專利名稱:履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種纜索維護(hù)設(shè)備,特別是一種斜拉橋纜索上作業(yè)的纜索維護(hù)機(jī)
器人拉索自動爬升機(jī)構(gòu),屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 現(xiàn)有斜拉橋纜索上作業(yè)的纜索維護(hù)機(jī)器人采用的拉索自動爬升機(jī)構(gòu)的不足主要 有 1、采用輪式爬升行走裝置,行走可靠性和穩(wěn)定性較差,爬升機(jī)構(gòu)附重能力較差; 2、采用在拉索圓周上均布三組行走輪的機(jī)構(gòu)支承及行走輪的壓緊方式,爬升機(jī)構(gòu) 三組行走輪對拉索的壓緊不易調(diào)節(jié)平衡,爬升機(jī)構(gòu)行走的穩(wěn)定性較差; 3、在三組行走輪上分別布置三組動力,機(jī)構(gòu)自重較大,附重能力較差
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),該爬升機(jī)構(gòu)能在拉索 表面穩(wěn)定、可靠地爬升及下降,該機(jī)構(gòu)動力分布合理,負(fù)重能力強(qiáng),行走裝置對拉索的壓緊 平衡調(diào)節(jié)方便。 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),包括外框架、安 裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調(diào)節(jié)裝置,所述的外框架帶有四個對稱的安裝面,其 中一面做成鉸接式,可以自由開閉;所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行 走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組和兩套導(dǎo)向輪組,兩套驅(qū)動輪組通過導(dǎo)向芯軸對稱地安裝在外框架 的兩個安裝面上,兩套導(dǎo)向輪組通過導(dǎo)向芯軸對稱地安裝在外框架的另兩個安裝面上,行 走裝置的驅(qū)動輪組、導(dǎo)向輪組通過導(dǎo)向芯軸可以相對于外框架做徑向的移動; 所述的壓緊調(diào)節(jié)裝置有4個,分別安裝在框架的4個安裝面上、用于調(diào)節(jié)爬升行走 裝置的各驅(qū)動輪組和導(dǎo)向輪組對對拉索的壓緊力。 其進(jìn)一步技術(shù)方案是所述的每套驅(qū)動輪組包括由驅(qū)動輪、從動輪、壓緊輪組、安 裝框架和行走履帶組成的行走部分和履帶張緊機(jī)構(gòu); 驅(qū)動輪和從動輪是能通過行走履帶同步傳遞動力、外圈帶相同齒形的圓柱形結(jié)
構(gòu),驅(qū)動輪側(cè)向安裝有動力傳動機(jī)構(gòu),用來接受從動力機(jī)械傳遞來的動力; 壓緊輪組的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面; 安裝框架是兩側(cè)板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架,其兩
側(cè)板上中部安裝有連接鉸鏈; 行走履帶是環(huán)形柔性帶結(jié)構(gòu),其與驅(qū)動輪、從動輪配合的內(nèi)表面帶有與驅(qū)動輪和
從動輪外圈相同的齒型,其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數(shù)的條紋; 驅(qū)動輪、從動輪、壓緊輪組通過各自的輪軸安裝在安裝框架的兩塊側(cè)板中間,兩側(cè)
用螺母夾緊固定,其中驅(qū)動輪安裝在前上部,從動輪安裝在后上部,壓緊輪組的各個壓緊輪
安裝在底部的同一高度上,行走履帶套裝在驅(qū)動輪、從動輪和壓緊輪組的外圍,其內(nèi)齒與驅(qū)動輪和從動輪的外齒相配合,整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈單向自由擺動。 所述的每個壓緊調(diào)節(jié)裝置包括導(dǎo)向芯軸、調(diào)節(jié)螺柱、導(dǎo)向螺母和壓緊彈簧,導(dǎo)向螺
母與外框架的安裝面垂直地安裝在框架的安裝面上、調(diào)節(jié)螺柱安裝在導(dǎo)向螺母上、導(dǎo)向芯
軸穿入調(diào)節(jié)螺柱中心的導(dǎo)向長孔中并限位,壓緊彈簧套在導(dǎo)向芯軸的外部并安裝在調(diào)節(jié)螺
