CN113430927A - 一种缆索攀爬检测机器人及其运动方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种缆索攀爬检测机器人及其运动方法，缆索攀爬检测机器人包括：依次设置且通过线缆连接的攀爬前体、检测装置和线缆运载装置，攀爬前体和检测装置之间通过可收放的第一线绳相连，检测装置和线缆运载装置之间通过可收放的第二线绳相连；其中，攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者均设有转轮和抱紧组件，转轮用以和缆索贴合并在缆索上滚动行走，抱紧组件用以抱紧缆索；检测装置还设有检测单元和第一卷扬机，检测单元用以对缆索进行检测，第一线绳缠绕于第一卷扬机；线缆运载装置用以运载线缆，线缆运载装置还设有第二卷扬机，第二线绳缠绕于第二卷扬机。

Description

一种缆索攀爬检测机器人及其运动方法

技术领域

本发明涉及攀爬设备技术领域，特别涉及一种缆索攀爬检测机器人及其运动方法。

背景技术

目前，针对斜拉桥或是悬索桥，对于其缆索的检测都是十分重要的工作，这就需要有一种能够在缆索上行走并对缆索进行检测的缆索攀爬检测机器人，缆索攀爬检测机器人应既可以在恶劣、复杂的环境下工作，又能够实现长距离、高安全的检测等，因而，无论在技术上还是应用上，缆索攀爬检测机器人的研究与应用无疑是一个极大的挑战。

对于现有技术中的缆索攀爬检测机器人，由于其质量较大，能耗较高，负载能力较低，针对长距离的攀爬检测无所适从，不能够很好的满足缆索检测的工程要求。由此一来，对于缆索的检测效果会大打折扣，不利于桥梁的长期监控，桥梁的安全运营也会受到较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种缆索攀爬检测机器人及其运动方法，能够实现长距离的攀爬检测，且负载能力较高，可有效满足工程需求。

为实现上述目的，本发明提供一种缆索攀爬检测机器人，包括：依次设置且通过线缆连接的攀爬前体、检测装置和线缆运载装置，攀爬前体和检测装置之间通过可收放的第一线绳相连，检测装置和线缆运载装置之间通过可收放的第二线绳相连；其中，

攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者均设有转轮和抱紧组件，转轮用以和缆索贴合并在缆索上滚动行走，抱紧组件用以抱紧缆索；

检测装置还设有检测单元和第一卷扬机，检测单元用以对缆索进行检测，第一线绳缠绕于第一卷扬机；

线缆运载装置用以运载线缆，线缆运载装置还设有第二卷扬机，第二线绳缠绕于第二卷扬机。

相对于上述背景技术，本申请提供的缆索攀爬检测机器人，包括依次设置的攀爬前体、检测装置和线缆运载装置，攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者之间间隔设置，且三者通过线缆实现电连接，同时，攀爬前体和检测装置之间通过可收放的第一线绳相连，检测装置和线缆运载装置之间通过可收放的第二线绳相连。攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者均设有转轮和抱紧组件，利用转轮可实现攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者在缆索上行走，利用抱紧组件可实现攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者抱紧缆索。检测装置还设有检测单元和第一卷扬机，利用检测单元可对缆索进行检测，第一线绳缠绕于第一卷扬机；线缆运载装置用于运载线缆，以便线缆对攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者进行供电，线缆运载装置还设有第二卷扬机，第二线绳缠绕于第二卷扬机。如此设置的缆索攀爬检测机器人，攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者均可分别固定于缆索，进而有效确保缆索攀爬检测机器人相对于缆索的固定可靠，有助于提升缆索攀爬检测机器人的载荷携带质量；利用第一卷扬机对第一线绳的收放，从而能够控制检测装置沿缆索运行，且利用第二卷扬机对第二线绳的收放，从而能够控制线缆运载装置沿缆索运行，同时线缆运载装置对线缆进行运载，有效确保缆索攀爬检测机器人的供电，有助于提升缆索攀爬检测机器人的检测距离，能够有效满足工程需求。

