CN218549470U - 一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高空作业的技术领域，公开了一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，包括十字形支架，所述十字形支架所在的平面与高空作业机器人底盘所在的平面共面，所述十字形支架的一个端部与高空作业机器人的底盘能够拆卸地连接，其余三个端部均设置有定滑轮，电缆的一端与高空作业机器人连接，另一端依次穿过三个定滑轮与地面的电源连接，对应地记为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮；在所述第一定滑轮旁边设置有第四定滑轮，所述第四定滑轮与高空作业机器人的吊装牵引绳摩擦连接，还通过传动机构与第一定滑轮连接，所述传动机构用于实现第一定滑轮和第四定滑轮同步转动，进而确保吊装牵引绳的收放长度和电缆的收放长度相同。

Description

一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置

技术领域

本实用新型属于高空作业设备的技术领域，具体涉及一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置。

背景技术

尽管风电机组的叶片长达几十米甚至上百米且表面情况复杂，但是风电机组叶随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风能作为一种清洁的可再生能源，已越来越受到欢迎和重视。风力发电机是当今风电的主要来源，是一种将风具有的能源转换为机械能源，并利用该机械能源驱动发电机，使之转换成电能源，由此获得电力的发电方式，其占用土地少，社会争议少，环境友好，能较快实现规模化和产业化，到目前为止在已开发的新再生能源中具有最高的经济效益，并具有利用无限量、无费用的清洁能源。

目前风机叶片的修复工作主要由人工来完成，然而人工作业往往需要将风机停止工作，这种作业方式不仅需要大量的人工，而且需要一些大型吊装设备，成本极高，因此风机叶片高空作业机器人可以很好地取代人工进行风机叶片的修复，而机器人作业都需要电源供电，现在多通过拖拽电缆进行供电，而拖拽的电缆多数没有导向性，随着机器人的行进，很有可能会与机器人发生干涉，对机器人和电缆都会产生不同程度的损伤。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，借助带有定滑轮的十字形支架，将电缆拖离机器人一定距离，使两者保持安全距离，尽量减少在机器人运行过程的干涉，同时还可以对电缆起到一定的导向作用，使机器人可以正常取电，可操作性强，另外整个装置结构简便，成本低廉，便于推广应用。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，包括十字形支架，所述十字形支架所在的平面与高空作业机器人底盘所在的平面共面，所述十字形支架的一个端部与高空作业机器人的底盘能够拆卸地连接，其余三个端部均设置有定滑轮，电缆的一端与高空作业机器人连接，另一端依次穿过三个定滑轮与地面的电源连接，对应地记为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮；

在所述第一定滑轮旁边设置有第四定滑轮，所述第四定滑轮与高空作业机器人的吊装牵引绳摩擦连接，还通过传动机构与第一定滑轮连接，所述传动机构用于实现第一定滑轮和第四定滑轮同步转动，进而确保吊装牵引绳的收放长度和电缆的收放长度相同。

进一步，所述传动机构包括三组相互啮合的锥形齿轮，第一组锥形齿轮中主动轮与第四定滑轮同轴连接，其从动轮通过第一连接杆与第二组锥形齿轮的主动轮同轴连接，所述第二组锥形齿轮的从动轮通过第二连接杆与第三锥形齿轮的主动轮同轴连接，所述第三组锥形齿轮的从动轮与第一定滑轮同轴连接。

进一步，所述第二组锥形齿轮的从动轮还与辅助锥形齿轮啮合，所述辅助锥形齿轮的中心轴与伺服电机的输出轴同轴连接，在所述第三定滑轮的下方设置有视觉检测单元，所述视觉检测单元用于检测电缆上长度标识的个数；

所述视觉检测单元、伺服电机的驱动器均与高空作业机器人的处理器相连，所述处理器用于接收视觉检测单元的个数信息，通过伺服电机控制辅助锥形齿轮与第二组锥形齿轮的从动轮啮合转动，从而带动第三组锥形齿轮转动。

进一步，所述十字形支架包括横杆和竖杆，所述横杆的一个端部与电缆在高空作业机器人的连接部的连线与竖杆平行，所述横杆的另一个端部延伸至底盘的外侧，以使电缆不接触底盘。

进一步，在所述横杆和竖杆的连接处设置有第三连接杆，所述第三连接杆与十字形支架所在的平面垂直，其自由端设置有第四定滑轮，所述吊装牵引绳在第四定滑轮上缠绕一圈，所述电缆在第一定滑轮上也缠绕一圈。

