WO2023137852A1 - 一种缆索检测机器人及其工作方法 - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the technical field of robots, in particular to a cable detection robot and a working method thereof.
- the cables After the suspension bridge is completed, the cables will be exposed to the air for a long time, and the surface protective layer will be hardened and aged to varying degrees.
- the internal steel wire bundles will also be corroded due to moisture and other acidic substances in the air. In severe cases, the wires will even break, endangering the safety of the bridge. Therefore, it is very necessary to inspect and maintain the cables regularly.
- the cable inspection is mainly carried out by hoisting the trolley carrying the steel wire inspection equipment and staff, or using the hydraulic lifting platform to carry the staff and equipment, and the inspection is carried out manually.
- the construction period is long, the cost is high, and the traffic is affected.
- the working environment of the workers is extremely harsh, and even casualties may occur. For this reason, a better way is to use robotics to carry out regular inspection and maintenance of the cables.
- the present invention proposes a cable detection robot and its working method.
- the clamping device is adjusted by the rotation of the first servo motor to realize the clamping and separation of cables with different diameters; the relative position between the first main body and the second main body is adjusted by the rotating structure, so that the cable detection robot can cross obstacles such as cable clamps and adapt to different cable diameters.
- the present invention provides a cable detection robot, comprising: a first body, a second body, and a rotating structure connecting the first body and the second body; both the first body and the second body include a support, and a driving device and a gripping device arranged on the support;
- the driving device includes a first roller and a driving motor, so as to drive the first roller to move along the cable through the driving motor;
- the holding device is arranged symmetrically on both sides of the support, and each side includes a first servo motor, a first support rod and a second support rod connected in sequence, and an adjustment bracket is respectively provided on the first support rod and the second support rod, and the adjustment bracket is connected with a support roller group;
- the angle between the first support rod and the second support rod matches the diameter of the cable.
- the support roller group is perpendicular to the cable surface.
- the first servo motor is rotated to realize the tightening and separation of the cable.
- a rotary joint with an adjustable angle is provided at the connection between the first support rod and the second support rod.
- the rotating joint is connected to the first support rod and the second support rod by means of bolt connection, so as to adjust the rotation angle between the first support rod and the second support rod.
- the adjustment bracket includes a first sleeve, a second sleeve, an elastic member and a telescopic rod, the adjustment bracket is fixed on the first support rod and the second support rod through the first sleeve, the first sleeve is connected to the second sleeve, a telescopic rod is arranged in the second sleeve, and the telescopic rod is connected to the supporting roller group through the elastic member.
- the telescopic rod is provided with an inner chamber, and an elastic member is arranged in the inner chamber, one end of the elastic member is fixed on the telescopic rod, and the other end is fixed on the support roller set.
- a first sleeve thread is provided on the inner wall of the first sleeve, and a bolt is used to thread the first sleeve, and the first support rod is squeezed after the bolt is tightened, so as to realize the fixing of the adjustment bracket on the first support rod.
- the inner wall of the second sleeve is provided with a second sleeve thread, which is threadedly connected with the second sleeve by a bolt, and the telescopic rod is squeezed after the bolt is tightened, so as to realize the fixing of the telescopic rod on the adjustment bracket.
- the set of supporting rollers includes a chassis, and joints and second rollers arranged on the chassis; the chassis is connected to the adjustment bracket, and the two ends of the chassis are connected to the second rollers through joints.
- the joint is used to adjust the angle between the second roller and the surface of the cable.
- the chassis adopts an I-shaped structure, the middle part of the chassis is a raised cylinder, and the cylinder and the telescopic rod are connected by elastic members.
- the rotating structure includes a support frame and a second servo motor; a second servo motor is provided on the first body and the second body, and the two ends of the support frame are respectively connected to the shafts of the second servo motors of the first body and the second body, and the relative position between the first body and the second body is adjusted by the second servo motor.
- a controller is further provided on the second body, and the controller is connected with the driving motor, the first servo motor and the second servo motor.
- the obstacle-surmounting robot further includes a multi-functional detection frame, and the multi-functional detection frame is arranged at an end of the first body away from the second body, and at an end of the second body away from the first body.
- the obstacle-crossing robot also includes an auxiliary obstacle-crossing camera device, the first body and the second body are respectively provided with an auxiliary obstacle-crossing camera device, and the auxiliary obstacle-crossing camera devices are installed opposite to each other to observe the relative position and obstacle-crossing situation of the first body and the second body.