可选地，第一卷扬机设于检测装置面向攀爬前体的端部，第二线绳的一端固定于检测装置面向线缆运载装置的端部。

可选地，第一卷扬机具体为两个，两个第一卷扬机对称设于检测装置的两侧，第一线绳具体为分别对应第一卷扬机缠绕的两根；

和/或，

第二卷扬机设于线缆运载装置的两侧，第二线绳具体为分别对应第二卷扬机缠绕的两根。

可选地，检测装置的转轮具体为导向轮，检测装置的两端分别设有导向轮，导向轮的周向设有用以和缆索贴合的凹槽。

可选地，检测装置还包括多个围设于缆索外周的支撑轮，支撑轮设置在位于两端的导向轮之间。

可选地，检测装置的两端分别设有抱紧组件，位于检测装置一端的抱紧组件和导向轮相对设置，且分别位于检测装置两端的两个导向轮位于不同侧。

可选地，检测装置还设有用以支撑导向轮的支架，支架可沿靠近和远离缆索的轴向方向旋转，用以调节导向轮作用于缆索的压力。

可选地，多个线缆运载装置的转轮围设于缆索的外周、且分别设于线缆运载装置的两端。

可选地，攀爬前体和线缆运载装置两者均包括支撑架和调节杆，支撑架设有转轮，调节杆连接于支撑架，通过调整调节杆的长度，支撑架可沿靠近和远离缆索的轴向方向旋转，以调节转轮作用于缆索的压力。

本申请提供的一种缆索攀爬检测机器人的运动方法，应用于上述的缆索攀爬检测机器人，包括：

控制攀爬前体的抱紧组件放松，并控制检测装置和线缆运载装置的抱紧组件抱紧缆索；

控制攀爬前体沿缆索向前运行第一预设距离，且通过第一卷扬机放开第一线绳；

控制攀爬前体的抱紧组件抱紧缆索，并控制检测装置的抱紧组件放松；

控制第一卷扬机收起第一线绳，以使检测装置沿缆索向前运行第二预设距离，且通过第二卷扬机放开第二线绳，其中，第一预设距离大于第二预设距离；

控制检测装置的抱紧组件抱紧缆索，并控制线缆运载装置的抱紧组件放松；

控制第二卷扬机收起第二线绳，以使线缆运载装置沿缆索向前运行第三预设距离，其中，第二预设距离大于第三预设距离。

本申请所提供的缆索攀爬检测机器人的运动方法，其运行过程大致如下，

第一步，控制攀爬前体的抱紧组件放松，并控制检测装置和线缆运载装置的抱紧组件抱紧缆索；

第二步，控制攀爬前体沿缆索向前运行第一预设距离，且通过第一卷扬机放开第一线绳；也即检测装置和线缆运载装置两者相对于缆索保持不动，仅攀爬前体沿缆索向前运行；

第三步，控制攀爬前体的抱紧组件抱紧缆索，并控制检测装置的抱紧组件放松；也即攀爬前体沿缆索向前运行第一预设距离后停止，并利用抱紧组件和缆索保持固定，然后准备让检测装置沿缆索向前运行；

第四步，控制第一卷扬机收起第一线绳，以使检测装置沿缆索向前运行第二预设距离，且通过第二卷扬机放开第二线绳，其中，第一预设距离大于第二预设距离；此时，攀爬前体和线缆运载装置两者相对于缆索保持固定，而检测装置在第一卷扬机的作用下沿缆索向前运行；

第五步，控制检测装置的抱紧组件抱紧缆索，并控制线缆运载装置的抱紧组件放松；当检测装置在第一卷扬机的作用下沿缆索向前运行第二预设距离后停止，且攀爬前体和检测装置两者固定于缆索，准备让线缆运载装置沿缆索向前运行；

第六步，控制第二卷扬机收起第二线绳，以使线缆运载装置沿缆索向前运行第三预设距离，其中，第二预设距离大于第三预设距离。可以看出，当攀爬前体和检测装置两者均向前运行后，最后控制线缆运载装置沿缆索向前运行，这样即可实现缆索攀爬检测机器人整体向前运行，以便完成对缆索的攀爬和检测操作。

可以看出，缆索攀爬检测机器人采用上述运动方法，其运动步态类似于蚕状蠕动，攀爬前体、检测装置和线缆运载装置三者按照前后顺序依次沿缆索向前运行，可有效提升缆索攀爬检测机器人的载荷携带质量，还可实现长距离的行走和检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人的攀爬前体的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人的检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人的线缆运载装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的攀爬前体和检测装置的驱动预紧组件的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人的抱紧组件的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的缆索攀爬检测机器人在运动过程中的分解示意图；

