專利名稱：纜索爬行機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人，尤其是能夠?qū)|索進(jìn)行維護(hù)、噴涂等相關(guān)作業(yè)的纜索爬
行機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，隨著斜拉橋施工工藝方案的改善和一些諸如大跨徑橋難點(diǎn)問題被慢慢的解 決，斜拉橋這種新型橋型正越來越多的被應(yīng)用于橋梁建設(shè)中。斜拉橋的主要受力構(gòu)件是纜 索，但其長期暴露在大氣之中，受到風(fēng)吹、日曬、雨淋和環(huán)境污染的侵蝕，表面容易受到較嚴(yán) 重的破壞。纜索是斜拉橋的主要承重部分，其造價(jià)約占全橋造價(jià)的25% 30%，纜索表面 的破壞也就意味著斜拉橋的使用安全性將受到極大的影響。為了降低由于纜索的破壞而造 成的損失和改善大橋的外觀形象，定期對斜拉橋纜索進(jìn)行檢測和維護(hù)是非常必要的，但是 至今對斜拉橋纜索的檢測和維護(hù)方式還較為落后，一般仍需施工人員手工作業(yè)。其主要方 式是在塔頂設(shè)立定滑輪吊點(diǎn)，用巻揚(yáng)機(jī)經(jīng)鋼絲繩帶動小車及載人的吊籃由人工在高空對纜 索進(jìn)行作業(yè)，不僅效率低和存在安全隱患，而且成本非常高。 因此迫切需要開發(fā)一種能自動沿纜索爬升并能完成一定作業(yè)任務(wù)的機(jī)器人。在現(xiàn) 有技術(shù)當(dāng)中，雖有類似機(jī)器人的試驗(yàn)樣機(jī)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量重、成本高，還不能 進(jìn)行廣泛使用。 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人還不能夠?qū)|索進(jìn)行維護(hù)、噴涂等相關(guān)作業(yè)，也不能 夠代替施工人員進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠代替施工人員對纜索 進(jìn)行維護(hù)、噴涂等相關(guān)作業(yè)的纜索爬行機(jī)器人。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，即一種纜索爬行機(jī)器人，其特征是包括 由三對直連接桿和斜連接桿與三根連接支架連接構(gòu)成的三角架，所述三角架在三個(gè)頂點(diǎn)處 的連接支架的上下端分別與上推桿和下推桿的一端鉸接，上推桿和下推桿的另一端分別安 裝有從動輪和驅(qū)動輪，上推桿與三角架之間分別連接有上推桿拉簧，使三只從動輪形成對 纜索的彈性夾持；下推桿與三角架之間分別連接有下推桿拉簧，使分別由驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的 三只驅(qū)動輪緊貼纜索爬行。 本實(shí)用新型由于上述結(jié)構(gòu)而具有的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單和能夠快速、平穩(wěn)地攀爬斜 拉橋纜索或類似結(jié)構(gòu)，并且能夠攜帶檢測設(shè)備檢測斜拉橋纜索表面缺陷的大小和位置；還 能安裝對纜索清洗、噴涂、彩裝等其他相關(guān)作業(yè)的裝置達(dá)到對纜索的維護(hù)。

本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)可以通過附圖給出的非限定性的實(shí)例進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的主視圖；[0010] 圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。 圖中1、驅(qū)動輪，2、同步皮帶，3、驅(qū)動電機(jī)，4、斜連接桿，5、直連接桿，6、托盤，7、安 全保護(hù)裝置，8、圖像傳感器，9、從動輪，10、上推桿，11、上推桿拉簧，12、連接支架，13、下推 桿，14、下推桿拉簧，15、轉(zhuǎn)角測量裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 參見附圖1和2，圖中的纜索爬行機(jī)器人，其特征是包括由三對直連接桿5和斜 連接桿4與三根連接支架12連接構(gòu)成的三角架，所述三角架在三個(gè)頂點(diǎn)處的連接支架的上 下端分別與上推桿10和下推桿13的一端鉸接，上推桿10和下推桿13的另一端分別安裝 有從動輪9和驅(qū)動輪l，上推桿10與三角架之間分別連接有上推桿拉簧ll，使三只從動輪 9形成對纜索的彈性夾持；下推桿13與三角架之間分別連接有下推桿拉簧14，使分別由驅(qū) 動電機(jī)3驅(qū)動的三只驅(qū)動輪1緊貼纜索爬行。 