进一步，每个所述定滑轮均包括包裹外壳。

本实用新型有益的技术效果如下：

(1)本申请的辅助吊装取电装置通过杆件和滑轮构成了一个稳定的承载机构，结构简单，制作方便。

(2)借助本申请的辅助吊装取电装置，能够使机器人的电缆和机器人本体保持合适的距离，既不影响机器人的正常取电，又能避免电缆在机器人作业工程中对其产生干扰。

(3)借助传动机构可以使第四定滑轮和第一定滑轮同步转动，从而将吊装牵引绳的牵引动力通过第四定滑轮、传动机构同步传递到第一定滑轮，确保吊装牵引绳的收放长度和电缆的收放长度相同，避免电缆收放过长或者过短，造成电缆堆叠或者拉扯电源/插座，存在安全隐患，同时增设辅加助力机构，通过视觉检测单元复测电缆的收放长度，与吊装牵引绳的控制单元反馈信息做比较，控制伺服电机驱动第二组锥形齿轮转动，进而带动第三组锥形齿轮转动，从而对电缆收放做补充，促使其与吊装牵引绳的收放长度一致，降低安全隐患存在的风险，控制更加准确，应用范围更加广泛。

附图说明

图1为本实用新型的辅助吊装取电装置没有辅助动力机构、高空作业机器人的配合结构示意图；

图2为本实用新型的辅助吊装取电装置带有辅助动力机构、高空作业机器人的配合结构示意图；

图3为本实用新型的传动机构的结构示意图；

其中，1-十字形支架，101-横杆，102-竖杆，2-底盘，3-电缆，4-第一定滑轮，5-第二定滑轮，6-第三定滑轮，7-第四定滑轮，8-吊装牵引绳，9-第一组锥形齿轮，10-第一连接杆，11-第二组锥形齿轮，12-第二连接杆，13-第三组锥形齿轮，14-辅助锥形齿轮，15-伺服电机，16-视觉检测单元，17-第三连接杆。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，包括十字形支架1，该十字形支架1所在的平面与高空作业机器人底盘2所在的平面共面，该十字形支架1的一个端部与高空作业机器人的底盘2能够拆卸地连接，其余三个端部均设置有定滑轮，电缆3的一端与高空作业机器人连接，另一端依次穿过三个定滑轮与地面上的电源连接，对应地记为第一定滑轮4、第二定滑轮5和第三定滑轮6；在第一定滑轮4旁边设置有第四定滑轮7，该第四定滑轮7与高空作业机器人的吊装牵引绳8摩擦连接，还通过传动机构与第一定滑轮4连接，该传动机构用于实现第一定滑轮4和第四定滑轮7同步转动，进而确保吊装牵引绳8的收放长度和电缆3的收放长度相同。这样，借助十字形支架可以从两个不同的方向将电缆拖离机器人一定距离，如从侧后方，降低在机器人行进过程中与电缆干涉的可能，以免造成更严重的损坏，同时可以对电缆连接到机器人起到一定的导向作用，确保机器人可以正常取电，可操作性强，便于推广应用，另外，该吊装牵引绳8由高空作业机器人的升降机构驱动，借助传动机构可以使第一定滑轮和第四定滑轮同步转动，将吊装牵引绳的牵引动力传递到电缆上，促使两者收放一致，避免电缆收放过长或者过短，造成电缆堆叠或者拉扯电源/插座，存在安全隐患。具体如下：

我们可以将十字形支架能够拆卸地安装在机器人的尾部，包括横杆101和竖杆102，两者之间通过螺栓连接，方便拆卸，该横杆101的一个端部与电缆在高空作业机器人的连接部的连线与竖杆102平行，这样可以尽量减少从不同与正常插拔角度对电缆连接部的拉扯，保护机器人上的插座免受不必要的损坏，同时横杆101的另一个端部延伸至底盘2的外侧，超过外侧的距离可以依据实际情况设定，以降低电缆4和底盘2的接触机率为准。

另外，每个定滑轮3均包括包裹外壳，这样可以将穿过定滑轮的电缆3包裹在内，避免运行过程拖离定滑轮的轨道，同时还可以在包裹外壳的内部设置有与电缆配合的止挡块，该止挡块用于抵挡外力对电缆的拉扯，防止由于外力过大而将电缆从机器人的插座处拉出，起码可以抵消一部分作用在电缆上的拉扯力，降低异常情况发生的可能性。

该传动机构包括三组相互啮合的锥形齿轮，第一组锥形齿轮9中主动轮与第四定滑轮7同轴连接，其从动轮通过第一连接杆10与第二组锥形齿轮11的主动轮同轴连接，该第二组锥形齿轮11的从动轮通过第二连接杆12与第三锥形齿轮13的主动轮同轴连接，该第三组锥形齿轮13的从动轮与第一定滑轮4同轴连接，可以在横杆101和竖杆102的连接处设置有第三连接杆17，该第三连接杆17与十字形支架所在的平面垂直，其自由端设置有第四定滑轮7，为了增加两者之间摩擦力，该吊装牵引绳8缠绕通过第四定滑轮7，如缠绕一圈，而电缆3缠绕通过第一定滑轮4，当然也是缠绕一圈，这样通过齿轮啮合式的传动机构将吊装牵引绳8的牵引驱动力传递到电缆3上，促使两者可以同步转动，确保吊装牵引绳和电缆的收放长度相同，避免不必要的安全隐患。