其中：

10-攀爬前体、

100-机架、110-架体、120-扣合件、

200-抱紧组件、201-传动轴、202-压臂、203-从动齿轮、204-主动齿轮、205-压掌、206-球形铰链、2011-传动螺纹、2021-传动涡轮、

300-驱动预紧组件、

310-底座、311-座体、312-折弯板、

320-支撑架、321-连杆、322-减重孔、

330-滚轮、

340-调节杆、341-杆体、342-调节件、343-限位件、344-滑轨、345-连接板、346-弹性件；

20-检测装置、

21-检测单元、22-第一卷扬机、23-导向轮、24-支撑轮、25-支架、30-线缆运载装置、31-基体、32-第二卷扬机、

01-第一线绳、02-第二线绳、800-线缆、900-缆索。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本申请实施例提供的缆索攀爬检测机器人，参考说明书附图1至附图6所示，包括依次设置的攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30，攀爬前体10和检测装置20之间通过第一线绳01相连，检测装置20和线缆运载装置30之间通过第二线绳02相连，可以认为的，攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者之间并非是刚性连接，攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者之间的相对位置关系可在一定范围内发生变化。

其中，无论是第一线绳01还是第二线绳02，均可具体设置为线缆或是钢丝绳等。

攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者通过线缆800电连接，即线缆800可对攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者进行供电，线缆运载装置30位于缆索攀爬检测机器人的最末端，用于运载线缆800。

攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者都设置有转轮和抱紧组件200，通过各自的转轮，可分别实现上述三者在缆索上运行，并且通过各自的抱紧组件200，可分别实现上述三者固定于缆索。

检测装置20还设有检测单元21和第一卷扬机22，检测单元21用以对缆索进行检测，第一线绳01缠绕于第一卷扬机22；检测单元21可根据实际需要设置为不同检测单元，例如，针对传输线缆等缆索，检测单元21可具体为漏磁传感器，以便对传输线缆进行检测。

第一线绳01的一端固定于攀爬前体10，第一线绳01的另一端缠绕于第一卷扬机22，利用第一卷扬机22朝向不同方向旋转，以实现第一线绳01的收放。

在运行过程中，当攀爬前体10通过其抱紧组件200固定于缆索时，检测装置20的抱紧组件200处于放松状态(暂不考虑线缆运载装置30)，此时控制第一卷扬机22旋转，收起第一线绳01，则检测装置20沿着缆索朝向攀爬前体10运行。

而当攀爬前体10的抱紧组件200处于放松状态，且检测装置20的抱紧组件200抱紧缆索时，当攀爬前体10向前运行时，攀爬前体10和抱紧组件200的距离变大，此时可控制第一卷扬机22处于放松状态，随着第一卷扬机22的旋转，放松第一线绳01。

线缆运载装置30还设有第二卷扬机32，第二线绳02的一端固定于抱紧组件200，第二线绳02的另一端缠绕于第二卷扬机32，利用第二卷扬机32朝向不同方向旋转，以实现第二线绳02的收放；其中，第二线绳02的收放过程和效果可参考第一线绳01，此处不再展开。

攀爬前体10和检测装置20的个数通常可设置为一个，线缆运载装置30可设置为两个，如说明书附图1所示，这样一来，利用两个线缆运载装置30能够进一步增加对线缆800运载，以便缆索攀爬检测机器人执行长距离的运行检测。

当然，根据实际需要，缆索攀爬检测机器人还可以扩展多个可以执行其他功能的机器人，例如，还可设置有清洁机器人或者修补裂缝的机器人等。需要指出的是，本文中的缆索攀爬检测机器人，其有效载荷可设置较多，由于线缆运载装置30可对线缆800进行运载，且线缆800是由发电站供电，而发电站往往置于桥面。考虑到电缆的自重及其额外的风荷载系统，线缆运载装置30是专门为承载着数百米长的线缆800的质量。同时，攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30各自可设置有备用电池，它可以在线缆800供电失败后保证机器人返回到桥面。受益于分体式设计，缆索攀爬检测机器人的动态载荷可分解成多个静态负载，且攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者均设有抱紧组件200和转轮，保证整机的进一步稳定。

针对攀爬前体10的具体设置方式，可参考说明书附图1、附图5和附图6，其可包括机架100、抱紧组件200和多个驱动预紧组件300，抱紧组件200和多个驱动预紧组件300设于机架100。

其中，针对检测装置20和线缆运载装置30的抱紧组件200，亦可参考说明书附图6所示的抱紧组件200；此外，针对线缆运载装置30的驱动预紧组件300，也可参考说明书附图5所示的驱动预紧组件300，本文将不再一一展开赘述。

本文中，机架100作为攀爬前体10的主体结构，其可设为具有近似于圆形的内部通道结构，内部通道结构用于容纳缆索，且内部通道结构的横截面尺寸应大于缆索的横截面尺寸，以便攀爬前体10沿着缆索的长度方向移动；同样地，检测装置20和线缆运载装置30两者也可设置类似的主体结构，以便检测装置20和线缆运载装置30两者沿着缆索移动。

