一種旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種斜拉橋拉索檢測機器人，具體的說，是涉及一種用于大跨斜拉橋拉索或其它高空桿類、輸電線類結(jié)構(gòu)故障檢測的機器人，特別是一種旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的機器人都是旋轉(zhuǎn)自由度不可控，因此不能完成整個外圓柱面檢測。
[0003]另外，現(xiàn)有機器人大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，爬升能力不強，越障能力也不強；適應(yīng)不同管徑時調(diào)整麻煩，如當(dāng)管徑不同時，機構(gòu)的姿態(tài)不同，彈簧的伸長長度不同，為保證滾輪壓緊力恒定，需要經(jīng)常更換彈簧，調(diào)整相當(dāng)麻煩。
[0004]另外，纜索由于長期使用，環(huán)境惡劣，表面防護層經(jīng)常出現(xiàn)破損，導(dǎo)致內(nèi)部鋼絲斷開并翹起來。爬升機器人在經(jīng)過這些障礙時極易被掛住，被迫停留在高空纜索上，無法成功返回地面。而爬升機器人停留在高空纜索上，本身就很危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，控制安裝方便，負載能力強，管徑適應(yīng)性好，越障能力強的旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)，包括呈三角形設(shè)置的三個驅(qū)動組件，三個驅(qū)動組件分別為:第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件和第三驅(qū)動組件；每個驅(qū)動組件均包括兩個滾輪，每個滾輪均能與纜索表面壓緊配合；每個驅(qū)動組件中的兩個滾輪均為驅(qū)動輪，能同向或反向轉(zhuǎn)動；每個滾輪均呈錐形，每個滾輪與纜索相接觸的一側(cè)均設(shè)置有滾輪架，每個滾輪架沿圓周方向均勻設(shè)置有若干個滾柱。
[0007]所述第一驅(qū)動組件中的兩個滾輪分別設(shè)置在兩塊豎向支撐板上；第二驅(qū)動組件和第三驅(qū)動組件中位于同側(cè)的兩個滾輪分別設(shè)置在一塊橫向支撐板上；每塊豎向支撐板的底部與橫向支撐板的中部相鉸接。
[0008]兩塊所述橫向支撐板相互平行，并通過至少一根支撐桿相連接。
[0009]兩塊所述豎向支撐板相互平行設(shè)置，并通過至少一根支撐桿相連接。
[0010]滾輪的錐形母線為直線或弧線。
[0011]兩側(cè)所述滾輪上的滾柱偏轉(zhuǎn)方向相反。
[0012]還包括障礙感應(yīng)裝置，障礙感應(yīng)裝置固定設(shè)置在三個驅(qū)動組件的頂部和/或底部。
[0013]所述障礙感應(yīng)裝置包括至少兩個感應(yīng)開關(guān)，每個感應(yīng)開關(guān)均包括探針和開關(guān)體，每根探針包括一段弧形探頭和至少一根針閥，針閥的一端與弧形探頭固定連接，針閥的另一端與開關(guān)體浮動連接，針閥能觸動開關(guān)體中開關(guān)量信號的導(dǎo)通與斷開；至少兩段弧形探頭同軸設(shè)置，且能圍合形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0014]每根所述針閥上均同軸設(shè)置有若干個球形觸點，開關(guān)體內(nèi)設(shè)置有與球形觸點數(shù)量相等的球窩；球窩的容積大于球形觸點的體積，當(dāng)球形觸點與球窩任一點接觸時，均能觸動開關(guān)體中開關(guān)量信號的導(dǎo)通。
[0015]所述開關(guān)體包括感應(yīng)開關(guān)連接塊和同軸固定設(shè)置在感應(yīng)開關(guān)連接塊兩端的兩個彈性連接塊，球窩同軸設(shè)置在感應(yīng)開關(guān)連接塊內(nèi)，針閥與彈性連接塊固定連接，每個彈性連接塊內(nèi)均設(shè)置有彈性變形空腔。
[0016]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益技術(shù)效果:
1.上述每個驅(qū)動組件中的兩個滾輪均為驅(qū)動輪，能同向或反向轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)同向轉(zhuǎn)動時，機器人爬升；當(dāng)反向轉(zhuǎn)動時，機器人不爬升，繞纜索中心角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)可控，通過對兩側(cè)滾輪轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向變化的控制，從而實現(xiàn)爬升和旋轉(zhuǎn)的兩個運動的疊加，進而實現(xiàn)整個外圓柱面的檢測，檢測更加完整全面，具有重要的意義。同時，零件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，控制安裝方便。
[0017]2.管徑適用能力強:通過調(diào)整每個驅(qū)動組件中兩個滾輪的間距來適應(yīng)不同的管徑，在機構(gòu)的可調(diào)整范圍內(nèi)，纜索與滾輪中心距保持不變。即爬升不同外徑纜索時，機構(gòu)的姿態(tài)不變，能夠保持彈簧力的恒定不變，這點對于穩(wěn)定爬升尤為重要。