- the present invention provides a working method of the cable detection robot described in the first aspect, including:
- Adjust the angle between the first support rod and the second support rod according to the diameter of the cable place the cable detection robot on the cable by adjusting the height of the adjustable bracket, and adjust the relative position between the support roller group and the cable surface so that the second roller of the support roller group is perpendicular to the cable surface;
- the holding device of the first body When overcoming the obstacle, the holding device of the first body is loosened, that is, the separation of the holding device to the cable is realized through the rotation of the first servo motor; at this time, the second servo motor of the first body rotates to drive the first body to break away from the cable, and with the second body as a fulcrum, the driving device of the second body drives the second body to advance radially along the cable;
- the second servo motor of the first body rotates to drive the first body to be placed on the surface of the cable, and controls the gripping device of the first body to hold the cable tightly, and controls the gripping device of the second body to loosen the cable.
- the second servo motor of the second body rotates to drive the second body to break away from the cable, and use the first body as a fulcrum to drive the first body to advance radially along the cable through the driving device of the first body;
- the second servo motor of the second body rotates to drive the second body to be placed on the surface of the cable, and at the same time controls the gripping device of the second body to hold the cable tightly, thereby realizing obstacle surmounting.
- the present invention proposes a cable detection robot and its working method. After approaching an obstacle, the holding device of the first body is loosened, and the first body is separated from the cable through a rotating structure. At this time, the second body is used as a fulcrum to move forward along the radial direction of the cable.
- the cable realizes obstacle surmounting and ensures the stability of the obstacle surmounting robot walking and obstacle surmounting.
- the angle between the first support rod and the second support rod is adjusted in advance according to the diameter of the cable, and the cable detection robot is placed on the cable by adjusting the height of the adjustment bracket.
- the second roller of the support roller group is perpendicular to the cable surface; when crossing an obstacle, the rotation of the first servo motor realizes the tightening and separation of the overall gripping device for cables of different diameters.
- the present invention proposes a cable detection robot and its working method, which further includes installing an auxiliary obstacle-surmounting camera device oppositely on the first body and the second body, so as to observe the relative position and obstacle-crossing situation of the two bodies in real time.
- Fig. 1 is the overall structural diagram of the cable inspection robot that the embodiment 1 of the present invention provides;
- Fig. 2 is the front view of the cable detection robot provided by Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the first support rod provided by Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 4 is a structural diagram of the adjustment bracket provided by Embodiment 1 of the present invention.
- Fig. 5 is a structural diagram of the set of supporting rollers provided by Embodiment 1 of the present invention.
- this embodiment provides a cable detection robot, including: a first body 1, a second body 2 and a rotating structure 3;
- a first body 1 and a second body 2 are arranged radially along the cable 15 , and the first body 1 and the second body 2 are connected by a rotating structure 3 .
- the first main body 1 is arranged at the front end along the radial direction of the cable 15
- the second main body 2 is arranged at the rear end.
- the first main body 1 and the second main body 2 both include a support 29, and a driving device 19, a holding device 27, a multifunctional detection frame 4 and an auxiliary obstacle-crossing camera device 9 arranged on the support 29;
- the driving device 19 is arranged at the bottom of the first body 1 and the second body 2, and includes a first roller 16 and a driving motor 30, and the first roller 16 is connected to the driving motor 30;
- the first rollers 16 are respectively arranged front and back along the radial direction of the cable 15 .
- the surface of the first roller 16 is configured as a concave surface.
- the first roller 16 and the drive motor 30 are driven by a belt; it can be understood that other transmission methods can also be used.
- the second body 2 further includes a controller 17 ; the controller 17 is electrically connected to the driving motor 30 to drive the first roller 16 to move along the cable 15 by controlling the driving motor 30 .
- the clamping device 27 is symmetrically arranged on both sides of the support 29;
- the clamping device 27 includes a first servo motor 5, a first support rod 7, a second support rod 8, an adjustment bracket 13 and a support roller group 28;
- a first servo motor 5, a first support rod 7, a second support rod 8, an adjustment bracket 13 and a support roller group 28 are symmetrically arranged on both sides of the first main body 1 and the second main body 2;
- Group, support roller group 28 adopts four groups.
- the first servo motor 5 is electrically connected to the controller 17, the first servo motor 5 is connected to the first support rod 7; the first support rod 7 is connected to the second support rod 8, and an adjusting bracket 13 and a supporting roller group 28 are arranged symmetrically on both sides of the first supporting rod 7 and the second supporting rod 8, and the adjusting bracket 13 is connected to the supporting roller group 28.
- the motor shaft of the first servo motor 5 is fixedly connected to the first support rod 7 .
- a rotary joint 14 with an adjustable angle is provided at the connection between the first support rod 7 and the second support rod 8 , as shown in FIG. 3 .