针对机架100，为了实现机架100围设于缆索的外周，其可以包括至少两组可转动连接的架体110，任意相邻的两个架体110之间通过扣合件120实现固定；在使用时，首先通过扣合件120解除架体110之间的连接，将架体110放置于缆索的外周，然后将架体110进行围设，以使架体110将缆索包覆其中，最后利用扣合件120锁定架体110的相对位置，此时缆索无法沿径向脱离机架100，机架100仅能够沿缆索的轴向运动；当需要将机架100脱离缆索时，亦可通过扣合件120解除架体110之间的锁定，从而将机架100沿缆索的径向从缆索上取出。可以看出，扣合件120既承担了相邻两个机架100之间的转动连接，还可以固定相邻两个机架100的相对位置；扣合件120可具体为带阻尼的合页等部件，本文对此并不涉及实质性改进。与此同时，利用扣合件120还可以实现对攀爬前体10的快速拆装，有助于提升将攀爬前体10安装于缆索的效率，且方便操作。

抱紧组件200用于对缆索进行抱紧，当抱紧组件200抱紧缆索时，则攀爬前体10相较于缆索固定，以便执行相应的检测等操作；当然，当需要攀爬前体10沿着缆索行走时，则抱紧组件200应放松对缆索的抱紧操作，以便通过驱动预紧组件300在缆索上行走。针对抱紧组件200的具体实施方式，其可设置为类似机械手的部件，通过夹持操作对缆索进行抱紧，此外，本文后续将再给出一种具体实施方式。

本文中的攀爬前体10给出了设置八个驱动预紧组件300的情形，即在机架100的上下两端分别设置四个驱动预紧组件300，八个驱动预紧组件300可围绕缆索对称设置，这样一来，攀爬前体10的预紧力被分配到八个驱动预紧组件300上，每个八个驱动预紧组件300的预紧力相较于传统的双边轮式机器人或三边轮式机器人的预紧力得到了较大的降低，从而使得攀爬前体10可以轻松越过缆索表面的螺旋线。

针对每个驱动预紧组件300的设置方式，如说明书附图2所示，其包括底座310、支撑架320、滚轮330和调节杆340，其中，滚轮330即为攀爬前体10和线缆运载装置30的转轮。

底座310可通过螺栓等紧固件固定于机架100的端面上。支撑架320可设置呈杆状，其一端可采用铰接的方式设于底座310，另一端设有滚轮330，滚轮330安装有驱动电机，在驱动电机的驱动下，滚轮330能够自行旋转，即滚轮330可相对于支撑架320发生旋转，以使滚轮330在缆索上前进。

调节杆340可具体设置为伸缩杆，例如伸缩缸等，后文将再给出一种调节杆340的具体实施方式；调节杆340的一端和底座310相连，调节杆340的另一端和支撑架320相连，由于调节杆340的长度可调，且支撑架320可相较于底座310旋转，由此当调节杆340的长度调节时，则会改变支撑架320和底座310之间的角度，进而调节滚轮330和缆索之间的接触力，摩擦力亦会相应改变。

这样一来，可以通过调节调节杆340的长度，使得滚轮330和缆索之间的接触力达到最佳数值，滚轮330即可快速的在缆索上行走；与此同时，由于每个滚轮330均可自行旋转，且每个滚轮330和缆索之间的接触力均可独立调节，这样便能够确保攀爬前体10轻松越过缆索表面的螺旋线。可以看出，驱动预紧组件300采用了将驱动和张紧两个功能融合为一体的设置方式，其结构紧凑，攀爬前体10的质量贴近于缆索表面，从而进一步降低攀爬前体10自旋的可能性。

针对调节杆340的具体形状构造，其可设置为包括杆体341、调节件342、限位件343和滑轨344，杆体341的两端分别连接支撑架320和限位件343，限位件343能够沿着滑轨344的长度方向移动，调节件342可移动的设于杆体341，通过移动调节件342，以使调节件342抵住限位件343，并驱动限位件343沿滑轨344移动。限位件343和滑轨344之间具有预张力，即限位件343和滑轨344两者保持于相距最远的状态，调节件342用于将限位件343和滑轨344两者的间距调小。杆体341和限位件343可固定连接，限位件343可相对于滑轨344移动，这样即可实现杆体341和滑轨344之间的间距可调，进而使得调节杆340的长度可调节。杆体341的外表面可设有螺纹，调节件342可具体为旋钮，其具有螺纹通孔，调节件342可相对于杆体341旋转，进而使得调节件342沿着杆体341的长度方向运动，当调节件342朝向靠近滑轨344的方向运动时，首先调节件342会抵住限位件343，然后继续旋转调节件342，调节件342对限位件343施加作用力，使得限位件343相对于滑轨344发生移动，进而调节调节杆340的长度。如此设置，通过旋转调节件342可以微调调节杆340的长度，进而精准的改变支撑架320和底座310之间的角度，以便滚轮330更好的与缆索表面贴合。