柱和爬升行走裝置的鉸鏈之間,旋動調(diào)節(jié)螺柱通過壓緊彈簧調(diào)節(jié)爬升行走裝置的各驅(qū)動輪
組和導(dǎo)向輪組對拉索的壓緊力。 由于采用上述結(jié)構(gòu),本實用新型之履帶式拉索爬升行走裝置與現(xiàn)有輪式結(jié)構(gòu)的拉 索爬升行走裝置相比,具有提高了爬升機(jī)構(gòu)行走的可靠性和穩(wěn)定性,提高了爬升機(jī)構(gòu)的負(fù) 重能力等以下有益效果。 1 、作為爬升行走裝置的驅(qū)動輪組采用履帶式爬升機(jī)構(gòu)行走裝置,提高了爬升機(jī)構(gòu) 行走的可靠性和穩(wěn)定性,提高了爬升機(jī)構(gòu)的負(fù)重能力等有益效果 ①傳動可靠性和穩(wěn)定性好行走履帶通過內(nèi)表面的同步齒在整個寬度范圍上與帶
有外齒的驅(qū)動輪和從動輪全嚙合同步傳動,傳動效率高,傳動可靠性和穩(wěn)定性好;行走履帶
帶有增摩條紋的外表面與拉索表面在有壓緊輪組布置的長度范圍內(nèi)實現(xiàn)面接觸,摩擦系數(shù)
較大,爬升機(jī)構(gòu)可以獲得較大的摩擦驅(qū)動力,也增加了傳動的可靠性和穩(wěn)定性好。
②沿拉索表面的導(dǎo)向性更好壓緊輪組32的各壓緊輪通過其帶有圓弧面的輪體
外表面把行走履帶38壓緊在拉索表面上,行走履帶38與拉索表面的接觸面積更大,可獲得
的摩擦驅(qū)動力更大,同時沿拉索表面的導(dǎo)向性更好,可以使爬升機(jī)構(gòu)更可靠、更穩(wěn)定地沿拉
索表面爬升或下降。 ③行走裝置通過安裝框架33上中部的連接鉸鏈39受到外部壓緊裝置的壓緊力, 可以使多組壓緊輪32對拉索的壓緊力在整個接觸長度范圍內(nèi)分布置更均勻、更可靠,從而 可以更穩(wěn)定、更可靠地獲得較大的摩擦驅(qū)動力。 2、外框架采用了四面體框架結(jié)構(gòu),兩套驅(qū)動輪組3對稱地安裝在外框架1的上、下 兩個安裝面上,兩套導(dǎo)向輪組2也對稱地安裝在外框架1的左、右兩個安裝面上,所述由導(dǎo) 向芯軸4、調(diào)節(jié)螺柱5、導(dǎo)向螺母6和壓緊彈簧7組成的壓緊調(diào)節(jié)裝置分別與各安裝面垂直 地安裝在框架的4個安裝面上,對稱旋動調(diào)節(jié)螺柱5可以方便地調(diào)節(jié)行走裝置的各驅(qū)動輪 組3和導(dǎo)向輪組2對拉索的壓緊力,并容易使之平衡,亦進(jìn)一步提高了爬升機(jī)構(gòu)行走的可靠 性和穩(wěn)定性。 3、導(dǎo)向輪組2兩端的導(dǎo)向滾輪14外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面,對
爬升機(jī)構(gòu)沿著拉索行走的穩(wěn)定性更好,使之不易旋轉(zhuǎn)或跑偏。 4、爬行行走裝置只有兩套驅(qū)動輪組,減輕了自重,提高了負(fù)重能力。 以下,結(jié)合附圖和實施例,對本實用新型之履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu)的技術(shù)特征
作進(jìn)一步說明。
圖1 、圖2是本實用新型履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖l是俯視 圖,圖2是圖1的右視圖; 圖3、圖4是驅(qū)動輪組的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖3是主視圖,圖4是圖3的A_A剖視 圖;[0027] 圖5、圖6是導(dǎo)向輪組的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖5是主視圖,圖6是圖5的俯視圖。 圖中,有關(guān)標(biāo)號意義是 外框架1,導(dǎo)向輪組2包括導(dǎo)向輪組安裝架21、導(dǎo)向滾輪22、導(dǎo)向輪組連接鉸鏈
23 ; 驅(qū)動輪組3包括驅(qū)動輪31、壓緊輪組32、安裝框架33、從動輪34、輪軸35、張緊 支架36,傳動齒輪37和行走履帶38,連接鉸鏈39 ; 壓緊調(diào)節(jié)裝置包括導(dǎo)向芯軸4、調(diào)節(jié)螺柱5、導(dǎo)向螺母6和壓緊彈簧7, 8是外框架1上的鉸銷,9是安裝在行走裝置的各驅(qū)動輪組3和導(dǎo)向輪組2上的限
向直桿,10是外框架1上的行走裝置限向孔,減速器11,電動機(jī)12。
具體實施方式
