CN114875783A - 一种便携式爬缆检测机器人 - Google Patents

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Abstract

一种便携式爬缆检测机器人，包括所述用于输出动力的动力装置、用于保护机身并支承安装其他部分的外壳、用于保障作业安全的自锁装置、用于机器人与操作人员交互信息并控制机器人运动的控制系统、用于实现抱缆的抱缆装置、用于检测缆索表面缺陷及内部结构的检测装置。具有结构简单，适应性强，控制方便，利于携带与拆装等特点。

Description

一种便携式爬缆检测机器人
技术领域
本发明涉及缆索检测领域，具体涉及一种便携式爬缆检测机器人。
背景技术
斜拉桥缆索检测问题一直是全世界的难题，尤其是在已成为拥有斜拉桥最多的我国，目前检测方式多为工作人员借助抬升平台人眼进行观察，效率低，安全系数低，成本高。目前相关爬缆检测机器人也相继研发，但在具体的检测工作中，存在以下问题：
1、现有技术的检测机器人，只有爬缆索的功能，没有考虑运动过程的稳定性问题。
2、现有技术的检测机器人，结构设计或许考虑了拆卸和安装，但是结构复杂，难以实现零部件的简单化。
3、现有技术的检测装置，往往设有检测设备，但平台笨重，方式单一。
4、现有技术的自锁装置，往往没有考虑紧急制动和断电制动，难以保障工作过程的安全性。
发明内容
为了克服上述困难，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携式爬缆检测机器人，包括动力装置、链条、链轮、电机支架、减速电机、齿轮轴、大圆锥齿轮、小圆锥齿轮、爬揽足、外壳、缆索、提手、上机架、下机架、自锁装置、液压缸、液压杆、导轨槽、大滑块、连杆、小滑块、机械抱紧夹、控制系统、抱缆装置、压紧轮、压紧轮架、压紧轮轴、链条张紧轮、检测装置、摄像头、漏磁检测仪；
所述上机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置有四个突出块，突出块侧面设置有通孔，所述上机架安装有所述提手；所述下机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置四个立块，立块上表面有同上机架立块结构相匹配的凹槽，并在侧面设置有穿过凹槽的通孔；所述立块插入凹槽中，并通过螺栓穿过立块和凹槽的侧面通孔进行固定；
所述链轮包括主动链轮和从动链轮，所述链轮安装在所述下机架上，所述链条安装在所述链轮上；所述链条张紧轮固定安装在所述下机架上，对所述链条进行张紧；所述链条上均匀安装着所述爬缆足；所述爬缆足的上表面为圆柱形，工作时，所述爬缆足的圆柱形表面紧贴所述缆索；
所述电机支架固定在所述外壳内，所述减速电机固定在所述电机支架上；所述小圆锥齿轮安装在所述减速电机输出轴上，传动到所述大圆锥齿轮；所述大圆锥齿轮带动所述链轮和所述链条；
所述液压缸与所述液压杆驱动所述大滑块上下运动；所述大滑块左右各设置有两个所述连杆，所述连杆连接所述小滑块，所述机械抱紧夹安装在小滑块上；所述小滑块可沿导轨槽左右移动，带动机械抱紧夹左右移动；所述机械抱紧夹下面为V形结构；
所述压紧轮架安装在所述上机架上，所述压紧轮轴和所述压紧轮安装在所述所述压紧轮架上，所述压紧轮为马鞍形，弧面紧贴所述缆索；
所述摄像头安装在所述下机架的立块的侧面，所述漏磁检测仪安装在所述上机架的后端；
所述控制系统包括信息处理装置与控制装置，安装于上机架顶部，信息处理装置可将检测装置采集到的信息与远程电脑进行交互。
进一步的，所述上机架与所述压紧轮架连接处设有支撑弹簧。
进一步的，所述小滑块与连杆均有四个。
进一步的，所述压紧轮架和压紧轮前后安装有两个。
进一步的，所述铰接位置及压紧轮与压紧轮轴的配合位置均有轴承。
进一步的，所述链条张紧轮有弹簧支撑。
进一步的，所述机械抱紧夹V形结构面与爬缆足表面有增大摩擦的纹路设计。
进一步的，所述摄像头对称安装有两个。
本发明的有益效果是：