限位件343可具体设置呈框架结构，限位件343的两侧设有可沿滑轨344移动的滑动部，滑动部可具体为凸设的螺栓等，两个滑轨344之间设有连接板345，限位件343的顶部内壁和连接板345之间设有弹性件346，弹性件346可具体为弹簧等。

弹性件346的两端分别抵于限位件343的顶部内壁和连接板345，从而将限位件343推至相距于滑轨344最远端的位置处，如说明书附图2所示，当需要调节滚轮330与缆索表面的接触力时，旋转调节件342，调节件342朝向靠近限位件343的方向运动，当调节件342抵于限位件343时，继续旋转调节件342，则限位件343驱动弹性件346压缩，由于调节件342能够静止于杆体341的任意位置处，因此可以使弹性件346保持于压缩状态，即确保滚轮330与缆索表面的接触力处于一个定值。

当然，针对杆体341和调节件342的具体连接方式，并不限于上文提及的螺纹连接，也可将调节件342的通孔和杆体341的外壁之间设有一定的阻尼力，即调节件342能够在杆体341上移动的同时，还可以静止于任何位置，以确保限位件343和滑轨344的相对位置固定。

滑轨344可具体设置为槽体，滑动部可在槽体中旋转，也即，滑动部不仅能够沿滑轨344的长度移动，滑动部还能够在槽体中旋转一定的角度，从而实现因调节杆340的长度变化而带来的杆体341和底座310之间的角度改变。具体地，倘若杆体341和支撑架320之间的相对位置固定，则调节调节杆340的长度时，滑轨344和限位件343之间的角度需要对应变化；当然，还可以将杆体341和支撑架320设为可转动连接，而滑动部仅能够沿滑轨344的长度方向移动，亦可实现上述调节滚轮330和缆索接触力的目的；类似地，还可以将杆体341和支撑架320设为可转动连接，滑动部不仅能够沿滑轨344的长度移动，滑动部还能够在槽体中旋转一定的角度，其技术效果相同，本文此处不再展开。

底座310包括座体311和折弯板312，折弯板312和座体311可固定连接，折弯板312和支撑架320两者分别位于座体311的两端，折弯板312和座体311之间具有预设角度，折弯板312沿着面向滚轮330的方向折弯，滑轨344设于折弯板312。如此设置的底座310，可以有效缩短调节杆340的长度，且调节杆340的高度最好采用一端高、一端低的设置方式，调节杆340靠近滚轮330的一端较高，调节杆340靠近折弯板312的一端较低，这样可以使调节杆340有效支撑滚轮330，确保滚轮330和缆索表面的接触力可靠，使得攀爬前体10能够平稳快速的在缆索表面行走。

支撑架320的个数为两个，两个支撑架320的顶端分别和滚轮330的轴部两端连接，位于滚轮330的下方位置，两个支撑架320还设有连杆321，杆体341的端部和连杆321连接。两个支撑架320的底部转动连接于座体311，如此设置，连杆321能够有效提升两个支撑架320的结构稳固性，同时通过杆体341的移动即可带动连杆321和两个支撑架320的位置发生变化，以调节滚轮330和缆索的接触力。为了进一步减轻攀爬前体10的重量，在支撑架320、折弯板312和座体311上还可以设有减重孔322，以最大限度的降低攀爬前体10的重量。

如上文提及，驱动预紧组件300可设置有多个，且分别对称设于机架100的上下两端，抱紧组件200可设于机架100的内部，如说明书附图1所示，这样一来，驱动预紧组件300分别位于机架100的上下两端，进而优化攀爬前体10和缆索之间的接触力，以使攀爬前体10在缆索上的行走平稳，并且抱紧组件200位于机架100的中间位置，当需要利用抱紧组件200固定于缆索时，抱紧组件200能够平稳的夹持缆索，且其两端尽量保持平衡，有助于提升攀爬前体10和缆索之间的相对平衡。

