连接稳固。本实施例在支撑板3上设置有用于安装清洁设备、测量设备、摄像装置等设备的工作台8，工作台8位于支撑板3的中部，使攀爬装置在塔柱设备或构架上工作时，作业设备能够最靠近塔柱设备或构架。

进一步地，请参阅图4和图5，本实施例的攀爬轮组还包括安装架，安装架包括安装板9和轮臂10，安装板9与支架连接，麦克纳姆轮1可转动地连接在轮臂10的一端，轮臂10的另一端与安装板9可转动连接，抱紧机构2分别与轮臂10和安装板9连接且可带动轮臂10转动，通过轮臂10的转动，可实现麦克纳姆轮1靠近或远离支架的中心，使攀爬装置适应不同直径的塔柱设备和构架，并且可提供麦克纳姆轮1对塔柱设备或构件的表面的压力。在本实施例中，一个麦克纳姆轮1连接一个驱动机构，安装板9设有固定块11，固定块11的两侧分别连接一个轮臂10，一个轮臂10连接一个麦克纳姆轮1，驱动机构与麦克纳姆轮1分别连接在轮臂10的两侧，且麦克纳姆轮1位于两个轮臂10之间，可使攀爬轮组的两个麦克纳姆轮1上下对称设置且运动不受干涉，并且可使轮组机构对称，有利于攀爬装置的平衡。在本实施例中，驱动机构为电机12，电机12的输出轴通过轮臂10上设置的孔与麦克纳姆轮1连接。

可选地，请参阅图5和图6，本实施例的抱紧机构2包括压紧弹簧201，压紧弹簧201的两端分别与轮臂10、安装板9相抵，通过压紧弹簧201的伸缩可带动轮臂10转动并限制转动范围，且可提供给轮臂10一定的压紧力，进而提供对塔柱设备或构架表面的压力，可使麦克纳姆轮1对塔柱设备或构架表面挤压形成竖直向上的摩擦力，使麦克纳姆轮1可沿其表面移动，实现上升、下降和悬停。进一步地，本实施例的抱紧机构2还包括壳体202、推杆203和推杆挡板204，壳体202的一端连接有第一耳板205，壳体202的另一端设有与其内部相通的通孔2021，推杆203的一端通过通孔2021伸入壳体202内，推杆挡板204连接在推杆203上且与压紧弹簧201位于壳体202内部，压紧弹簧201的两端分别与推杆挡板204、壳体202的内壁相抵，推杆203的另一端设有第二耳板206，第二耳板206与安装板9可转动连接，第一耳板205与轮臂10可转动连接，且第二耳板206的转动轴线与第一耳板205的转动轴线平行，对压紧弹簧201起到保护作用，延长抱紧机构2的使用寿命，本实施例抱紧机构2采用避震器。

可选地，请参阅图1、图4和图5，本实施例的安装架可移动地连接在支架上，且安装架可沿靠近或远离支架的中心的方向移动，使攀爬机构可沿靠近或远离支架的中心的方向移动，调节攀爬机构的位置，适应不同直径的塔柱设备或构架，本实施例主要通过安装架的移动适应不同直径的塔柱设备或构架，同时通过抱紧机构2微调，抱紧机构2主要提供麦克纳姆轮1对塔柱设备或构架表面的压力。在本实施例中，安装架还包括连接块13和调节丝杆14，连接块13的一侧设有贯通槽1301，安装板9连接在连接块13设置贯通槽1301的槽口的一侧，支架从贯通槽1301中穿过，连接块13的另一侧设有与贯通槽1301连通的过孔1302，支架上设有调节孔701，本实施例的调节孔701设置在支撑板连接件的第三连接板7上，调节丝杆14与连接块13可转动连接且依次穿过过孔1302和调节孔701，调节孔701的孔壁设有与调节丝杆14螺纹连接的内螺纹，转动调节丝杆14，调节丝杆14与连接块13转动连接，调节丝杆14与连接块13的相对位置不变，调节丝杆14随转动沿调节孔701移动进而带动连接块13移动，从而调节攀爬机构的位置，本实施例通过调节丝杆14与调节孔701的配合进行调节，不仅可移动还可定位，可防止偏移和摆动。

本实施例以在攀爬轮组中，位于上方的麦克纳姆轮1为右旋麦克纳姆轮，位于下方的麦克纳姆轮1为左旋麦克纳姆轮为例，并设定向上攀爬的旋转方向为向上旋转，向下攀爬的旋转方向为向下旋转，攀爬轮组的工作过程如下：(1)当上轮和下轮均向上旋转时，该轮对上移；(2)当上轮和下轮均向下旋转时，该轮对下移；(3)当上轮向上旋转，下轮向下旋转时，该轮对左移；(4)当上轮向下旋转，下轮向上旋转时，该轮对右移。因此，通过本实施例的攀爬轮组可实现上移、下移、左移和右移四种运动方向，从而实现攀爬装置的上下移动和绕轴转动。