—種履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),如圖1、圖2所示,包括外框架1、安裝在外框架1 上的爬升行走裝置和壓緊調(diào)節(jié)裝置; 所述的外框架1帶有四個對稱的安裝面,其中一面做成鉸接式,可以自由開閉; 所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組3 和兩套導(dǎo)向輪組2,兩套驅(qū)動輪組3通過導(dǎo)向芯軸4對稱地安裝在外框架1的上、下兩個安 裝面上,兩套導(dǎo)向輪組2通過導(dǎo)向芯軸4對稱地安裝在外框架1的左、右兩個安裝面上,行 走裝置的驅(qū)動輪組、導(dǎo)向輪組2通過導(dǎo)向芯軸4可以相對于外框架1做徑向的移動,以適應(yīng) 不同直徑拉索的壓緊、爬升要求; 所述的壓緊調(diào)節(jié)裝置有4個,分別與各安裝面垂直地安裝在框架的4個安裝面上, 每個壓緊調(diào)節(jié)裝置包括導(dǎo)向芯軸4、調(diào)節(jié)螺柱5、導(dǎo)向螺母6和壓緊彈簧7,導(dǎo)向螺母6與外 框架1的安裝面垂直地安裝在外框架的4個安裝面上、調(diào)節(jié)螺柱5安裝在導(dǎo)向螺母6上、導(dǎo) 向芯軸4穿入調(diào)節(jié)螺柱5中心的導(dǎo)向長孔中并限位,壓緊彈簧7套在導(dǎo)向芯軸4的外部并 安裝在調(diào)節(jié)螺柱5和爬升行走裝置的鉸鏈之間,旋動調(diào)節(jié)螺柱5通過壓緊彈簧7調(diào)節(jié)爬升 行走裝置的各驅(qū)動輪組3和導(dǎo)向輪組2對拉索的壓緊力; 如圖3、圖4所示所述具有履帶式拉索爬升行走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組3包括由驅(qū) 動輪31、從動輪34、壓緊輪組32、安裝框架33和行走履帶38組成的履帶式行走裝置和履帶 張緊機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動履帶式行走裝置的電動機(jī)12以及減速器11 ; 驅(qū)動輪31和從動輪34是外圈帶相同齒形的圓柱形結(jié)構(gòu)、能通過行走履帶同步傳 遞動力,驅(qū)動輪31側(cè)向通過鍵安裝有傳動齒輪37,用來接受從電動機(jī)12傳遞來的動力; 安裝框架33是兩側(cè)板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架,其 兩側(cè)板上中部安裝有連接鉸鏈39 ; 行走履帶38是環(huán)形柔性帶結(jié)構(gòu),其與驅(qū)動輪31 、從動輪34配合的內(nèi)表面帶有與驅(qū) 動輪31和從動輪34外圈相同的齒型,其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數(shù)的 條紋; 驅(qū)動輪31、從動輪34、壓緊輪組32通過各自的輪軸35安裝在安裝框架33的兩塊 側(cè)板中間,兩側(cè)用螺母夾緊固定,其中驅(qū)動輪31安裝在前上部,從動輪34安裝在后上部,壓 緊輪組32的各個壓緊輪安裝在底部的同一高度上,行走履帶38套裝在各個輪組的外圍,其 內(nèi)齒與驅(qū)動輪31和從動輪34的外齒相配合,整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈39單向自由擺動; 本實施例中,所述的履帶張緊機(jī)構(gòu)是張緊支架36,該張緊支架36通過從動輪34的 輪軸35安裝在安裝框架33的尾部,將行走履帶38張緊并用螺母夾緊固定。 所述壓緊輪組32的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面。 如圖5、圖6所示,所述的每一個導(dǎo)向輪組2包括U形安裝架21、安裝在U形安裝 架21兩端的導(dǎo)向滾輪22,導(dǎo)向滾輪22外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面,U形安 裝架21中部是導(dǎo)向輪組連接鉸鏈23,兩套導(dǎo)向輪組2亦通過導(dǎo)向芯軸4對稱地安裝在外框 架1的左、右兩個安裝面上。 所述行走裝置的各驅(qū)動輪組3和導(dǎo)向輪組2上安裝有限向直桿9,所述外框架1安
裝面開有行走裝置限向孔10,限向直桿9套在限向孔10內(nèi),當(dāng)調(diào)節(jié)行走裝置對拉索的壓緊
力時,限向直桿9通過外框架1安裝面上的行走裝置限向孔10保證行走裝置只能繞著鉸鏈
在拉索長度方向上擺動,以增強(qiáng)爬升機(jī)構(gòu)在不同損傷狀況的拉索表面的通過性。 電動機(jī)12及減速器11具有停車剎車功能,以避免爬升機(jī)構(gòu)停止時下滑。 作為本實用新型實施例的一種變換,所述的履帶張緊機(jī)構(gòu)也可以采用其他的結(jié)構(gòu)