- the swivel joint 14 is bolted to connect the first support rod 7 and the second support rod 8 to adjust the rotation angle between the first support rod 7 and the second support rod 8 .
- the distance between the first support rod 7 and the second support rod 8 and the cable is adjusted by adjusting the angle between the first support rod 7 and the second support rod 8 to adapt to cables of different diameters.
- the adjustment bracket 13 includes a first sleeve 21, a second sleeve 22, a telescopic rod 25 and an elastic member 23, as shown in FIG. 4 ;
- the adjusting bracket 13 is fixed on the first support rod 7 and the second support rod 8 through the first sleeve 21, the first sleeve 21 is connected with the second sleeve 22, and a telescopic rod 25 is arranged in the second sleeve 22, and an elastic member 23 is arranged in the telescopic rod 25, one end of the elastic member 23 is fixed on the telescopic rod 25, and the other end is fixed on the support roller group 28.
- the telescopic rod 25 is provided with an inner cavity, and the elastic member 23 is arranged in the inner cavity.
- the elastic member 23 is connected to the telescopic rod 25 by welding, the diameter of the elastic member 23 is slightly smaller than the diameter of the inner cavity of the telescopic rod 25, and the inner cavity is used to restrict the elastic member 23 to achieve unidirectional stretching and contraction of the elastic member 23.
- the first sleeve thread is provided on the inner wall of the first sleeve 21, and the bolt 20 is used to thread the first sleeve, and the first support rod 7 is squeezed after the bolt 20 is tightened to realize the fixing of the adjustment bracket 13 on the first support rod 7.
- the inner wall of the second sleeve 22 is provided with a second sleeve thread, and the bolt 20 is used to thread the second sleeve, and the telescopic rod 25 is extruded after the bolt 20 is tightened, so as to realize the fixing of the telescopic rod 25 on the adjustment bracket 13 .
- a rubber pad is provided at the end of the telescopic rod 25 , and the collision between the adjustment bracket 13 and the support roller set 28 is avoided by fixing the rubber pad.
- the elastic member 23 is a spring.
- the support roller group 28 includes a chassis 12, and a joint 11 and a second roller 10 provided on the chassis 12;
- the joint 11 is used to adjust the angle between the second roller 10 and the surface of the cable 15 .
- the joint 11 is connected to the second roller 10 in a hinged manner, which is convenient for adjusting the angle between the second roller 10 and the surface of the cable 15 to adapt to different cable diameters.
- the chassis 12 is I-shaped, and the middle part of the chassis 12 is a raised column 24, and the column 24 is welded to the elastic member 23;
- the diameter of the cylinder 24 is the same as that of the inner cavity of the telescopic rod 25 , the cylinder 24 is inserted into the inner cavity of the telescopic rod 25 , and a certain gap is reserved between the chassis 12 and the telescopic rod 25 .
- the center distance of the second roller 10 is equal to or slightly smaller than the center distance of the first roller 16 .
- the rotating structure 3 includes a support frame 26 and a second servo motor 6; a second servo motor 6 is provided on the first body 1 and the second body 2, and the two ends of the support frame 26 are respectively connected to the shafts of the second servo motor 6 of the first body 1 and the second body 2.
- the second servo motor 6 is a high-power servo motor.
- the second servo motor 6 is connected to the controller 17 to drive the movement of the first body 1 or the second body 2 by controlling the second servo motor 6 to adjust the relative positions of the first body 1 and the second body 2 .
- the angle between the first support rod 7 and the second support rod 8 matches the diameter of the cable 15.
- the angle between the first support rod 7 and the second support rod 8 is adjusted in advance according to the diameter of the cable 15.
- the cable detection robot is placed on the cable 15.
- the second roller 10 of the support roller group 28 is perpendicular to the surface of the cable 15.
- the controller 17 is connected to the drive motor 30, the first servo motor 5 and the second servo motor 6; when overcoming obstacles, the rotation of the first servo motor 5 realizes the overall tightening and separation of the gripping device to cables of different diameters, and the relative position between the first main body 1 and the second main body 2 is adjusted by the second servo motor 6 to realize overcoming obstacles.
- the multifunctional detection frame 4 is arranged at one end of the first body 1 and the second body 2;
- the multi-functional detection frame 4 is arranged at the end of the first body 1 away from the second body 2 , and at the end of the second body 2 away from the first body 1 .
- the multi-functional detection frame 4 can be equipped with an imaging device 18 and other detection equipment.
- the first body 1 and the second body 2 are respectively provided with an auxiliary obstacle-crossing camera device 9, and the auxiliary obstacle-crossing camera device 9 is used to monitor the obstacle-crossing process.
