[发明专利]一种旋转可控的高空缆索机器人爬升机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜拉桥拉索检测机器人，具体的说，是涉及一种用于大跨斜拉桥拉索或其它高空杆类、输电线类结构故障检测的机器人，特别是一种旋转可控的高空缆索机器人爬升机构。

背景技术

现有技术的机器人都是旋转自由度不可控，因此不能完成整个外圆柱面检测。

另外，现有机器人大都结构复杂，重量大，爬升能力不强，越障能力也不强；适应不同管径时调整麻烦，如当管径不同时，机构的姿态不同，弹簧的伸长长度不同，为保证滚轮压紧力恒定，需要经常更换弹簧，调整相当麻烦。

另外，缆索由于长期使用，环境恶劣，表面防护层经常出现破损，导致内部钢丝断开并翘起来。爬升机器人在经过这些障碍时极易被挂住，被迫停留在高空缆索上，无法成功返回地面。而爬升机器人停留在高空缆索上，本身就很危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构紧凑，重量轻，控制安装方便，负载能力强，管径适应性好，越障能力强的旋转可控的高空缆索机器人爬升机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种旋转可控的高空缆索机器人爬升机构，包括呈三角形设置的三个驱动组件，三个驱动组件分别为：第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件；每个驱动组件均包括两个滚轮，每个滚轮均能与缆索表面压紧配合；每个驱动组件中的两个滚轮均为驱动轮，能同向或反向转动；每个滚轮均呈锥形，每个滚轮与缆索相接触的一侧均设置有滚轮架，每个滚轮架沿圆周方向均匀设置有若干个滚柱。

所述第一驱动组件中的两个滚轮分别设置在两块竖向支撑板上；第二驱动组件和第三驱动组件中位于同侧的两个滚轮分别设置在一块横向支撑板上；每块竖向支撑板的底部与横向支撑板的中部相铰接。

两块所述横向支撑板相互平行，并通过至少一根支撑杆相连接。

两块所述竖向支撑板相互平行设置，并通过至少一根支撑杆相连接。

滚轮的锥形母线为直线或弧线。

两侧所述滚轮上的滚柱偏转方向相反。

还包括障碍感应装置，障碍感应装置固定设置在三个驱动组件的顶部和/或底部。

所述障碍感应装置包括至少两个感应开关，每个感应开关均包括探针和开关体，每根探针包括一段弧形探头和至少一根针阀，针阀的一端与弧形探头固定连接，针阀的另一端与开关体浮动连接，针阀能触动开关体中开关量信号的导通与断开；至少两段弧形探头同轴设置，且能围合形成一个环状结构。

每根所述针阀上均同轴设置有若干个球形触点，开关体内设置有与球形触点数量相等的球窝；球窝的容积大于球形触点的体积，当球形触点与球窝任一点接触时，均能触动开关体中开关量信号的导通。

所述开关体包括感应开关连接块和同轴固定设置在感应开关连接块两端的两个弹性连接块，球窝同轴设置在感应开关连接块内，针阀与弹性连接块固定连接，每个弹性连接块内均设置有弹性变形空腔。

本发明采用上述结构后，具有如下有益技术效果：

1.上述每个驱动组件中的两个滚轮均为驱动轮，能同向或反向转动。因此，当同向转动时，机器人爬升；当反向转动时，机器人不爬升，绕缆索中心角速度旋转，旋转可控，通过对两侧滚轮转速与转向变化的控制，从而实现爬升和旋转的两个运动的叠加，进而实现整个外圆柱面的检测，检测更加完整全面，具有重要的意义。同时，零件数量少，结构紧凑，重量轻，控制安装方便。

2.管径适用能力强：通过调整每个驱动组件中两个滚轮的间距来适应不同的管径，在机构的可调整范围内，缆索与滚轮中心距保持不变。即爬升不同外径缆索时，机构的姿态不变，能够保持弹簧力的恒定不变，这点对于稳定爬升尤为重要。

3.越障能力强：当缆索表面防护层出现破损，如内部钢丝断开翘起时，很容易将机器人挂住，使其停留在高空不能返回地面。本申请中，每个驱动组件中两个滚轮分开设置，中间没有直接连接，两个对应滚轮间预留出很大的空间，这个空间将有利于跨过翘起来的钢丝，且滚轮对翘起来的钢丝等障碍，还具有滚压效应，不会被挂住，能够顺利返回地面。

4.上述障碍感应装置的设置，能覆盖缆索整个外圆周，能对缆索外圆柱面进行360°全周向的故障检测，检测无死角。同时，感应开关碰到任何形状的障碍均能够被灵敏地触发，产生报警开关量信号。且整体结构小巧，可靠，重量轻，有利于高空作业。

附图说明

图1显示了本发明一种旋转可控的高空缆索机器人爬升机构的结构示意图；

图2显示了两块横向支撑板及其连接关系的结构示意图；

图3显示了两块竖向支撑板及其连接关系的结构示意图；