CN201165636Y - 蠕动式缆索机器人夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种蠕动式缆索机器人夹紧装置，属于机器人技术领域。该夹紧装置由外锥套、顶紧销、内锥体、外锥套压盖、顶紧弹簧等组成，内锥体安装在外锥套内，顶紧销内置在内锥体内，外锥套压盖连接于外锥套，顶紧弹簧一端放置在内锥体下部，另一端固连在顶紧螺钉上，在外锥套压盖上设置一调整螺钉，用螺纹连接，在内锥体的圆柱面上设置一导向键，外锥套上圆柱体内表面上设置有键槽，并与导向键相配合，起导向作用。该装置用于具有一定斜度的斜拉桥缆索上作业的电驱动蠕动式缆索机器人上，来实现对缆索进行维护，该夹紧装置具有节能、易于控制、成本低的特点。

Description

蠕动式缆索机器人夹紧装置

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种蠕动式缆索机器人夹紧装置。

背景技术

近年来，斜拉桥以其雄伟的外观及良好的抗振性越来越得到桥梁设计师的青睐。然而，缆索因长期暴露在空气中，很容易使其表面的聚乙烯护套受到不同程度的硬化和开裂现象，继而给护套内的钢丝带来锈斑、断丝等问题。另外，大多数斜拉桥的缆索都是黑色，由于黑色几乎能吸收全部的可见光，因而热效应很高，加速了聚乙烯护套的脆化断裂。缆索彩色化不仅可以使斜拉桥变得更美观，而且能使缆索寿命得到延长。

目前，对斜拉桥缆索的检测、涂装等维护一直采用人工方法，即：采用液压升降平台或吊篮由人工完成检测、涂装等维护工作，这些人工方法不仅效率低，而且安全性差、成本高。斜拉桥缆索的维护作业自动化可以有效解决人工方法的缺陷。研制一种结构简单、运行可靠、易于制造和维护的缆索机器人，除了提高作业效率外，还可以减少人工高空作业的危险，提高维护作业的安全性。

夹紧装置是缆索机器人的关键装置，也是缆索机器人设计的难点，它的设计直接影响缆索机器人的质量大小和控制的复杂性，进而影响缆索机器人的可靠性。国内外也有对缆索机器人进行研究的相关报道，如上海交大吕恬生教授领导的课题组成功研制了采用电动全驱动摩擦轮式、气动蠕动式两类三台机器人样机。现有研究出的缆索机器人样机的夹紧装置设计复杂，导致缆索机器人机械结构复杂、体积大、质量大、控制也较复杂。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种结构简单、无需外在能源驱动的夹紧装置，从而使缆索机器人结构简单、质量小和控制容易。

为了达到此目的，本实用新型提供了一种采用锥面增力夹紧自锁原理设计的蠕动式缆索机器人夹紧装置，该装置主要由外锥套1、顶紧销2、内锥体3、外锥套压盖4、调整螺钉5、顶紧弹簧6和导向键8等组成。顶紧销2内置在内锥体3内，内锥体3安装在外锥套1内，外锥套压盖4连接于外锥套1，顶紧弹簧6一端放置在内锥体3下部，另一端固连在调整螺钉5上，调整螺钉5用螺纹联结在外锥套压盖4上，导向键8固连在内锥体3的圆柱面上，与外锥套1键槽相配合，起导向作用。在外锥套压盖4上设置调整螺钉5，用螺纹连接，用以调节顶紧弹簧6压力。

如图3和图5示，外锥套1和内锥体3上分别铣一开口，供缆索放入。内锥体3外锥面的锥度为10°～30°，锥面圆周方向均布开有圆孔，供顶紧销2放置其内，顶紧销2与孔之间是间隙配合。外锥套1的内表面主要由两个不同锥度的锥面和一个圆柱面组成，两个不同锥面的锥度分别为10°～30°和60°～90°，其位置关系为：10°～30°的锥面在60°～90°的锥面上方。外锥套1内表面的10°～30°的锥面与内锥体3外表面的10°～30°相组合，当内锥体3与外锥套1在外力作用下相向移动时，两锥面间距缩小，迫使顶紧销2顶紧缆索7，实现夹紧装置夹紧。当内锥体3和外锥套1在外力作用下相背移动时，两锥面间距拉大，迫使得顶紧销2松开缆索，实现夹紧装置松开。

