CN212509286U - 一种爬壁机器人电控防坠装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬壁机器人电控防坠装置，它涉及防坠装置领域，防坠器支架一与防坠器支架二通过上支架固定件和下支架固定件组装成一体，其中心位置嵌设置有钢丝绳卷筒，且通过轴承和端盖与防坠器支架一和防坠器支架二连为一体，防坠器绳紧固在钢丝绳卷筒上，钢丝绳卷筒的一侧端盘外侧安装有棘轮，棘轮的一侧设置有棘爪，棘爪通过棘爪转轴销安装在防坠器支架一上，棘爪上连接有拉簧，拉簧的一端固定在防坠器支架一上，棘爪的末端后侧安装有推拉式电磁铁，钢丝绳卷筒的另一侧端盘外侧安装有齿圈，齿圈与驱动小齿轮相互啮合。它采用力矩电机作为收绳驱动，摆脱了卷簧旋转圈数对工作绳长度的限制，能够制作超长有效行程的防坠装置。

Description

一种爬壁机器人电控防坠装置

技术领域：

本实用新型涉及一种爬壁机器人电控防坠装置，属于防坠装置技术领域。

背景技术：

防坠器一般是起吊时防止被吊工件意外坠落时的安全防护装置，能有效地保护地面操作人员的生命安全和被吊工件物体的损坏，应用于冶金汽车制造、石油化工、工程建设、电力、船舶、通讯、制药、桥梁等高处作业场所。防坠器也常作为高空作业人员的防坠落保护装置，也常称作垂直生命系统。

现有防坠器均为机械式结构，采用差速式自控结构，正常使用时，安全绳将随人体或被吊工件自由伸缩，在器内机构作用下，处半紧张状态，使人体或被吊工件无牵挂感，万一发生坠落时，安全绳拉出速度明显加快，器内机械锁止系统即自动锁止，使安全绳拉出有限距离，产生有限的冲击力，对人体或被吊工件无伤害，负荷解除即自动恢复工作，工作完毕安全绳将自动回收到器内，便于携带。

现有技术及相关产品在使用过程中常发现以下问题：1、受卷簧及缠绕圈数影响，有效工作长度一般不超过50米；2、内部卷盘无轴承、卷盘与防坠器外壳常有摩擦；3、防坠器绳出绳口存在摩擦，坠落制动造成此处钢丝绳硬弯；4、有些防坠器使用后常发现锁止不灵活、不可靠现象；5、有效工作长度越大，使用中出现收绳故障率越高；6、制动触发速度属于机械设定，不能调整，不能满足特殊应用场景的要求。

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种爬壁机器人电控防坠装置。

本实用新型的一种爬壁机器人电控防坠装置，它包含防坠器支架一、防坠器支架二、上支架固定件、下支架固定件、钢丝绳卷筒、防坠器绳、棘轮、棘爪、棘爪转轴销、拉簧、推拉式电磁铁、齿圈、驱动小齿轮、驱动支架、力矩减速电机，防坠器支架一与防坠器支架二通过上支架固定件和下支架固定件组装成一体，其中心位置嵌设置有钢丝绳卷筒，且通过轴承和端盖与防坠器支架一和防坠器支架二连为一体，防坠器绳紧固在钢丝绳卷筒上，钢丝绳卷筒的一侧端盘外侧安装有棘轮，棘轮的一侧设置有棘爪，棘爪通过棘爪转轴销安装在防坠器支架一上，棘爪上连接有拉簧，拉簧的一端固定在防坠器支架一上，棘爪的末端后侧安装有推拉式电磁铁，钢丝绳卷筒的另一侧端盘外侧安装有齿圈，齿圈与驱动小齿轮相互啮合，驱动小齿轮安装在驱动支架上，驱动支架安装在防坠器支架二上，驱动支架上安装有力矩减速电机。

作为优选，所述的下支架固定件上安装有套辊，可以避免防坠器绳磨损。

作为优选，所述的钢丝绳卷筒的两端分别设置有卷筒轴，卷筒轴的伸出端延伸至防坠器支架一和防坠器支架二的外侧，并固定安装有制动轮毂。

作为优选，所述的防坠器支架二上安装有左抱箍和右抱箍，左抱箍和右抱箍的下端均设置有轴销，左抱箍和右抱箍的上端通过手轮螺栓连接，手轮螺栓的一端穿入左抱箍的通孔、压簧一、定位支架和压簧二后，拧入右抱箍的螺纹孔，定位支架固定在防坠器支架二上，通过调节手轮螺栓，可以对卷盘制动力进行调整。

作为优选，所述的防坠器支架二上设置有电磁铁触发控制器，电磁铁触发控制器与推拉式电磁铁连接，电磁铁触发控制器只采集电机被迫反转的速度值，但速度值超过设定值后，输出信号，推拉式电磁铁得电产生防坠制动。