- the obstacle-surmounting auxiliary camera device 9 is installed opposite to observe the relative position of the first body 1 and the second body 2 and the obstacle-crossing situation.
- the obstacle surmounting working method of the above-mentioned obstacle surmounting robot includes:
- the adjustment bracket Before work, adjust the angle between the first support rod and the second support rod according to the diameter of the cable. By adjusting the height of the adjustment bracket, the cable detection robot is placed on the cable. By adjusting the relative position of the support roller group and the cable surface, the second roller of the support roller group is perpendicular to the cable surface, which is convenient for walking;
- the holding device of the first main body is released, that is, the separation of the cable from the holding device is realized through the rotation of the first servo motor;
- the second servo motor of the first body rotates to drive the first body to break away from the cable, and uses the second body as a fulcrum to drive the second body to advance radially along the cable through the driving device of the second body;
- the second servo motor of the first body rotates to drive the first body to be placed on the surface of the cable, and controls the gripping device of the first body to tighten the cable, and controls the gripping device of the second body to release the cable, so as to realize the separation of the first body from the cable and the tightening of the second body from the cable;
- the second servo motor of the second body rotates to drive the second body to break away from the cable, and uses the first body as a fulcrum to drive the first body to advance radially along the cable through the driving device of the first body;
- the second servo motor of the second body rotates to drive the second body to be placed on the surface of the cable, and at the same time controls the gripping device of the second body to hold the cable tightly, thereby realizing obstacle surmounting.
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Abstract
一种缆索检测机器人及其工作方法。机器人包括：第一主体（1）、第二主体（2）、转动结构（3）；第一主体（1）和第二主体（2）均包括支座（29）、驱动装置（19）和抱紧装置（27）；驱动装置（19）包括第一滚轮（16）和驱动电机（30），通过驱动电机（30）驱动第一滚轮（16）沿缆索（15）移动；抱紧装置（27）对称设于支座（29）的两侧，每侧均包括依次连接的第一伺服电机（5）、第一支撑杆（7）和第二支撑杆（8），在第一支撑杆（7）和第二支撑杆（8）上分别设有调节支架（13），调节支架（13）连接有支撑滚轮组（28）；第一支撑杆（7）与第二支撑杆（8）间的角度与缆索（15）直径匹配，通过对调节支架（13）高度的调节和对支撑滚轮组（28）与缆索（15）表面相对位置的调节，使支撑滚轮组（28）与缆索（15）表面垂直，通过第一伺服电机（5）的转动实现对缆索（15）的抱紧与分离，通过转动结构（3）调节第一主体（1）和第二主体（2）间的相对位置，实现越障。