形式; 作為本實用新型實施例的又一種變換,所述的驅(qū)動輪也可以通過聯(lián)軸器或鏈輪或
其他動力傳動機(jī)構(gòu)從電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)或液壓馬達(dá)或其他動力裝置處獲得驅(qū)動力。 動作原理及過程 打開爬升機(jī)構(gòu)外框架1的帶鉸鏈安裝面,把爬升機(jī)構(gòu)套在橋梁拉索上,把由兩套 驅(qū)動輪組3和兩套導(dǎo)向輪組2構(gòu)成的履帶式拉索爬升行走裝置支撐在拉索表面上,對稱調(diào) 節(jié)與各驅(qū)動輪組3對應(yīng)的壓緊調(diào)節(jié)裝置,使爬升機(jī)構(gòu)在電機(jī)剎車的情況下通過履帶式拉索 爬升行走裝置能可靠地停止在拉索表面上;再對稱調(diào)節(jié)與兩套導(dǎo)向輪組2對應(yīng)的壓緊調(diào)節(jié) 裝置,使導(dǎo)向輪組2的導(dǎo)向滾輪22可靠地壓在拉索表面上。然后給電機(jī)通電,控制電機(jī)的啟 動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,就能驅(qū)動爬升機(jī)構(gòu)沿著橋梁拉索長 方向可靠、穩(wěn)定地運(yùn)動、 停止、上升、下降和以不同速度運(yùn)動。
權(quán)利要求一種履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),包括外框架、安裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調(diào)節(jié)裝置,其特征在于所述的框架帶有四個對稱的安裝面,其中一面做成鉸接式,可以自由開閉;所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組(3)和兩套導(dǎo)向輪組(2),兩套驅(qū)動輪組(3)通過導(dǎo)向芯軸(4)對稱地安裝在外框架(1)的兩個安裝面上,兩套導(dǎo)向輪組(2)通過導(dǎo)向芯軸(4)對稱地安裝在外框架(1)的另兩個安裝面上,行走裝置的驅(qū)動輪組(3)、導(dǎo)向輪組(2)通過導(dǎo)向芯軸(4)可以相對于外框架(1)做徑向的移動;所述的壓緊調(diào)節(jié)裝置有4個,分別安裝在外框架的4個安裝面上、用于調(diào)節(jié)爬升行走裝置的各驅(qū)動輪組(3)和導(dǎo)向輪組(2)對拉索的壓緊力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述具有履帶式拉 索爬升行走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組(3)包括由驅(qū)動輪(31)、從動輪(34)、壓緊輪組(32)、安裝 框架(33)和行走履帶(38)組成的行走部分和履帶張緊機(jī)構(gòu);驅(qū)動輪(31)和從動輪(34)是外圈帶相同齒形的圓柱形結(jié)構(gòu)、能通過行走履帶同步傳遞動力,驅(qū)動輪(31)側(cè)向安裝有動力傳動機(jī)構(gòu),用來接受從動力機(jī)械傳遞來的動力; 通過鍵安裝有傳動齒輪(37),用來接受從電動機(jī)或其他動力機(jī)械傳遞來的動力; 壓緊輪組(32)的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面; 安裝框架(33)是兩側(cè)板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架,其兩側(cè)板上中部安裝有連接鉸鏈(39);行走履帶(38)是環(huán)形柔性帶結(jié)構(gòu),其與驅(qū)動輪(31)、從動輪(34)配合的內(nèi)表面帶有與驅(qū)動輪和從動輪外圈相同的齒型,其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數(shù)的條紋;驅(qū)動輪、從動輪、壓緊輪組通過各自的輪軸安裝在安裝框架的兩塊側(cè)板中間,兩側(cè)用螺 母夾緊固定,其中驅(qū)動輪安裝在前上部,從動輪安裝在后上部,壓緊輪組的各個壓緊輪安裝 在底部的同一高度上,行走履帶套裝在驅(qū)動輪、從動輪和壓緊輪組的外圍,其內(nèi)齒與驅(qū)動輪 