作为优选，所述的防坠器支架一和防坠器支架二上均设置有耳板孔，通过耳板孔固定在高处。

本实用新型的有益效果：

1、它采用力矩电机作为收绳驱动，摆脱了卷簧旋转圈数对工作绳长度的限制，能够制作超长有效行程的防坠装置；

2、采用电控触发推动锁止方式，锁止可靠不反弹，通过检测卷筒转速，直接推动锁止器件产生防坠制动，可靠性更高，坠落制动触发后，可以实现缓慢可控安全的下放；

3、防坠器绳设定拉力，收卷转矩和触发制动速度灵活可调，适应更多特殊工况，比如，适当增大防坠器设定拉力，可以有效抵消爬壁机器人的部分重量载荷，增加其作业安全性；

4、配置大规格的驱动电机，当爬壁机器人故障趴窝在高空时，可以通过临时调大收卷力将故障机器人脱离避免，再安全下放；

5、通过手轮螺栓的调整，可以对坠落物体进行安全可靠的释放，特别适用于高空作业爬壁机器人领域的安全防坠保护。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型中钢丝绳卷筒的安装结构示意图；

图4为本实用新型中齿圈与驱动小齿轮的安装结构示意图。

1-防坠器支架一；2-防坠器支架二；3-上支架固定件；4-下支架固定件；41-套辊；5-钢丝绳卷筒；51-卷筒轴；6-防坠器绳；7-棘轮；8-棘爪；9-棘爪转轴销；10-拉簧；11-推拉式电磁铁；12-齿圈；13-驱动小齿轮；14-驱动支架；15-力矩减速电机；16-制动轮毂；17-左抱箍；18-右抱箍；19-轴销；20-手轮螺栓；21-压簧一；22-定位支架；23-压簧二；24-电磁铁触发控制器；25-耳板孔。

具体实施方式：

如图1-图4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含防坠器支架一1、防坠器支架二2、上支架固定件3、下支架固定件4、钢丝绳卷筒5、防坠器绳6、棘轮7、棘爪8、棘爪转轴销9、拉簧10、推拉式电磁铁11、齿圈12、驱动小齿轮13、驱动支架14、力矩减速电机15，防坠器支架一1与防坠器支架二2通过上支架固定件3和下支架固定件4组装成一体，其中心位置嵌设置有钢丝绳卷筒5，且通过轴承和端盖与防坠器支架一1和防坠器支架二2连为一体，防坠器绳6紧固在钢丝绳卷筒5上，钢丝绳卷筒5的一侧端盘外侧安装有棘轮7，棘轮7的一侧设置有棘爪8，棘爪8通过棘爪转轴销9安装在防坠器支架一1上，棘爪8上连接有拉簧10，拉簧10的一端固定在防坠器支架一1上，通过拉簧10的作用使得棘爪8的头部离开棘轮7，棘爪8的末端后侧安装有推拉式电磁铁11，推拉式电磁铁11通电后推出衔铁，从而推动棘爪8旋转，使得棘爪8的头部进入棘轮7产生锁止，推拉式电磁铁11断电后，棘爪8一般被卡在锁止位，待卷盘继续微量收卷后棘爪在拉簧作用下可弹簧到分离位置，钢丝绳卷筒5的另一侧端盘外侧安装有齿圈12，齿圈12与驱动小齿轮13相互啮合，驱动小齿轮13安装在驱动支架14上，驱动支架14安装在防坠器支架二2上，驱动支架14上安装有力矩减速电机15，力矩减速电机15按收绳方向始终输出设定转矩，使得防坠装置卷盘始终保持有设定收绳力，当连接到防坠器上的物理下移拉力超过相关设定值后，力矩减速电机15被动反转但始终保持原设定的输出转矩。

其中，所述的下支架固定件4上安装有套辊41，可以避免防坠器绳6磨损；所述的钢丝绳卷筒5的两端分别设置有卷筒轴51，卷筒轴51的伸出端延伸至防坠器支架一1和防坠器支架二2的外侧，并固定安装有制动轮毂16；所述的防坠器支架二2上安装有左抱箍17和右抱箍18，左抱箍17和右抱箍18的下端均设置有轴销19，左抱箍17和右抱箍18的上端通过手轮螺栓20连接，手轮螺栓20的一端穿入左抱箍17的通孔、压簧一21、定位支架22和压簧二23后，拧入右抱箍18的螺纹孔，定位支架22固定在防坠器支架二2上，通过调节手轮螺栓20，可以对卷盘制动力进行调整；所述的防坠器支架二2上设置有电磁铁触发控制器24，电磁铁触发控制器24与推拉式电磁铁11连接，电磁铁触发控制器24只采集电机被迫反转的速度值，但速度值超过设定值后，输出信号，推拉式电磁铁11得电产生防坠制动；所述的防坠器支架一1和防坠器支架二2上均设置有耳板孔25，通过耳板孔25固定在高处。