Description
本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种缆索检测机器人及其工作方法。
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
悬索桥建成后，缆索长期暴漏在空气之中，其表面保护层将出现不同程度的硬化老化等破坏现象，内部钢丝束也因空气中的水分和其他酸性物质而受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象，危及桥梁的安全。因此，定期对缆索检测和维护是非常有必要的。
目前缆索检测主要是通过卷扬机拖动搭载钢丝检测设备和工作人员的小车，或利用液压升降台搭载工作人员和设备，采用人工方式进行检测，施工工期长、成本高、影响交通，而且工人工作环境极端恶劣，甚至会出现人员伤亡事故。为此，较好的方式是采用机器人技术对拉索进行定期的检测和维护。
但是，又因为悬索桥结构多样，各缆索直径不同，多存在索夹、球节点等障碍；而已有的缆索检测机器人，多采用固定、封闭的轮式夹持结构，变径范围小，多适合沿着截面保持不变的缆索滑行，不能够跨越索夹等障碍。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种缆索检测机器人及其工作方法，在缆索表面移动时，通过第一伺服电机的转动调节抱紧装置，实现对不同直径缆索的抱紧与分离；通过转动结构调节第一主体和第二主体之间的相对位置，实现缆索检测机器人跨越索夹等障碍以及适应不同缆索直径。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种缆索检测机器人，包括：第一主体、第二主体以及连接第一主体和第二主体的转动结构；所述第一主体和第二主体均包括支座，以及设于支座上的驱动装置和抱紧装置；
所述驱动装置包括第一滚轮和驱动电机，以通过驱动电机驱动第一滚轮沿缆索移动；
所述抱紧装置对称设于支座的两侧，每侧均包括依次连接的第一伺服电机、第一支撑杆和第二支撑杆，在第一支撑杆和第二支撑杆上分别设有调节支架，调节支架连接有支撑滚轮组；
所述第一支撑杆与第二支撑杆间的角度与缆索直径匹配，通过对调节支架高度的调节和对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组与缆索表面垂直，通过第一伺服电机的转动实现对缆索的抱紧与分离，通过转动结构调节第一主体和第二主体间的相对位置，实现越障。
作为可选择的实施方式，在第一支撑杆与第二支撑杆的连接处设置可调节夹角的转动关节。
作为可选择的实施方式，所述转动关节采用螺栓连接的方式连接第一支撑杆与第二支撑杆，以调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的转动角度。
作为可选择的实施方式，所述调节支架包括第一套筒、第二套筒、弹性件和伸缩杆，所述调节支架通过第一套筒固定在第一支撑杆和第二支撑杆上，第一套筒与第二套筒连接，在第二套筒内设置伸缩杆，伸缩杆与支撑滚轮组通过弹性件连接。
作为可选择的实施方式，所述伸缩杆设有内腔，所述内腔内设有弹性件，所述弹性件的一端固定于伸缩杆上，另一端固定于支撑滚轮组上。
作为可选择的实施方式，所述第一套筒的内壁上设置第一套筒螺纹，采用螺栓与第一套筒螺纹连接，通过螺栓拧紧后挤压第一支撑杆，以实现调节支架在第一支撑杆上的固定。
作为可选择的实施方式，所述第二套筒的内壁上设置第二套筒螺纹，采用螺栓与第二套筒螺纹连接，通过螺栓拧紧后挤压伸缩杆，以实现伸缩杆在调节支架上的固定。
作为可选择的实施方式，所述支撑滚轮组包括底盘，以及设于底盘上的关节和第二滚轮；所述底盘与调节支架连接，在底盘的两端通过关节连接第二滚轮。
作为可选择的实施方式，所述关节用于调节第二滚轮和缆索表面的夹角。
作为可选择的实施方式，所述底盘采用工字型结构，底盘中部为凸起的柱体，柱体和伸缩杆通过弹性件连接。
作为可选择的实施方式，所述转动结构包括支撑架和第二伺服电机；在第一主体和第二主体上均设有第二伺服电机，所述支撑架的两端分别连接第一主体和第二主体的第二伺服电机的机轴，通过第二伺服电机调节第一主体和第二 主体间的相对位置。
作为可选择的实施方式，第二主体上还设有控制器，所述控制器与驱动电机、第一伺服电机和第二伺服电机连接。
作为可选择的实施方式，所述越障机器人还包括多功能检测架，所述多功能检测架设置在第一主体背离第二主体的一端，以及设置在第二主体背离第一主体的一端。
作为可选择的实施方式，所述越障机器人还包括辅助越障摄像装置，所述第一主体和第二主体上分别设置辅助越障摄像装置，所述辅助越障摄像装置对向安装，以观察第一主体和第二主体的相对位置及越障情况。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的缆索检测机器人的工作方法，包括：
根据缆索直径调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的角度，通过对调节支架高度的调节，将缆索检测机器人放置在缆索上，通过对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组的第二滚轮与缆索表面垂直；