外锥套1内表面的60°～90°的锥面内锥体3相组合，当内锥体3在外力作用下，相背移动距离较大时，顶紧销2回缩至内锥体3内配合孔内，延伸到外锥套1内表面的60°～90°的锥面位置，从而在该位置使缆索较容易地放入夹紧装置的内锥体3内。

本实用新型与现有技术相比，有如下优点：

1.该夹紧装置采用锥面增力夹紧自锁原理，巧妙的利用了缆索机器人本身的重力来作为夹紧缆索的原动力，无需额外的能源来实现夹紧缆索。从能源的使用的合理性角度来分析，采用这种夹紧装置的缆索机器人相对更节能。

2.该夹紧装置采用锥面增力夹紧自锁原理，使得机器人结构也相对现有缆索机器人更简单，更易于控制，便于实现。

3.此夹紧装置同时也能起到导向作用，无需再设计导向装置，降低了制造成本。

附图说明

图1为夹紧装置剖视图；

图中：1外锥套、2顶紧销、3内锥体、4外锥套压盖、5调整螺钉、6顶紧弹簧、7缆索、8导向键

图2为外锥套剖视图；图3为外锥套仰视图；图4为内锥体剖视图；图5为内锥体俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，顶紧销2一端与外锥套1内锥面接触，另一端与缆索接触。内锥体3外锥面为20°，锥面上开通有圆孔，供顶紧销2放置其内，是间隙配合。

如图2所示，外锥套1的内表面主要由两个不同锥度的锥面和一个圆柱面组成，两个不同锥度分别为20°和90°。其位置关系为：20°的锥面在90°的锥面上方。如图3示外锥套1上铣一开口，供缆索放入。

如图4示内锥体3外锥面的锥度为20°，锥面体圆周方向均布开有三个圆孔，供顶紧销2放置其内，顶紧销2与孔之间是间隙配合。如图5示，内锥体3上铣一开口，供缆索放入。

所谓锥面增力夹紧自锁原理就是：当外锥套1受到向下的作用力，顶紧销2受到缆索7向上的静摩擦力，使内锥体3与外锥套1相向移动，两锥面间距缩小，迫使顶紧销2顶紧缆索7，实现夹紧自锁。

当外锥套1受到向上的作用力，顶紧销2受到缆索7向下的静摩擦力，从而使内锥体3和外锥套1相背移动，两锥面间距拉大，迫使得顶紧销2松开缆索，实现夹紧装置向上运动。

把外锥套1内表面设计一个90°锥度的锥面，主要是为了使顶紧销2能迅速顶上或脱离缆索。

该夹紧装置就是通过这一原理，来实现夹紧和松开缆索。

Claims (4)

1、蠕动式缆索机器人夹紧装置，其特征在于该夹紧装置由外锥套(1)、顶紧销(2)、内锥体(3)、外锥套压盖(4)、顶紧弹簧(6)等组成，，内锥体(3)安装在外锥套(1)内，顶紧销(2)内置在内锥体(3)内，外锥套压盖(4)连接于外锥套(1)，顶紧弹簧(6)一端放置在内锥体(3)下部，另一端固连在顶紧螺钉(5)上，在外锥套压盖(4)上设置一调整螺钉(5)，用螺纹连接，在内锥体(3)的圆柱面上设置一导向键(8)，外锥套(1)上圆柱体内表面上设置有键槽，并与导向键(8)相配合，起导向作用。

2、根据权利要求1所述的蠕动式缆索机器人夹紧装置，其特征在于所述的外锥套(1)上铣一开口，外锥套(1)的内表面主要由两个不同锥度的锥面和一个圆柱面组成，两个不同锥面的锥度分别为10°～30°和60°～90°，其位置关系为，锥度为10°～30°的锥面在锥度为60°～90°的锥面上方。

3、根据权利要求1所述的蠕动式缆索机器人夹紧装置，其特征在于所述的顶紧销(2)与外锥套(1)接触的面为75°～85°的斜面。

4、根据权利要求1所述的蠕动式缆索机器人夹紧装置，其特征在于所述的内锥体(3)上铣一开口，内锥体(3)外锥面的锥度为10°～30°，锥面体的圆周方向开有圆孔，供顶紧销(2)放置其内。

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