针对抱紧组件200的具体设置方式，可参考说明书附图3，包括传动轴201和压臂202，两个压臂202设于传动轴201的两端，压臂202的端部转动连接有压掌205，压掌205用于抱紧缆索。

传动轴201上还设有从动齿轮203，从动齿轮203位于两个压臂202之间，在传动轴201的下方位置设有驱动电机，驱动电机可平行于传动轴201设置，驱动电机的输出轴设有主动齿轮204，主动齿轮204和从动齿轮203啮合。

当需要利用抱紧组件200抱紧缆索时，驱动电机动作，带动主动齿轮204旋转，进而驱动从动齿轮203发生旋转，从动齿轮203驱动传动轴201旋转，使得两个压臂202实现合拢和张开的动作，这样会使两个压掌205之间的间距缩小或变大，完成抱紧和放松缆索的动作。

为了优化抱紧组件200的布局，传动轴201和两个压臂202可设于同一平面上，即传动轴201的旋转轴线和压臂202的旋转轴线相互垂直，本文中在传动轴201的两端设有传动螺纹2011，两个压臂202设有传动涡轮2021，利用传动涡轮2021和传动螺纹2011的传动配合，实现两个压臂202的合拢和张开动作，与此同时，传动涡轮2021和传动螺纹2011之间具有自锁特性，因此当攀爬前体10掉电时，传动涡轮2021和传动螺纹2011之间仍然可以保持锁紧力，进而确保压掌205和缆索之间的相对位置固定，

每一个压掌205和其所对应的压臂202之间还可通过球形铰链206连接，这样一来，当缆索表面存在微小障碍或是缆索具有一定的挠度时，压臂202均可以稳固的夹持于缆索，以确保攀爬前体10和缆索的位置稳固。

以上重点介绍了攀爬前体10的具体结构，针对其与检测装置20和线缆运载装置30两者类似的位置，例如：机架100、抱紧组件200和驱动预紧组件300可相互参照，本文不再展开。

针对检测装置20，如说明书附图1和附图3所示，第一卷扬机22设于检测装置20面向攀爬前体10的端部，且第二线绳02的一端固定于检测装置20面向线缆运载装置30的端部。

也就是说，第二线绳02的两端刚好位于攀爬前体10和检测装置20之间，这样能够避免第二线绳02的长度过长，不会增加缆索攀爬检测机器人的质量。

第一卷扬机22可具体设置为两个，两个第一卷扬机22对称设于检测装置20的两侧，且第一线绳01亦应设置为两根，每根第一线绳01对应缠绕一个第一卷扬机22。显然，利用两根第一线绳01分担了拉拽力，且对称设置的第一卷扬机22能够保持检测装置20的运行平稳，提升检测装置20的运行可靠性。

针对检测装置20的转轮，其可设置为导向轮23，不同于攀爬前体10和线缆运载装置30的滚轮330，导向轮23的周向设有凹槽，用以和缆索贴合，凹槽可具体为V型槽。

凹槽的槽底和槽壁能够最大限度的和缆索贴合，以便导向轮23相对于缆索滚动行走；此外，在检测装置20的两端均设有导向轮23，即导向轮23位于行走方向的前后两端，有助于保持检测装置20的前后平衡；进一步地，两个导向轮23可呈对角设置，以说明书附图3所示的方位为例，位于上方的导向轮23位于检测装置20的左侧，位于下方的导向轮23位于检测装置20的右侧，这样一来，两个导向轮23位于缆索的径向两侧，将缆索压持在两个导向轮23之间，进一步提升检测装置20的行走稳定性。

在两个导向轮23之间还可设置多个支撑轮24，多个支撑轮24可均匀围设于缆索的外周，支撑轮24可转动设置于检测装置20的主体结构内部，利用支撑轮24沿缆索滚动，提升检测装置20在缆索上的行走稳定性。

针对检测装置20的抱紧组件200的结构，如上文提及，可参考说明书附图6所示，这里仅对抱紧组件200的位置进行优化设置；本文可将抱紧组件200设置在检测装置20的两端，即设置有两个抱紧组件200；继续以说明书附图3所示的方位为例，位于检测装置20的主体结构上方，设置有导向轮23和抱紧组件200，导向轮23位于左侧，抱紧组件200位于右侧；位于检测装置20的主体结构下方，同样设置有导向轮23和抱紧组件200，导向轮23位于右侧，抱紧组件200位于左侧，这样一来，位于上下两端的两个抱紧组件200能够平稳的夹持缆索，以便平衡检测装置20的前后两端(附图中的上下位置)，且检测装置20的检测可靠。