[0018]3.越障能力強:當(dāng)纜索表面防護層出現(xiàn)破損，如內(nèi)部鋼絲斷開翹起時，很容易將機器人掛住，使其停留在高空不能返回地面。本申請中，每個驅(qū)動組件中兩個滾輪分開設(shè)置，中間沒有直接連接，兩個對應(yīng)滾輪間預(yù)留出很大的空間，這個空間將有利于跨過翹起來的鋼絲，且滾輪對翹起來的鋼絲等障礙，還具有滾壓效應(yīng)，不會被掛住，能夠順利返回地面。
[0019]4.上述障礙感應(yīng)裝置的設(shè)置，能覆蓋纜索整個外圓周，能對纜索外圓柱面進行360°全周向的故障檢測，檢測無死角。同時，感應(yīng)開關(guān)碰到任何形狀的障礙均能夠被靈敏地觸發(fā)，產(chǎn)生報警開關(guān)量信號。且整體結(jié)構(gòu)小巧，可靠，重量輕，有利于高空作業(yè)。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示了本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2顯示了兩塊橫向支撐板及其連接關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3顯示了兩塊豎向支撐板及其連接關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4顯示了滾輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5顯示了安裝有滾柱的滾輪架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6顯示了滾柱與滾輪架鉸接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7顯示了滾輪越障時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8顯示了本發(fā)明高空纜索機器人爬升機構(gòu)越障能力分析示意圖；
圖9顯示了安裝有障礙感應(yīng)裝置的高空纜索機器人爬升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10顯示了障礙感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11顯不了感應(yīng)開關(guān)的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖12顯示了感應(yīng)開關(guān)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13顯示了兩側(cè)滾輪同向轉(zhuǎn)動爬升時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14顯示了兩側(cè)滾輪反向轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15顯示了現(xiàn)有技術(shù)中纜索圓柱面檢測時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16顯示了本申請中纜索圓周面檢測時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中有:
1.第一驅(qū)動組件；11.豎向支撐板；
2.第二驅(qū)動組件；21.橫向支撐板；
3.第三驅(qū)動組件；
4.滾輪；41.滾輪架；42.滾柱；
5.支撐桿；
6.障礙感應(yīng)裝置；
61.弧形探頭；62.針閥；621.弧形觸點；63.感應(yīng)開關(guān)連接塊；631.球窩；64.彈性連接塊；641.彈性變形空腔；65.支架；
7.翹起鋼絲。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體較佳實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0023]如圖1和圖9所示，一種旋轉(zhuǎn)可控的高空纜索機器人爬升機構(gòu)，包括三個驅(qū)動組件和障礙感應(yīng)裝置6，也可根據(jù)實際需要，不設(shè)置障礙感應(yīng)裝置6。
[0024]三個驅(qū)動組件呈三角形設(shè)置，三個驅(qū)動組件分別為:第一驅(qū)動組件1、第二驅(qū)動組件2和第三驅(qū)動組件3。
[0025]每個驅(qū)動組件均包括兩個滾輪4，每個滾輪4均能與纜索表面壓緊配合。優(yōu)選，通過彈簧使?jié)L輪壓緊在纜索表面，彈簧提供整個爬升機構(gòu)的內(nèi)力。
[0026]上述第一驅(qū)動組件1中的兩個滾輪4分別設(shè)置在兩塊豎向支撐板11上。如圖3所示，兩塊豎向支撐板11優(yōu)選相互平行設(shè)置，并通過至少一根支撐桿5相連接。
[0027]第二驅(qū)動組件2和第三驅(qū)動組件3中位于同側(cè)的兩個滾輪4分別設(shè)置在一塊橫向支撐板21上。如圖2所示，兩塊橫向支撐板21之間相互平行設(shè)置，并通過至少一根支撐桿5相連接，優(yōu)選為兩根。
[0028]上述每根支撐桿5的兩端與豎向支撐板11或橫向支撐板2可以為鉸接，也可以為固定連接。
[0029]每塊豎向支撐板11的底部與對應(yīng)橫向支撐板21的中部相鉸接，當(dāng)然，也可固定連接。
[0030]另外，每個驅(qū)動組件中的支撐桿5均可以與兩個滾輪同軸設(shè)置。此時，每根支撐桿5的兩端分別與對應(yīng)的滾輪4相鉸接。也即，支撐桿5不影響驅(qū)動組件中兩個滾輪的同向或反向轉(zhuǎn)動。
[0031]進一步，每個滾輪4均優(yōu)選呈錐形，滾輪的錐形母線為直線或弧線。
[0032]如圖4、圖5和圖6所示，每個滾輪4與纜索相接觸的一側(cè)均設(shè)置有滾輪架41，每個滾輪架41沿圓周方向均勻設(shè)置有若