一種閉式高空纜索爬升機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種斜拉橋拉索檢測(cè)機(jī)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(cè)的機(jī)器人，特別是一種閉式高空纜索爬升機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，高空纜索爬升機(jī)器人通常采用四個(gè)或者多個(gè)輪子，每個(gè)輪組均作為一個(gè)單獨(dú)的懸掛，具有更好的柔性，有更好的越障能力，其基本原理是機(jī)構(gòu)本身是剛性的，僅僅是把輪子的懸掛部分做成彈性的。
[0003]然而，上述多輪高空纜索爬升機(jī)器人，具有如下不足:
1、通常懸掛彈簧較短，當(dāng)輪子遇到障礙時(shí)，即便很小的障礙會(huì)引起彈簧力較大的變化，對(duì)越障極為不利。
[0004]2、輪子間都是相互獨(dú)立的，一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪機(jī)需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；而且輪子數(shù)量較多，基本都是采用一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，或者少數(shù)驅(qū)動(dòng)輪，而主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的越障能力是不可同日而語(yǔ)的，因此，實(shí)際的越障能力通常很差。另外，為提升爬升能力，增大滾輪與纜索間的正壓力，機(jī)構(gòu)內(nèi)力很大，實(shí)際爬升過程中，輪子損壞非常嚴(yán)重，甚至爬升一個(gè)來回，輪子就損壞，對(duì)爬升能力影響也很大。這也是沒有能夠產(chǎn)生實(shí)際應(yīng)用的根本原因所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種爬升及越障能力強(qiáng)，機(jī)構(gòu)內(nèi)力小，滾輪不易損壞，且重心穩(wěn)定、不易脫軌的閉式高空纜索爬升機(jī)器人。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種閉式高空纜索爬升機(jī)器人，包括三個(gè)滾輪組、兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的側(cè)邊支撐和下降限速裝置，三個(gè)滾輪組呈三角形形狀設(shè)置在側(cè)邊支撐的三個(gè)端點(diǎn)處；每個(gè)側(cè)邊支撐均包括一塊橫向連接板和與橫向連接板中部相連接的一塊豎向連接板，每個(gè)滾輪組均包括至少一個(gè)滾輪，每個(gè)滾輪組均能作為驅(qū)動(dòng)輪組。
[0007]兩塊所述豎向連接板通過橫梁相連接，兩塊豎向連接板和橫梁構(gòu)成一個(gè)呈H型的懸架。
[0008]還包括壓緊彈簧，壓緊彈簧的一端與橫梁相連接，壓緊彈簧的另一端通過連接桿與橫向連接板相連接。
[0009]每個(gè)所述滾輪呈V字型或圓柱形。
[0010]當(dāng)所述滾輪呈V字型時(shí)，每個(gè)滾輪均包括輪軸和同軸套裝在輪軸外周的兩個(gè)錐形輪，每個(gè)錐形輪的錐形母線為直線或弧線。
[0011]每個(gè)所述滾輪組均包括兩個(gè)滾輪，兩個(gè)滾輪之間通過履帶相連接。
[0012]下降限速裝置與任意一個(gè)滾輪的輪軸軸端相連接，下降限速裝置包括制動(dòng)器外殼、制動(dòng)器轉(zhuǎn)子、離心彈簧和離心塊，其中制動(dòng)器轉(zhuǎn)子、離心彈簧和離心塊均設(shè)置在制動(dòng)器外殼內(nèi)，離心塊與制動(dòng)器轉(zhuǎn)子相鉸接，離心塊與制動(dòng)器轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有離心彈簧。
[0013]下降限速裝置與任意一個(gè)滾輪的輪軸軸端相連接，下降限速裝置包括定子、葉輪、壓緊彈簧、固定盤和球閥，定子和固定盤同軸套裝在輪軸軸端的外周；固定盤鄰近定子的一側(cè)沿圓周方向設(shè)置有若干個(gè)錐形閥芯；定子從內(nèi)向外依次設(shè)置有相互貫通的液壓腔、內(nèi)側(cè)盲孔和外側(cè)盲孔；液壓腔內(nèi)設(shè)置有套裝在輪軸軸端上的葉輪；內(nèi)側(cè)盲孔內(nèi)設(shè)置有球閥；夕卜側(cè)盲孔鄰近固定盤的一端設(shè)置有與錐形閥芯相配合的錐形閥孔。
[0014]還包括障礙感應(yīng)裝置，障礙感應(yīng)裝置固定設(shè)置在爬升機(jī)構(gòu)的頂部和/或底部，障礙感應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)感應(yīng)開關(guān)，每個(gè)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(dòng)連接，針閥能觸動(dòng)開關(guān)體中開關(guān)量信號(hào)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(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0015]每根所述針閥上均同軸設(shè)置有若干個(gè)球形觸點(diǎn)，開關(guān)體內(nèi)設(shè)置有與球形觸點(diǎn)數(shù)量相等的球窩；球窩的容積大于球形觸點(diǎn)的體積，當(dāng)球形觸點(diǎn)與球窩任一點(diǎn)接觸時(shí)，均能觸動(dòng)開關(guān)體中開關(guān)量信號(hào)的導(dǎo)通。
[0016]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果:
1.越障能力強(qiáng):上述三個(gè)滾輪組，且呈三角形的設(shè)計(jì)，滾輪組對(duì)懸架或側(cè)邊支撐來說，是剛性的，且整個(gè)機(jī)構(gòu)呈一種彈性機(jī)構(gòu)，并不是對(duì)每個(gè)輪子單獨(dú)進(jìn)行彈性懸掛，故對(duì)越障極為有利；另外，三個(gè)滾輪組均能作為驅(qū)動(dòng)輪組，因此對(duì)爬升能力和越障能力的提升極為有利，機(jī)構(gòu)的內(nèi)力不大，對(duì)于提高滾輪的使用壽命極為有利。