检测装置20还可设置有支架25，导向轮23可转动地设置于支架25的顶端，支架25的底端一侧转动连接于检测装置20的主体结构，支架25的底端另一侧连接有弹簧等弹性部的一端，弹性部的另一端固定于检测装置20的主体结构，这样一来，在弹性部的伸缩作用下，支架25可沿靠近和远离缆索的轴向方向旋转，从而调节导向轮23作用于缆索的压力，确保导向轮23更好的在缆索上行走。

支架25可包括两个侧板和连接于两个侧板之间的横板，两个侧板呈三角形，两个侧板的顶角分别转动连接于导向轮23的两个端面，横板位于导向轮23和检测装置20的主体结构之间，弹性部的一端和横板相连，弹性部的另一端和检测装置20的主体结构连接，这样一来，通过弹性部的伸缩，两个侧板在横板的作用下可同步旋转一定的角度，以调节导向轮23相较于缆索的压力。

针对线缆运载装置30，其驱动预紧组件300如上文记载，可参考说明书附图5，也即线缆运载装置30的转轮可具体为滚轮330，本文不再展开。驱动预紧组件300的个数也可设置为多个，类似于攀爬前体10的多个驱动预紧组件300的设置方式，可对应参考说明书附图2。

第二卷扬机32的个数可具体为两个，两个第二卷扬机32分别设于线缆运载装置30的两侧，且第二线绳02也应设置为两根，每根第二线绳02对应缠绕于一个第二卷扬机32上，这样可以确保线缆运载装置30的运行平稳，其有益效果和两根第一线绳01的有益效果类似，此处不再赘述。

本申请所提供的缆索攀爬检测机器人的运动方法，应用于上述缆索攀爬检测机器人，结合说明书附图7可知，运动方法包括如下步骤：

首先，在上线准备阶段，将攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30放置在缆索的适当位置上，同时将攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者相对位置适当调节，将攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者的抱紧组件200固定于缆索，以使缆索攀爬检测机器人相对于缆索的位置固定。其中，检测装置20和线缆运载装置30之间的间隔可具体为50m-100m，攀爬前体10和检测装置20之间的距离可紧邻设置。

在该阶段，还可以通过驱动预紧组件300调节攀爬前体10和线缆运载装置30相对于缆索的预紧力，以使攀爬前体10和线缆运载装置30能够平稳的在缆索上运行。

其次，如说明书附图7中的(1)所示，控制攀爬前体10的抱紧组件200放松，此时检测装置20和线缆运载装置30的抱紧组件200抱紧缆索，为攀爬前体10向前运行做好准备。

再次，如说明书附图7中的(2)所示，控制攀爬前体10沿缆索向前运行第一预设距离，且通过第一卷扬机22放开第一线绳01；也就是说，在攀爬前体10向前运行的同时，第一卷扬机22放开第一线绳01，以使第一线绳01的长度跟随攀爬前体10的运行而变长；且当攀爬前体10沿缆索向前运行第一预设距离后停止；

另次，如说明书附图7中的(3)所示，控制攀爬前体10的抱紧组件200抱紧缆索，也即，此时攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者均抱紧于缆索。

接着，如说明书附图7中的(4)所示，控制检测装置20的抱紧组件200放松；也即，此时攀爬前体10和线缆运载装置30抱紧于缆索，仅检测装置20放松缆索，为检测装置20向前运行做好准备；

然后，如说明书附图7中的(5)所示，控制第一卷扬机22收起第一线绳01，第一卷扬机22在收起第一线绳01的过程中，可实现检测装置20沿缆索向前运行第二预设距离，且通过第二卷扬机32放开第二线绳02，其中，第一预设距离大于第二预设距离；可以看出，在该过程中，第一线绳01的长度变短，而第二线绳02的长度变长；

再然后，如说明书附图7中的(6)所示，控制检测装置20的抱紧组件200抱紧缆索，也就是说，当检测装置20向前运行第二预设距离后，攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者再次抱紧缆索。

下一步，如说明书附图7中的(7)所示，控制线缆运载装置30的抱紧组件200放松，此时攀爬前体10和检测装置20抱紧缆索，为线缆运载装置30向前运动做好准备。

最后，控制第二卷扬机32收起第二线绳02，以使线缆运载装置30沿缆索向前运行第三预设距离，其中，第二预设距离大于第三预设距离。

至此，攀爬前体10、检测装置20和线缆运载装置30三者依次按照先后顺序沿着缆索行走，从而完成攀爬和检测过程。

针对缆索攀爬检测机器人还设置其他功能机器人的情形，其运动方式与上述类似的，利用缆索依次执行前进行走即可，其在行走过程中，其余机器人均处于抱紧缆索的状态，以确保缆索攀爬检测机器人的稳定性。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的缆索攀爬检测机器人及其运动方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种缆索攀爬检测机器人，其特征在于，包括：依次设置且通过线缆(800)连接的攀爬前体(10)、检测装置(20)和线缆运载装置(30)，所述攀爬前体(10)和所述检测装置(20)之间通过可收放的第一线绳(01)相连，所述检测装置(20)和所述线缆运载装置(30)之间通过可收放的第二线绳(02)相连；其中，