与现有的爬缆检测机器人相比，本发明采用以爬缆足与链传动结合的运动装置为主题的爬缆检测机器人，采用爬缆足与链传动结合的方式使得爬缆检测机器人在检测爬升过程中更加稳定可靠；设计了立块与凹槽配合结构的机架，结构简单，操作方便，便于拆卸和安装；采用摄像头表面识别和漏磁检测仪内部无损检测相结合的检测装置，能够更加精准和全面的对缆索进行有效的检测；采用自锁装置，防止爬缆检测机器人因故障或突然断电失去控制，实现自动制动或紧急锁死，抱紧缆索，提高了爬缆检测机器人的安全性。
注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中的动力装置结构示意图。
图3为本发明中的外壳结构示意图。
图4为本发明中的拆装示意图。
图5为本发明中的自锁装置结构示意图。
图6为本发明中的运动原理结构示意图。
图7为本发明中的检测装置布置示意图。
图中，附图标记如下：
动力装置1、链条11、链轮12、电机支架13、减速电机14、齿轮轴15、大圆锥齿轮16、小圆锥齿轮17、外壳2、提手21、上机架22、上机架立块221、下机架23、下机架凹槽231、缆索3、自锁装置4、液压缸41、液压杆42、导轨槽43、小滑块44、大滑块45、机械抱紧夹46、连杆47、控制系统5、抱缆装置6、爬缆足61、链条张紧轮62、压紧轮轴63、压紧轮64、压紧轮架65、检测装置7、摄像头71、漏磁检测仪72。
具体实施方式
本发明的发明点通过如下模块来实现并解决技术问题：
1、针对背景技术提出的第1点，采用链传动结合爬缆足的原理，有效提高与缆索的有效接触面积，实现运动过程的稳定性。
2、针对背景技术提出的第2点，机架设计了便于拆卸和安装的立块与凹槽配合结构，并通过螺栓进行连接，大大简化了零部件结构，不用设计复杂的机架结构。
3、针对背景技术提出的第3点，采用摄像头表面识别和漏磁检测仪内部无损检测相结合的检测装置，检测装置设置在机架表面上。
4、针对背景技术提出的第4点，设计自锁装置在遭遇意外情况时将自动制动或紧急锁死，抱紧缆索，提高了安全性能。
具体细节如下：
如图所示：一种便携式爬缆检测机器人，包括动力装置、链条、链轮、电机支架、减速电机、齿轮轴、大圆锥齿轮、小圆锥齿轮、爬揽足、外壳、提手、上机架、下机架、缆索、自锁装置、液压缸、液压杆、导轨槽、大滑块、连杆、小滑块、机械抱紧夹、控制系统、抱缆装置、压紧轮、压紧轮架、压紧轮轴、链条张紧轮、检测装置、摄像头、漏磁检测仪；
所述上机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置有四个突出块，突出块侧面设置有通孔，所述上机架安装有所述提手；所述下机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置四个立块，立块上表面有同上机架立块结构相匹配的凹槽，并在侧面设置有穿过凹槽的通孔；所述立块插入凹槽中，并通过螺栓穿过立块和凹槽的侧面通孔进行固定；
所述链轮包括主动链轮和从动链轮，所述链轮安装在所述下机架上，所述链条安装在所述链轮上；所述链条张紧轮固定安装在所述下机架上，对所述链条进行张紧；所述链条上均匀安装着所述爬缆足；所述爬缆足的上表面为圆柱形，工作时，所述爬缆足的圆柱形表面紧贴所述缆索；
所述电机支架固定在所述外壳内，所述减速电机固定在所述电机支架上；所述小圆锥齿轮安装在所述减速电机输出轴上，传动到所述大圆锥齿轮；所述大圆锥齿轮带动所述链轮和所述链条；
所述液压缸与所述液压杆驱动所述大滑块上下运动；所述大滑块左右各设置有两个所述连杆，所述连杆连接所述小滑块，所述机械抱紧夹安装在小滑块上；所述小滑块可沿导轨槽左右移动，带动机械抱紧夹左右移动；所述机械抱紧夹下面为V形结构；
所述压紧轮架安装在所述上机架上，所述压紧轮轴和所述压紧轮安装在所述所述压紧轮架上，所述压紧轮为马鞍形，弧面紧贴所述缆索；
所述摄像头安装在所述下机架的立块的侧面，所述漏磁检测仪安装在所述上机架的后端。
如图所示：所述上机架与压紧轮架连接处设有支撑弹簧；所述小滑块与连杆均有四个；所述压紧轮架和压紧轮前后安装有两个；所述链条张紧轮有弹簧张紧；所述机械抱紧夹V形结构面与爬缆足表面有增大摩擦的纹路设计；所述摄像头对称安装有两个。
