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      一種爬纜機器人的制作方法

      文檔序號:8334774閱讀:525來源:國知局
      一種爬纜機器人的制作方法
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種機器人,具體涉及對纜索進行檢查和作業(yè)的機器人。
      【背景技術】
      [0002]隨著橋梁建造業(yè)的快速發(fā)展,斜拉橋的規(guī)模越來越大,目前,世界上主跨超過200米的斜拉橋已多達200余座。斜拉橋數量尺寸的增大為橋梁的檢測帶來了更多的挑戰(zhàn)。纜索是斜拉橋的主要承重構件,且長期暴露在風吹日曬中,容易出現破損甚至斷裂的情況,需要定時檢測其表面是否完整。纜索懸掛在斜拉橋的兩側,可能高達百米,一般的人工檢查方法耗時耗力,不能保證人身安全,利用卷揚機檢測纜索雖然在一定程度上保證了人員安全,但是仍存在著效率低下的問題。在這種背景下,爬纜機器人技術被提出。這種技術就是利用特別設計制作的工業(yè)機器人搭載檢測系統(tǒng)對纜索進行檢測和作業(yè)?,F有的爬纜機器人主要有氣動蠕動式、電動連續(xù)式和螺旋爬升式。相比較,電動連續(xù)式爬纜機器人有運動連續(xù)可靠、體積較小、可無線遙控及承載力較好等優(yōu)點,成為爬纜機器人主要發(fā)展的方向。
      [0003]纜索表面通常覆蓋有一層絞絲,絞絲在長期使用中會產生一些較大的凸起或凹陷,有時纜索上還會安裝一些小型檢測元件或者裝飾品,爬纜機器人在工作過程中,需要越過這些障礙。查閱國內的幾款最新爬纜機器人,如中國專利公開號CN201437247,公開日為2010年4月14日,實用新型創(chuàng)造的名稱為纜索爬行機器人,該申請公開了一種纜索爬行機器人,由三根連桿支架連接三輛小車構成的,三角架的三個頂點處上推桿鉸鏈連接下推桿,上下推桿分別安有一個驅動輪和一個從動輪。上推桿和下推桿都是通過斜拉彈簧與纜索產生接觸力的,整個機器人成等邊三角形結構。該實用新型的纜索機器人有以下不足。第一,所設計的三角框架結構固定,所以不能應用在直徑差異過大的纜索上。第二,使用斜拉彈簧雖然有一定的越障能力,但滾輪通過較大障礙物時,仍然存在可能卡死的問題。第三,由于結構限制,在工作過程中無法改變機器人對纜索的抱緊力,當機器人在高空中卡死或者打滑,地面無法控制機器人回收。以上問題在現有種類的電動連續(xù)式爬纜機器人中普遍存在。