由于定滑轮和吊装牵引绳或者电缆之间可能会有打滑的情况，此时吊装牵引绳和电缆之间的收放长度可能会不一样，因此我们还增设了辅助动力机构，即第二组锥形齿轮11的从动轮还与辅助锥形齿轮14啮合，该辅助锥形齿轮14的中心轴与伺服电机15的输出轴同轴连接，在第三定滑轮6的下方设置有视觉检测单元16，该视觉检测单元16用于检测电缆3上长度标识的个数；该视觉检测单元16、伺服电机15的驱动器均与高空作业机器人的处理器相连，该处理器用于接收视觉检测单元16的个数信息，获得电缆3的收放长度，再根据升降机构驱动吊装牵引绳8的收放长度，两者不一致时，就可以通过伺服电机15控制辅助锥形齿轮14与第二组锥形齿轮11的从动轮啮合转动，从而带动第三组锥形齿轮13转动，以调整电缆3的收放长度。考虑到吊装牵引绳8负责整个高空作业机器人的升降运动，其驱动力非常大，而电缆3仅是需要一个较小拖拽力将其从线盘中拉出即可，因此伺服电机15仅是用于提供这样拖拽力即可，它可以很快改变电缆的收放长度，但对于吊装牵引绳的驱动作用不大，从而能够很好地调节电缆3的收放步伐，使其跟上吊装牵引绳8的收放步伐。

由于本实用新型的十字形支架与机器人之间采用可拆卸的连接方式，在运输机器人的过程中，可以将十字形支架拆卸下来，单独存放，以减少占用空间，到达目的地后，在将十字形支架安装上去，然后将电缆穿过各个定滑轮连接到机器人上，随着吊装机构逐渐将机器人吊装到达风机叶片的过程中，被十字形支架撑起的电缆始终垂落在机器人的侧方，而当机器人到达风机叶片的表面，需要在风机叶片上运行工作时，被十字形支架拖离的电缆也和机器人始终保持着安全距离，方便机器人快速安全的进入工作区域，减少电缆和机器人之间发生干涉的可能性，提高作业安全性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：包括十字形支架，所述十字形支架所在的平面与高空作业机器人底盘所在的平面共面，所述十字形支架的一个端部与高空作业机器人的底盘能够拆卸地连接，其余三个端部均设置有定滑轮，电缆的一端与高空作业机器人连接，另一端依次穿过三个定滑轮与地面的电源连接，对应地记为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮；

在所述第一定滑轮旁边设置有第四定滑轮，所述第四定滑轮与高空作业机器人的吊装牵引绳摩擦连接，还通过传动机构与第一定滑轮连接，所述传动机构用于实现第一定滑轮和第四定滑轮同步转动，进而确保吊装牵引绳的收放长度和电缆的收放长度相同。

2.根据权利要求1所述的用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：所述传动机构包括三组相互啮合的锥形齿轮，第一组锥形齿轮中主动轮与第四定滑轮同轴连接，其从动轮通过第一连接杆与第二组锥形齿轮的主动轮同轴连接，所述第二组锥形齿轮的从动轮通过第二连接杆与第三锥形齿轮的主动轮同轴连接，所述第三组锥形齿轮的从动轮与第一定滑轮同轴连接。

3.根据权利要求2所述的用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：所述第二组锥形齿轮的从动轮还与辅助锥形齿轮啮合，所述辅助锥形齿轮的中心轴与伺服电机的输出轴同轴连接，在所述第三定滑轮的下方设置有视觉检测单元，所述视觉检测单元用于检测电缆上长度标识的个数；

所述视觉检测单元、伺服电机的驱动器均与高空作业机器人的处理器相连，所述处理器用于接收视觉检测单元的个数信息，通过伺服电机控制辅助锥形齿轮与第二组锥形齿轮的从动轮啮合转动，从而带动第三组锥形齿轮转动。

4.根据权利要求2所述的用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：所述十字形支架包括横杆和竖杆，所述横杆的一个端部与电缆在高空作业机器人的连接部的连线与竖杆平行，所述横杆的另一个端部延伸至底盘的外侧，以使电缆不接触底盘。

5.根据权利要求4所述的用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：在所述横杆和竖杆的连接处设置有第三连接杆，所述第三连接杆与十字形支架所在的平面垂直，其自由端设置有第四定滑轮，所述吊装牵引绳在第四定滑轮上缠绕一圈，所述电缆在第一定滑轮上也缠绕一圈。

6.根据权利要求1所述的用于风机叶片高空作业机器人的辅助吊装取电装置，其特征在于：每个所述定滑轮均包括包裹外壳。

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