本具体实施方式的工作方式：防坠装置通过防坠器支架一1和防坠器支架二2上的耳板孔25固定在高处，也可以布置在低位，并通过高位改向滑轮连接到被保护物体上，电磁铁触发控制器24通电并设定收卷力，即防坠器绳6的拉力；另外，设定防坠锁止的触发速度；最后力矩减速电机15通电产生设定收卷力，将防坠器绳6缓慢拉出(不能大于触发速度)并连接到被保护物体上，被保护物体，如爬壁机器人移动作业时，防坠装置将根据爬壁机器人作业位置，自动收放绳，并始终保持设定拉力；当爬壁机器人向下移动(如突然坠落)使得拉出绳速度超出设定值时，电磁铁触发控制器24将触发推拉式电磁铁11，继而推动棘爪8制动住棘轮7产生防坠保护，坠落制动后，可以通过手轮螺栓20拧紧锁定钢丝绳卷筒5的制动轮毂16，手动将棘爪8打开后，可以通过手轮螺栓20的调节缓慢将爬壁机器人下放至地面。

本具体实施方式采用力矩电机作为收绳驱动，摆脱了卷簧旋转圈数对工作绳长度的限制，能够制作超长有效行程的防坠装置；采用电控触发推动锁止方式，锁止可靠不反弹，通过检测卷筒转速，直接推动锁止器件产生防坠制动，可靠性更高，坠落制动触发后，可以实现缓慢可控安全的下放；防坠器绳设定拉力，收卷转矩和触发制动速度灵活可调，适应更多特殊工况，比如，适当增大防坠器设定拉力，可以有效抵消爬壁机器人的部分重量载荷，增加其作业安全性；配置大规格的驱动电机，当爬壁机器人故障趴窝在高空时，可以通过临时调大收卷力将故障机器人脱离避免，再安全下放；通过手轮螺栓的调整，可以对坠落物体进行安全可靠的释放，特别适用于高空作业爬壁机器人领域的安全防坠保护。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：它包含防坠器支架一(1)、防坠器支架二(2)、上支架固定件(3)、下支架固定件(4)、钢丝绳卷筒(5)、防坠器绳(6)、棘轮(7)、棘爪(8)、棘爪转轴销(9)、拉簧(10)、推拉式电磁铁(11)、齿圈(12)、驱动小齿轮(13)、驱动支架(14)、力矩减速电机(15)，防坠器支架一(1)与防坠器支架二(2)通过上支架固定件(3)和下支架固定件(4)组装成一体，其中心位置嵌设置有钢丝绳卷筒(5)，且通过轴承和端盖与防坠器支架一(1)和防坠器支架二(2)连为一体，防坠器绳(6)紧固在钢丝绳卷筒(5)上，钢丝绳卷筒(5)的一侧端盘外侧安装有棘轮(7)，棘轮(7)的一侧设置有棘爪(8)，棘爪(8)通过棘爪转轴销(9)安装在防坠器支架一(1)上，棘爪(8)上连接有拉簧(10)，拉簧(10)的一端固定在防坠器支架一(1)上，棘爪(8)的末端后侧安装有推拉式电磁铁(11)，钢丝绳卷筒(5)的另一侧端盘外侧安装有齿圈(12)，齿圈(12)与驱动小齿轮(13)相互啮合，驱动小齿轮(13)安装在驱动支架(14)上，驱动支架(14)安装在防坠器支架二(2)上，驱动支架(14)上安装有力矩减速电机(15)。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：所述的下支架固定件(4)上安装有套辊(41)。

3.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：所述的钢丝绳卷筒(5)的两端分别设置有卷筒轴(51)，卷筒轴(51)的伸出端延伸至防坠器支架一(1)和防坠器支架二(2)的外侧，并固定安装有制动轮毂(16)。

4.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：所述的防坠器支架二(2)上安装有左抱箍(17)和右抱箍(18)，左抱箍(17)和右抱箍(18)的下端均设置有轴销(19)，左抱箍(17)和右抱箍(18)的上端通过手轮螺栓(20)连接，手轮螺栓(20)的一端穿入左抱箍(17)的通孔、压簧一(21)、定位支架(22)和压簧二(23)后，拧入右抱箍(18)的螺纹孔，定位支架(22)固定在防坠器支架二(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：所述的防坠器支架二(2)上设置有电磁铁触发控制器(24)，电磁铁触发控制器(24)与推拉式电磁铁(11)连接。

6.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人电控防坠装置，其特征在于：所述的防坠器支架一(1)和防坠器支架二(2)上均设置有耳板孔(25)。

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