所述攀爬前体(10)、所述检测装置(20)和所述线缆运载装置(30)三者均设有转轮和抱紧组件(200)，所述转轮用以和缆索贴合并在缆索上滚动行走，所述抱紧组件(200)用以抱紧缆索；

所述检测装置(20)还设有检测单元(21)和第一卷扬机(22)，所述检测单元(21)用以对缆索进行检测，所述第一线绳(01)缠绕于所述第一卷扬机(22)；

所述线缆运载装置(30)用以运载所述线缆(800)，所述线缆运载装置(30)还设有第二卷扬机(32)，所述第二线绳(02)缠绕于所述第二卷扬机(32)。

2.根据权利要求1所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述第一卷扬机(22)设于所述检测装置(20)面向所述攀爬前体(10)的端部，所述第二线绳(02)的一端固定于所述检测装置(20)面向所述线缆运载装置(30)的端部。

3.根据权利要求2所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述第一卷扬机(22)具体为两个，两个所述第一卷扬机(22)对称设于所述检测装置(20)的两侧，所述第一线绳(01)具体为分别对应所述第一卷扬机(22)缠绕的两根；

和/或，

所述第二卷扬机(32)设于所述线缆运载装置(30)的两侧，所述第二线绳(02)具体为分别对应所述第二卷扬机(32)缠绕的两根。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述检测装置(20)的转轮具体为导向轮(23)，所述检测装置(20)的两端分别设有所述导向轮(23)，所述导向轮(23)的周向设有用以和缆索贴合的凹槽。

5.根据权利要求4所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述检测装置(20)还包括多个围设于缆索外周的支撑轮(24)，所述支撑轮(24)设置在位于两端的所述导向轮(23)之间。

6.根据权利要求4所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述检测装置(20)的两端分别设有所述抱紧组件(200)，位于所述检测装置(20)一端的所述抱紧组件(200)和所述导向轮(23)相对设置，且分别位于所述检测装置(20)两端的两个所述导向轮(23)位于不同侧。

7.根据权利要求6所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述检测装置(20)还设有用以支撑所述导向轮(23)的支架(25)，所述支架(25)可沿靠近和远离缆索的轴向方向旋转，用以调节所述导向轮(23)作用于缆索的压力。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，多个所述线缆运载装置(30)的转轮围设于缆索的外周、且分别设于所述线缆运载装置(30)的两端。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，所述攀爬前体(10)和所述线缆运载装置(30)两者均包括支撑架(320)和调节杆(340)，所述支撑架(320)设有所述转轮，所述调节杆(340)连接于所述支撑架(320)，通过调整所述调节杆(340)的长度，所述支撑架(320)可沿靠近和远离缆索的轴向方向旋转，以调节所述转轮作用于缆索的压力。

10.一种缆索攀爬检测机器人的运动方法，应用于上述权利要求1-9任意一项的缆索攀爬检测机器人，其特征在于，包括：

控制所述攀爬前体(10)的抱紧组件(200)放松，并控制所述检测装置(20)和所述线缆运载装置(30)的抱紧组件(200)抱紧缆索；

控制所述攀爬前体(10)沿缆索向前运行第一预设距离，且通过所述第一卷扬机(22)放开所述第一线绳(01)；

控制所述攀爬前体(10)的抱紧组件(200)抱紧缆索，并控制所述检测装置(20)的抱紧组件(200)放松；

控制所述第一卷扬机(22)收起所述第一线绳(01)，以使所述检测装置(20)沿缆索向前运行第二预设距离，且通过所述第二卷扬机(32)放开所述第二线绳(02)，其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离；

控制所述检测装置(20)的抱紧组件(200)抱紧缆索，并控制所述线缆运载装置(30)的抱紧组件(200)放松；

控制所述第二卷扬机(32)收起所述第二线绳(02)，以使所述线缆运载装置(30)沿缆索向前运行第三预设距离，其中，所述第二预设距离大于所述第三预设距离。

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