在越障时，第一主体的抱紧装置松开，即通过第一伺服电机的转动实现抱紧装置对缆索的分离；此时，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体脱离缆索，并以第二主体为支点，通过第二主体的驱动装置驱动第二主体沿缆索径向前进；
在第一主体跨过障碍后，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体被放到缆索表面，且控制第一主体的抱紧装置抱紧缆索，以及控制第二主体的抱紧装置松开缆索，此时，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体脱 离缆索，并以第一主体为支点，通过第一主体的驱动装置驱动第一主体沿缆索径向前进；
在第二主体跨过障碍后，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体被放到缆索表面，同时控制第二主体的抱紧装置抱紧缆索，从而实现越障。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出一种缆索检测机器人及其工作方法，在靠近障碍后，第一主体的抱紧装置松开，且通过转动结构使得第一主体脱离缆索，此时以第二主体为支点，沿缆索径向前进，待第一主体跨过障碍后，通过第一主体的抱紧装置抱紧缆索，且第二主体的抱紧装置松开，通过转动结构使得第二主体脱离缆索，此时以第一主体为支点，沿缆索径向前进，待第二主体跨过障碍后，控制第二主体的抱紧装置抱紧缆索，实现越障，保证越障机器人行走以及越障的稳定性。
本发明提出的一种缆索检测机器人及其工作方法中，预先根据缆索直径调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的角度，通过对调节支架高度的调节，将缆索检测机器人放置在缆索上，通过对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组的第二滚轮与缆索表面垂直；在越障时，通过第一伺服电机的转动，实现抱紧装置整体对不同直径缆索的抱紧与分离。
本发明提出的一种缆索检测机器人及其工作方法，还包括在第一主体和第二主体上对向安装辅助越障摄像装置，以实时观察两个主体的相对位置及越障情况。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的缆索检测机器人的整体结构图；
图2为本发明实施例1提供的缆索检测机器人的主视图；
图3为本发明实施例1提供的第一支撑杆局部剖面图；
图4为本发明实施例1提供的调节支架结构图；
图5为本发明实施例1提供的支撑滚轮组结构图；
其中，1、第一主体，2、第二主体，3、转动结构，4、多功能检测架，5、第一伺服电机，6、第二伺服电机，7、第一支撑杆，8、第二支撑杆，9、辅助越障摄像装置，10、第二滚轮，11、关节，12、底盘，13、调节支架，14、转动关节，15、缆索，16、第一滚轮，17、控制器，18、摄像装置，19、驱动装置，20、螺栓，21、第一套筒，22、第二套筒，23、弹性件，24、柱体，25、伸缩杆，26、支撑架，27、抱紧装置，28、支撑滚轮组，29、支座，30、驱动电机。
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括” 和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供一种缆索检测机器人，包括：第一主体1、第二主体2和转动结构3；
在本实施例中，沿缆索15径向设置第一主体1和第二主体2，所述第一主体1与第二主体2之间通过转动结构3连接。
作为可选择的一种实施方式，沿缆索15径向的前端设置第一主体1，在后端设置第二主体2。
在本实施例中，所述第一主体1和第二主体2均包括支座29，和设于支座29上的驱动装置19、抱紧装置27、多功能检测架4和辅助越障摄像装置9；
在本实施例中，所述驱动装置19设置于第一主体1和第二主体2的底端，包括第一滚轮16和驱动电机30，所述第一滚轮16与驱动电机30连接；
作为可选择的一种实施方式，所述第一滚轮16沿缆索15径向前后分别设置。
作为可选择的一种实施方式，所述第一滚轮16的表面设置为凹面。
作为可选择的一种实施方式，所述第一滚轮16与驱动电机30采用皮带传动；可以理解的，也可采用其他传动方式。
在本实施例中，所述第二主体2还包括控制器17；所述控制器17与驱动电机30电性连接，以通过控制驱动电机30来驱动第一滚轮16沿缆索15移动。
在本实施例中，所述抱紧装置27对称设置于支座29的两侧；所述抱紧装置27包括第一伺服电机5、第一支撑杆7、第二支撑杆8、调节支架13和支撑滚轮组28；在第一主体1和第二主体2的两侧对称设置第一伺服电机5、第一支撑杆7、第二支撑杆8、调节支架13和支撑滚轮组28；第一伺服电机5采用两组，第一支撑杆7采用两组，第二支撑杆8采用两组，调节支架13采用四组，支撑滚轮组28采用四组。
所述第一伺服电机5与控制器17电性连接，所述第一伺服电机5与第一支撑杆7连接；所述第一支撑杆7与第二支撑杆8连接，在所述第一支撑杆7和第二支撑杆8上的两侧对称设有调节支架13和支撑滚轮组28，且调节支架13与支撑滚轮组28连接。
作为可选择的一种实施方式，所述第一伺服电机5的电机机轴与第一支撑杆7固定连接。