和從動輪的外齒相配合,整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈單向自由擺動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述驅(qū)動輪(31)側(cè) 向安裝的動力傳動機(jī)構(gòu)是傳動齒輪、聯(lián)軸器或鏈輪,所述的動力機(jī)械是電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)或液 壓馬達(dá)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述的履帶張緊機(jī) 構(gòu)是張緊支架,該張緊支架通過從動輪的輪軸安裝在安裝框架的尾部,將行走履帶張緊并 用螺母夾緊固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述的每 套導(dǎo)向輪組(2)包括U形安裝架(21)、安裝在U形安裝架(21)兩端的導(dǎo)向滾輪(22),導(dǎo)向 滾輪(22)外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面,U形安裝架(21)中部是導(dǎo)向輪組 連接鉸鏈(23)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述的每 個壓緊調(diào)節(jié)裝置包括導(dǎo)向芯軸(4)、調(diào)節(jié)螺柱(5)、導(dǎo)向螺母(6)和壓緊彈簧(7),導(dǎo)向螺母 (6)與外框架(1)的安裝面垂直地安裝在框架的(4)個安裝面上、調(diào)節(jié)螺柱(5)安裝在導(dǎo)向螺母(6)上、導(dǎo)向芯軸(4)穿入調(diào)節(jié)螺柱(5)中心的導(dǎo)向長孔中并限位,壓緊彈簧(7)套 在導(dǎo)向芯軸(4)的外部并安裝在調(diào)節(jié)螺柱(5)和爬升行走裝置的鉸鏈之間,旋動調(diào)節(jié)螺柱 (5)通過壓緊彈簧(7)調(diào)節(jié)爬升行走裝置的各驅(qū)動輪組(3)和導(dǎo)向輪組(2)對拉索的壓緊 力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),其特征在于所述的每個壓緊調(diào) 節(jié)裝置包括導(dǎo)向芯軸(4)、調(diào)節(jié)螺柱(5)、導(dǎo)向螺母(6)和壓緊彈簧(7),導(dǎo)向螺母(6)與外 框架(1)的安裝面垂直地安裝在框架的(4)個安裝面上、調(diào)節(jié)螺柱(5)安裝在導(dǎo)向螺母(6) 上、導(dǎo)向芯軸(4)穿入調(diào)節(jié)螺柱(5)中心的導(dǎo)向長孔中并限位,壓緊彈簧(7)套在導(dǎo)向芯軸 (4)的外部并安裝在調(diào)節(jié)螺柱(5)和爬升行走裝置的鉸鏈之間,旋動調(diào)節(jié)螺柱(5)通過壓緊 彈簧(7)調(diào)節(jié)爬升行走裝置的各驅(qū)動輪組(3)和導(dǎo)向輪組(2)對拉索的壓緊力。
專利摘要一種履帶式拉索自動爬升機(jī)構(gòu),包括外框架、安裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調(diào)節(jié)裝置,外框架帶有四個對稱的安裝面,其中一面做成鉸接式,可以自由開閉;爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結(jié)構(gòu)的驅(qū)動輪組和兩套導(dǎo)向輪組,兩套驅(qū)動輪組、兩套導(dǎo)向輪組分別通過導(dǎo)向芯軸對稱地安裝在外框架的4個安裝面上,4個壓緊調(diào)節(jié)裝置分別安裝在框架的4個安裝面上、用于調(diào)節(jié)爬升行走裝置的各驅(qū)動輪組和導(dǎo)向輪組對拉索的壓緊力;每套驅(qū)動輪組包括由驅(qū)動輪、從動輪、壓緊輪組、安裝框架和行走履帶組成的行走部分和履帶張緊機(jī)構(gòu)。該爬升機(jī)構(gòu)能在拉索表面穩(wěn)定、可靠地爬升及下降,機(jī)構(gòu)動力分布合理,負(fù)重能力強(qiáng),行走裝置對拉索的壓緊平衡調(diào)節(jié)方便。
文檔編號E01D19/10GK201473887SQ200920302128
公開日2010年5月19日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者嚴(yán)李榮, 周庠天, 廖恒, 方樹, 李德興, 王曉琳, 趙劼, 鄧年春 申請人:柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司