综上，本发明实施例提供一种攀爬装置，其通过在支架上设置由一个左旋麦克纳姆轮1和一个右旋麦克纳姆轮1上下对称布置组成的攀爬轮组，麦克纳姆轮1为全向移动的轮子，由左旋麦克纳姆轮1和右旋麦克纳姆轮1的顺逆旋转的不同组合可实现其上下和左右的移动，使本实施例的攀爬装置可沿塔柱设备或构架上下移动和绕轴旋转，实现全向移动，在支架上设置清洁和测量装置，可实现塔柱设备或构架的周向表面清洁和周向测量。

以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种攀爬装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架为可开合的环形结构；

攀爬机构，所述支架上设有至少两个所述攀爬机构，各所述攀爬机构周向间隔均匀设置，所述攀爬机构包括至少一个攀爬轮组，所述攀爬轮组包括一个左旋麦克纳姆轮(1)和一个右旋麦克纳姆轮(1)，各所述麦克纳姆轮(1)上下对称设置，所述麦克纳姆轮(1)通过抱紧机构(2)连接在所述支架上，所述抱紧机构(2)使所述麦克纳姆轮(1)向所述支架的中心靠近；

驱动机构，所述驱动机构与所述麦克纳姆轮(1)连接以带动所述麦克纳姆轮(1)转动。

2.根据权利要求1所述的攀爬装置，其特征在于，所述支架为正三角形结构，所述支架上设有三个所述攀爬机构，各所述攀爬机构分别设于所述支架的三个转角处。

3.根据权利要求2所述的攀爬装置，其特征在于，所述支架包括三个首尾相连的支撑板(3)，各所述支撑板(3)的两端弯曲，使所述支架的三个转角呈弧形结构，且所述支撑板(3)与其相邻的所述支撑板(3)可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的攀爬装置，其特征在于，所述支架还包括连接件，相邻两个所述支撑板(3)通过所述连接件连接，所述连接件包括连接柱(4)和上下设置的第一连接板(5)和第二连接板(6)，所述第一连接板(5)和所述第二连接板(6)通过第三连接板(7)连接，所述第一连接板(5)上设有第一连接孔(501)，所述第二连接板(6)上设有第二连接孔(601)，所述第一连接孔(501)与所述第二连接孔(601)相对，所述支撑板(3)的端部设有固定孔(301)，所述连接柱(4)依次穿过所述第一连接孔(501)、固定孔(301)和所述第二连接孔(601)。

5.根据权利要求1所述的攀爬装置，其特征在于，所述攀爬轮组还包括安装架，所述安装架包括安装板(9)和轮臂(10)，所述安装板(9)与所述支架连接，所述麦克纳姆轮(1)可转动地连接在所述轮臂(10)的一端，所述轮臂(10)的另一端与所述安装板(9)可转动连接，所述抱紧机构(2)分别与所述轮臂(10)和所述安装板(9)连接且可带动所述轮臂(10)转动。

6.根据权利要求5所述的攀爬装置，其特征在于，一个所述麦克纳姆轮(1)连接一个所述驱动机构，所述安装板(9)设有固定块(11)，所述固定块(11)的两侧分别连接一个所述轮臂(10)，一个所述轮臂(10)连接一个所述麦克纳姆轮(1)，所述驱动机构与所述麦克纳姆轮(1)分别连接在所述轮臂(10)的两侧，且所述麦克纳姆轮(1)位于两个所述轮臂(10)之间。

7.根据权利要求5所述的攀爬装置，其特征在于，所述抱紧机构(2)包括压紧弹簧(201)，所述压紧弹簧(201)的两端分别与所述轮臂(10)、所述安装板(9)相抵。

8.根据权利要求7所述攀爬装置，其特征在于，所述抱紧机构(2)还包括壳体(202)、推杆(203)和推杆挡板(204)，所述壳体(202)的一端连接有第一耳板(205)，所述壳体(202)的另一端设有与其内部相通的通孔(2021)，所述推杆(203)的一端通过所述通孔(2021)伸入所述壳体(202)内，所述推杆挡板(204)连接在所述推杆(203)上且与所述压紧弹簧(201)位于所述壳体(202)内部，所述压紧弹簧(201)的两端分别与所述推杆挡板(204)、所述壳体(202)的内壁相抵，所述推杆(203)的另一端设有第二耳板(206)，所述第二耳板(206)与所述安装板(9)可转动连接，所述第一耳板(205)与所述轮臂(10)可转动连接，且所述第二耳板(206)的转动轴线与所述第一耳板(205)的转动轴线平行。

9.根据权利要求5所述的攀爬装置，其特征在于，所述安装架可移动地连接在所述支架上，且所述安装架可沿靠近或远离所述支架的中心的方向移动。

10.根据权利要求9所述的攀爬装置，其特征在于，所述安装架还包括连接块(13)和调节丝杆(14)，所述连接块(13)的一侧设有贯通槽(1301)，所述安装板(9)连接在所述连接块(13)设置所述贯通槽(1301)的槽口的一侧，所述支架从所述贯通槽(1301)中穿过，所述连接块(13)的另一侧设有与所述贯通槽(1301)连通的过孔(1302)，所述支架上设有调节孔(701)，所述调节丝杆(14)与所述连接块(13)可转动连接且依次穿过所述过孔(1302)和所述调节孔(701)，所述调节孔(701)的孔壁设有与所述调节丝杆(14)螺纹连接的内螺纹。

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