作为可选择的一种实施方式，在所述第一支撑杆7与第二支撑杆8的连接处设置可调节夹角的转动关节14，如图3所示。
更进一步地，所述转动关节14采用螺栓连接的方式连接第一支撑杆7与第二支撑杆8，以调节第一支撑杆7与第二支撑杆8之间的转动角度。
作为可选择的一种实施方式，通过调节第一支撑杆7和第二支撑杆8之间的角度，以调节第一支撑杆7和第二支撑杆8与缆索之间的距离，适应不同直径的缆索。
在本实施例中，所述调节支架13包括第一套筒21、第二套筒22、伸缩杆25和弹性件23，如图4所示；
所述调节支架13通过第一套筒21固定在第一支撑杆7和第二支撑杆8上，所述第一套筒21与第二套筒22连接，在第二套筒22内设置伸缩杆25，所述伸缩杆25内设有弹性件23，所述弹性件23一端固定于伸缩杆25上，另一端固定于支撑滚轮组28上。
作为可选择的一种实施方式，所述伸缩杆25设有内腔，所述内腔内设有弹性件23。
作为可选择的一种实施方式，所述弹性件23与伸缩杆25采用焊接的方式连接，弹性件23直径略小于伸缩杆25内腔的直径，利用内腔限制弹性件23，实现弹性件23单向拉伸收缩。
作为可选择的一种实施方式，所述第一套筒21的内壁上设置第一套筒螺纹，采用螺栓20与第一套筒螺纹连接，通过螺栓20拧紧后挤压第一支撑杆7，实现调节支架13在第一支撑杆7上的固定。
作为可选择的一种实施方式，所述第二套筒22的内壁上设置第二套筒螺纹，采用螺栓20与第二套筒螺纹连接，通过螺栓20拧紧后挤压伸缩杆25，实现伸缩杆25在调节支架13上的固定。
作为可选择的一种实施方式，所述伸缩杆25的末端设有橡胶垫，通过固定橡胶垫避免调节支架13与支撑滚轮组28发生碰撞。
作为可选择的一种实施方式，所述弹性件23采用弹簧。
在本实施例中，如图5所示，所述支撑滚轮组28包括底盘12，和设于底盘 12上的关节11和第二滚轮10；所述底盘12与弹性件23连接，在底盘12的两端均通过关节11连接第二滚轮10。
作为可选择的一种实施方式，所述关节11用于调节第二滚轮10和缆索15表面的夹角。
更进一步地，所述关节11采用铰接方式连接第二滚轮10，便于调节第二滚轮10与缆索15表面的角度，以适应不同缆索直径。
作为可选择的一种实施方式，所述底盘12采用工字型，底盘12中部为凸起的柱体24，所述柱体24和弹性件23焊接；
更进一步地，所述柱体24的直径和伸缩杆25内腔的直径相同，柱体24插入伸缩杆25内腔，底盘12与伸缩杆25之间保留一定空隙。
作为可选择的一种实施方式，所述第二滚轮10的中心距等于或略小于第一滚轮16的中心距。
在本实施例中，所述转动结构3包括支撑架26和第二伺服电机6；在所述第一主体1和第二主体2上均设有第二伺服电机6，所述支撑架26的两端分别连接第一主体1和第二主体2的第二伺服电机6的机轴。
作为可选择的一种实施方式，所述第二伺服电机6采用大功率伺服电机。
作为可选择的一种实施方式，所述第二伺服电机6与控制器17连接，以通过控制第二伺服电机6来驱动第一主体1或第二主体2的移动，调节第一主体1和第二主体2的相对位置。
在本实施例中，所述第一支撑杆7与第二支撑杆8间的角度与缆索15的直径匹配，预先根据缆索15的直径调节第一支撑杆7与第二支撑杆8之间的角度， 通过对调节支架13高度的调节，将缆索检测机器人放置在缆索15上，通过对支撑滚轮组28与缆索15表面相对位置的调节，使支撑滚轮组28的第二滚轮10与缆索15表面垂直。
在本实施例中，所述控制器17与驱动电机30、第一伺服电机5和第二伺服电机6连接；在越障时，通过第一伺服电机5的转动，实现抱紧装置整体对不同直径缆索的抱紧与分离，通过第二伺服电机6调节第一主体1和第二主体2间的相对位置，实现越障。
在本实施例中，所述多功能检测架4设置在第一主体1和第二主体2的一端；
更进一步地，所述多功能检测架4设置在第一主体1背离第二主体2的一端，以及设置在第二主体2背离第一主体1的一端。
作为可选择的一种实施方式，所述多功能检测架4可搭载摄像装置18及其他检测设备等。
在本实施例中，所述第一主体1和第二主体2上分别设置辅助越障摄像装置9，所述辅助越障摄像装置9用于监视越障过程。
作为可选择的一种实施方式，所述辅助越障摄像装置9对向安装，以观察第一主体1和第二主体2的相对位置及越障情况。
在更多实施例中，上述越障机器人的越障工作方法包括：
在工作前，根据缆索直径调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的角度，通过对调节支架高度的调节，将缆索检测机器人放置在缆索上，通过对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组的第二滚轮与缆索表面垂直，便于 行走；
在越障机器人靠近障碍后，第一主体的抱紧装置松开，即通过第一伺服电机的转动实现抱紧装置对缆索的分离；
此时，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体脱离缆索，并以第二主体为支点，通过第二主体的驱动装置驱动第二主体沿缆索径向前进；
在第一主体跨过障碍后，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体被放到缆索表面，且控制第一主体的抱紧装置抱紧缆索，以及控制第二主体的抱紧装置松开缆索，实现第一主体对缆索的分离和第二主体对缆索的抱紧；
此时，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体脱离缆索，并以第一主体为支点，通过第一主体的驱动装置驱动第一主体沿缆索径向前进；