使用时，如图所示将安装好的下机架部分置于缆索下方，爬缆足顶住缆索，打开自锁装置中的机械抱紧夹，握住提手提起安装好的上机架部分至缆索上方，将上机架的上机架立块由上而下插入下机架的下机架凹槽中，拧紧螺丝，使上机架与下机架紧固，夹紧机械抱紧夹。。开启电源，机械抱紧夹松开，机器人进入工作状态。
此外，自锁装置由控制系统控制，非工作状态时，机械抱紧夹处于闭合状态，开始工作时，机械抱紧夹受控制系统控制松开，遭遇特殊情况或收到远程电脑指令时，机械抱紧夹夹紧，突然断电时，机械抱紧夹恢复夹紧。
工作时，机器人抱住缆索前进，通过摄像头与漏磁检测仪对缆索进行检测，并将实时数据传输给信息处理装置。当信息处理装置识别到缆索表面具有缺陷或缆索内部结构破损时，信息处理装置立即向远程电脑发出警报，并将摄像头所拍摄到的图像与漏磁检测仪所检测到的数据结合GPS定位一并发送给远程电脑。工作完毕，机器人回到指定位置，由工作人员进行拆卸。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：包括动力装置、链条、链轮、电机支架、减速电机、齿轮轴、大圆锥齿轮、小圆锥齿轮、爬揽足、外壳、提手、上机架、下机架、缆索、自锁装置、液压缸、液压杆、导轨槽、大滑块、连杆、小滑块、机械抱紧夹、控制系统、抱缆装置、压紧轮、压紧轮架、压紧轮轴、链条张紧轮、检测装置、摄像头、漏磁检测仪；
所述上机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置有四个突出块，突出块侧面设置有通孔，所述上机架安装有所述提手；所述下机架为有两个窗口的拱形，其中四个角设置四个立块，立块上表面有同上机架立块结构相匹配的凹槽，并在侧面设置有穿过凹槽的通孔；所述立块插入凹槽中，并通过螺栓穿过立块和凹槽的侧面通孔进行固定；
所述链轮包括主动链轮和从动链轮，所述链轮安装在所述下机架上，所述链条安装在所述链轮上；所述链条张紧轮固定安装在所述下机架上，对所述链条进行张紧；所述链条上均匀安装着所述爬缆足；所述爬缆足的上表面为圆柱形，工作时，所述爬缆足的圆柱形表面紧贴所述缆索；
所述电机支架固定在所述外壳内，所述减速电机固定在所述电机支架上；所述小圆锥齿轮安装在所述减速电机输出轴上，传动到所述大圆锥齿轮；所述大圆锥齿轮带动所述链轮和所述链条；
所述液压缸与所述液压杆驱动所述大滑块上下运动；所述大滑块左右各设置有两个所述连杆，所述连杆连接所述小滑块，所述机械抱紧夹安装在小滑块上；所述小滑块可沿导轨槽左右移动，带动机械抱紧夹左右移动；所述机械抱紧夹下面为V形结构；
所述压紧轮架安装在所述上机架上，所述压紧轮轴和所述压紧轮安装在所述所述压紧轮架上，所述压紧轮为马鞍形，弧面紧贴所述缆索；
所述摄像头安装在所述下机架的立块的侧面，所述漏磁检测仪安装在所述上机架的后端；
所述控制系统包括信息处理装置与控制装置，安装于上机架顶部，信息处理装置可将检测装置采集到的信息与远程电脑进行交互。
2.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：上机架与压紧轮架连接处设有支撑弹簧。
3.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：小滑块与连杆均有四个。
4.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：压紧轮架和压紧轮前后安装有两个。
5.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：链条张紧轮有弹簧张紧。
6.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：机械抱紧夹V形结构面与爬缆足表面有增大摩擦的纹路设计。
7.根据权利要求所述一种便携式爬缆检测机器人，其特征在于：摄像头对称安装有两个。
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