[0017]2.安裝方便、負(fù)載能力強(qiáng):上述兩個(gè)側(cè)邊支撐，由于呈由于雙邊對(duì)稱布置，不存在扭轉(zhuǎn)變形，不存在剛度問題，負(fù)載能力更強(qiáng)，變形對(duì)稱，不會(huì)出現(xiàn)脫軌或跌落安全事故。而且，重心位置對(duì)中，有利于爬升傾斜角度的纜索，同時(shí)，軸承受力對(duì)中，不易損壞。當(dāng)反向安裝時(shí)，機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)自鎖。
[0018]3.動(dòng)態(tài)制動(dòng)下降:通過對(duì)錐形閥孔(也即阻尼孔)開口度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)下降速度的調(diào)節(jié)，當(dāng)機(jī)器人爬升不同傾角的纜索時(shí)，更具有實(shí)際的意義。流體阻尼，與機(jī)械式摩擦制動(dòng)相比，熱穩(wěn)定性好，適合長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)距離制動(dòng)，制動(dòng)力不會(huì)衰減。另外，當(dāng)采用第一種或第三種下降限速裝置時(shí)，制動(dòng)力的大小將能隨下降速度的增加而增加，下降速度和制動(dòng)力是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程，能夠?qū)崿F(xiàn)勻速或者近似勻速下降。
[0019]4.管徑適應(yīng)能力強(qiáng):通過調(diào)整兩個(gè)滾輪的間距來適應(yīng)不同的管徑，在機(jī)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(shí)，機(jī)構(gòu)的姿態(tài)不變，能夠保持彈簧力的恒定不變，這點(diǎn)對(duì)于穩(wěn)定爬升尤為重要。
[0020]5.對(duì)于螺旋線的爬升，除了要求機(jī)器人要具有很強(qiáng)的越障能力，還要求機(jī)器人爬升機(jī)構(gòu)具有很好的動(dòng)力學(xué)特性。本申請(qǐng)中的雙側(cè)邊支撐，動(dòng)力學(xué)特性極佳，能夠抵抗更大的沖擊載荷。因此抗沖擊能力更強(qiáng)。
[0021]7、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，有利于高空作業(yè):兩邊固定架均為平面應(yīng)力狀態(tài)，因此僅為簡(jiǎn)單的板狀零件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，尤其是連桿的固定架等部件的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，整體重量更輕，零部件的更容易加工，制造成本也低。
[0022]8、上述障礙感應(yīng)裝置，能覆蓋纜索整個(gè)外圓周，能對(duì)纜索外圓柱面進(jìn)行360°全周向的故障檢測(cè)，檢測(cè)無死角。同時(shí)，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(bào)警開關(guān)量信號(hào)。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】
[0023]圖1顯示了本發(fā)明一種閉式高空纜索爬升機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2顯示了懸架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3顯示了加裝有下降限速裝置的閉式高空纜索爬升機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4顯示了第一種下降限速裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5顯示了圖4的縱向剖視圖；
圖6顯示了圖4中制動(dòng)器轉(zhuǎn)子的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7顯示了圖4中離心塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8顯示了第二種下降限速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9顯示了圖8中定子的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10顯示了第三種下降限速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11顯示了包含下降限速裝置及障礙感應(yīng)裝置的閉式高空纜索爬升機(jī)器人的示意圖；
圖12顯示了障礙感應(yīng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13顯示了感應(yīng)開關(guān)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14顯示了感應(yīng)開關(guān)的立體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15顯示了滾輪表面設(shè)置有條紋時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16顯示了滾輪為可拆分的V字型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖17顯示了每個(gè)滾輪組包括兩個(gè)滾輪時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖18顯示了懸架、錐形輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和壓緊彈簧相連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖19顯示了橫向連接板、錐形輪以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖20顯示了閉式高空