在第二主体跨过障碍后，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体被放到缆索表面，同时控制第二主体的抱紧装置抱紧缆索，从而实现越障。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
- 一种缆索检测机器人，其特征在于，包括：第一主体、第二主体以及连接第一主体和第二主体的转动结构；所述第一主体和第二主体均包括支座，以及设于支座上的驱动装置和抱紧装置；所述驱动装置包括第一滚轮和驱动电机，以通过驱动电机驱动第一滚轮沿缆索移动；所述抱紧装置对称设于支座的两侧，每侧均包括依次连接的第一伺服电机、第一支撑杆和第二支撑杆，在第一支撑杆和第二支撑杆上分别设有调节支架，调节支架连接有支撑滚轮组；所述第一支撑杆与第二支撑杆间的角度与缆索直径匹配，通过对调节支架高度的调节和对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组与缆索表面垂直，通过第一伺服电机的转动实现对缆索的抱紧与分离，通过转动结构调节第一主体和第二主体间的相对位置，实现越障。
- 如权利要求1所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，在第一支撑杆与第二支撑杆的连接处设置可调节夹角的转动关节。
- 如权利要求2所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述转动关节采用螺栓连接的方式连接第一支撑杆与第二支撑杆，以调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的转动角度。
- 如权利要求1所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述调节支架包括第一套筒、第二套筒、弹性件和伸缩杆，所述调节支架通过第一套筒固定在第一支撑杆和第二支撑杆上，第一套筒与第二套筒连接，在第二套筒内设置伸缩杆，伸缩杆与支撑滚轮组通过弹性件连接。
- 如权利要求4所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述伸缩杆设 有内腔，所述内腔内设有弹性件，所述弹性件的一端固定于伸缩杆上，另一端固定于支撑滚轮组上；或，所述第一套筒的内壁上设置第一套筒螺纹，采用螺栓与第一套筒螺纹连接，通过螺栓拧紧后挤压第一支撑杆，以实现调节支架在第一支撑杆上的固定；或，所述第二套筒的内壁上设置第二套筒螺纹，采用螺栓与第二套筒螺纹连接，通过螺栓拧紧后挤压伸缩杆，以实现伸缩杆在调节支架上的固定。
- 如权利要求1所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述支撑滚轮组包括底盘，以及设于底盘上的关节和第二滚轮；所述底盘与调节支架连接，在底盘的两端通过关节连接第二滚轮。
- 如权利要求6所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述关节用于调节第二滚轮和缆索表面的夹角；或，所述底盘采用工字型结构，底盘中部为凸起的柱体，柱体和伸缩杆通过弹性件连接。
- 如权利要求1所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述转动结构包括支撑架和第二伺服电机；在第一主体和第二主体上均设有第二伺服电机，所述支撑架的两端分别连接第一主体和第二主体的第二伺服电机的机轴，通过第二伺服电机调节第一主体和第二主体间的相对位置；或，所述第二主体上还设有控制器，所述控制器与驱动电机、第一伺服电机和第二伺服电机连接。
- 如权利要求1所述的一种缆索检测机器人，其特征在于，所述越障机器人还包括多功能检测架，所述多功能检测架设置在第一主体背离第二主体的一 端，以及设置在第二主体背离第一主体的一端；或，所述越障机器人还包括辅助越障摄像装置，所述第一主体和第二主体上分别设置辅助越障摄像装置，所述辅助越障摄像装置对向安装，以观察第一主体和第二主体的相对位置及越障情况。
- 一种如权利要求1-9任一项所述的缆索检测机器人的工作方法，其特征在于，包括：根据缆索直径调节第一支撑杆与第二支撑杆之间的角度，通过对调节支架高度的调节，将缆索检测机器人放置在缆索上，通过对支撑滚轮组与缆索表面相对位置的调节，使支撑滚轮组的第二滚轮与缆索表面垂直；在越障时，第一主体的抱紧装置松开，即通过第一伺服电机的转动实现抱紧装置对缆索的分离；此时，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体脱离缆索，并以第二主体为支点，通过第二主体的驱动装置驱动第二主体沿缆索径向前进；在第一主体跨过障碍后，第一主体的第二伺服电机转动，以驱动第一主体被放到缆索表面，且控制第一主体的抱紧装置抱紧缆索，以及控制第二主体的抱紧装置松开缆索，此时，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体脱离缆索，并以第一主体为支点，通过第一主体的驱动装置驱动第一主体沿缆索径向前进；在第二主体跨过障碍后，第二主体的第二伺服电机转动，以驱动第二主体被放到缆索表面，同时控制第二主体的抱紧装置抱紧缆索，从而实现越障。
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