      【發(fā)明內容】

      [0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于對纜索檢查和作業(yè)的爬纜機器人。該機器人可用于直徑差異大的纜索,對纜索的夾緊力好,爬纜能力和越障能力強,且可避免卡死和打滑。
      [0005]本發(fā)明為實現其發(fā)明目的所采取的技術方案是:一種爬纜機器人,包括外框架和內部的爬行機構,其結構是:
      [0006]外框架為立方體框架,外框架每個側面的立桿之間,通過軸承連接兩端旋向相反的滾珠絲杠,相對的兩個滾珠絲杠由一個固定于外框架上的步進電機驅動;
      [0007]外框架的每個側面設置一個滑架,滑架的具體構成是:兩根豎桿通過一根橫桿連接,豎桿的上下端均安裝有滑架導輪,上下端的滑架導輪分別與外框架的頂桿和底桿接觸;兩根豎桿外側均固定有與滾珠絲杠配合的絲杠螺母;
      [0008]所述的爬行機構固定于滑架的橫桿上,其具體構成是:
      [0009]一對夾緊支撐板固定于相對的兩橫桿上,夾緊支撐板內側的上端鉸接導向桿,導向桿的另一端安裝導向輪,導向桿的中上部與夾緊支撐板的中上部之間連接有拉伸彈簧,夾緊支撐板的下端通過直線軸承安裝有導桿;
      [0010]另一對夾緊支撐板固定于相對的另兩根橫桿上,夾緊支撐板內側的下端鉸接導向桿,導向桿的另一端安裝導向輪,導向桿的中下部與夾緊支撐板的中下部之間連接有拉伸彈簧,夾緊支撐板的上端通過直線軸承安裝有導桿;
      [0011]所述的導桿向內伸出的一端與平衡梁鉸接,導桿在平衡梁和夾緊支撐板之間的部位套合有壓力傳感器和壓縮彈簧;平衡梁的上下端分別安裝有從動輪和主動輪,從動輪和主動輪之間連有同步帶,主動輪與固定于平衡梁上的驅動電機相連。
      [0012]與現有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:
      [0013]一、通過兩對滑架及其對應的導向輪、主動輪和從動輪從四個方向夾緊纜索,其夾緊力大,夾緊牢固,爬纜能力強。
      [0014]二、相對的滾珠絲杠調節(jié)對應的相對滑架之間的距離,滑架的滑動距離大,適應的的纜索的直徑范圍大。
      [0015]三、兩對滑架分別由兩個步進電機各自獨立驅動,兩對滑架之間的移動距離可以不同,從而可適應扁平狀的纜索;并且可以通過松開一對滑架,夾緊另一對滑架,可以順利地避開纜索某一側的,或相對的兩側安裝的各種零部件,其越障能力強,通過性好。
      [0016]四、可以方便地通過對步進電機的控制,實現對纜索夾緊力地控制,既能夠保證夾緊牢固,避免打滑,同時又能夠避免卡死,通過性好。
      [0017]五、滑架上安裝有導向輪、主動輪和從動輪,一個滑架和纜索有三個接觸點,保證了與纜索的接觸牢固,夾緊力好,同時主動輪和從動輪之間通過平衡梁連接,平衡梁的中部通過壓縮彈簧及直線軸承與夾緊支撐板連接,使得主動輪(從動輪)能繞平衡梁的鉸軸旋轉,及整個平衡梁的后退及回彈,使得其越障能力強,同時夾緊力好。
      [0018]六、相鄰的滑架上的導向輪一上一下,主動輪和從動輪也一上一下,使得纜索上下受力均勻,且上行和下行爬動時均有爬行能力強的主動輪和從動輪在前,導向能力好的導向輪在后,使得其上行和下行時均具有良好的爬行能力和導向能力。
      [0019]進一步,本發(fā)明所述的相對的兩個滾珠絲杠由一個固定于外框架的步進電機驅動的具體結構是:步進電機通過減速器與一個滾珠絲杠連接,所述的滾珠絲杠與另一個滾珠絲杠通過同步帶相連。
      [0020]這樣,通過最簡單的結構,有效地實現了相對的兩個滑架的夾緊松開同步穩(wěn)定運行。
      [0021]進一步,本發(fā)明所述的主動輪與固定于平衡梁上的驅動電機相連的具體結構是:驅動電機依次通過減速器、同步帶與主動輪相連。
      [0022]這樣,通過同步帶的連接,控制驅動電機的正反轉及轉動速度,可操控機器人爬行方向及爬行速度。
      [0023]進一步,本發(fā)明所述的驅動電機為無刷直流電機。
      [0024]這種電機重量輕和體積小,機械特性和調節(jié)特性的線性度好,調速范圍廣,壽命長,維護方便,噪聲小。
      [0025]進一步,本發(fā)明所述的外框架上部安裝有作業(yè)及檢測裝置的安裝架。
      [0026]這樣,可根據需要,將檢測儀器或作業(yè)裝置固定在安裝架上。
      [0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
      【附圖說明】
      [0028]圖1為本發(fā)明實施例的正視結構示意圖。
      [0029]圖2為圖1的A-A剖面示意圖。
      [0030]圖3為本發(fā)明實施
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