上述結(jié)構(gòu)中，所述三角架為可開合式結(jié)構(gòu)，至少一個(gè)邊可以打開、合攏并固定，三 角架上圍繞纜索的位置均布有圖像傳感器8，所述驅(qū)動輪的一側(cè)安裝有轉(zhuǎn)角測量裝置15 ; 所述圖像傳感器采用CCD或CMOS圖像傳感器，實(shí)時(shí)地采集纜索表面圖像信息并傳遞給控制 器，控制器對圖像信息處理后區(qū)分出有效缺陷和無效缺陷；若為有效缺陷，則同時(shí)對轉(zhuǎn)角測 量裝置15的反饋信號進(jìn)行計(jì)算，確定有效缺陷的位置，并把它保存下來；所述每一對直連 接桿5、斜連接桿4的一端或兩端分別與連接支架12鉸接，并在鉸接端鎖定，滿足連接桿一 定角度的擺動，以改變?nèi)羌苣骋贿叺拈L度，適應(yīng)不同纜索直徑的需要；驅(qū)動電機(jī)3為步進(jìn) 電機(jī)或伺服電機(jī)，安裝在下推桿13上，驅(qū)動電機(jī)通過同步皮帶2與驅(qū)動輪同軸固定的皮帶 輪連接。 上述結(jié)構(gòu)中所述的三角架的連接支架12的上端或/和下端與托盤6連接，所述托 盤6為可開、合的環(huán)狀體，由至少兩截圓弧段組合構(gòu)成，三角架或托盤6上安裝有由控制器 控制的清洗、噴涂或彩裝作業(yè)裝置，托盤6上安裝有由控制器控制的清洗、噴涂或彩裝作業(yè) 裝置；在上推桿10安裝有安全保護(hù)裝置7，所述安全保護(hù)裝置包括制動電磁鐵、制動彈簧鋼 板和安全回收纜繩；在正常工作時(shí)，電磁鐵通電，依靠電磁吸力拉動制動彈簧板，使從動輪 9擺脫制動彈簧板的束縛正常滾動；在斷電情況下，電磁鐵回位，使制動彈簧板給從動輪9
一個(gè)制動力，防止機(jī)器人在重力作用下下滑，拉動安全回收纜索將機(jī)器人回收。 上述結(jié)構(gòu)中所述直連接桿5、斜連接桿4、上推桿10、下推桿13均采用輕質(zhì)金屬管，
或高強(qiáng)度工程塑料管。 上述實(shí)施例是這樣工作的-一 打開由直連接桿5和斜連接桿4與連接支架12構(gòu) 成的三腳架的任意邊后將其套在纜索上，根據(jù)纜索大小調(diào)節(jié)直連接桿5和斜連接桿4的角 度，同時(shí)使三對上推桿10和下推桿13沿著纜索軸線四周均布，然后固定托盤6，在上推桿 拉簧11和下推桿拉簧14的拉力作用下，三對輪子都緊緊地依附于纜索表面，調(diào)試完畢后開 啟驅(qū)動電機(jī)3，驅(qū)動輪1通過同步皮帶2在驅(qū)動電機(jī)3的帶動下轉(zhuǎn)動，從動輪9就跟隨轉(zhuǎn)動 達(dá)到平穩(wěn)快速爬行纜索的目的；在爬行過程中，每一個(gè)驅(qū)動電機(jī)3上均連接有一個(gè)轉(zhuǎn)角測 量裝置15，反饋驅(qū)動電機(jī)3的轉(zhuǎn)速信息，控制系統(tǒng)接收反饋信號，發(fā)出相應(yīng)控制指令，調(diào)整 驅(qū)動電機(jī)3的轉(zhuǎn)速，使三個(gè)驅(qū)動輪1的轉(zhuǎn)動速度一致，從而保證本機(jī)器人運(yùn)動的平穩(wěn)性。同
4時(shí)圖像傳感器8實(shí)時(shí)地采集纜索表面圖像信息并傳遞給控制器，控制器對圖像信息處理后 區(qū)分出有效缺陷和無效缺陷，若為有效缺陷，則同時(shí)對轉(zhuǎn)角測量裝置15的反饋信號進(jìn)行計(jì) 算，確定有效缺陷的位置，并把它保存下來達(dá)到檢測的目的。在托盤6上安裝的能夠?qū)|索 進(jìn)行清洗、噴涂、彩裝等裝置對纜索進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。 上述實(shí)施例中的安全保護(hù)裝置7是這樣工作的 一-當(dāng)本機(jī)器人正常工作時(shí)，電磁 鐵通電，依靠電磁吸力拉動制動彈簧板，使從動輪9擺脫制動彈簧板的束縛正常滾動；在發(fā) 生突發(fā)事件(如系統(tǒng)斷電)的情況下，電磁鐵回位，使得制動彈簧板給從動輪9一個(gè)制動 力，防止機(jī)器人在重力作用下滑，然后由安全回收纜繩將機(jī)器人回收。 顯然，本實(shí)用新型由于所述結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單；能夠快速、平穩(wěn)地攀爬斜拉橋纜索或 類似結(jié)構(gòu)，安全性能高；并且能夠攜帶檢測設(shè)備檢測斜拉橋纜索表面缺陷的大小和位置，提 高了工作效率；還能安裝對纜索清洗、噴涂、彩裝等其他相關(guān)作業(yè)的裝置達(dá)到對纜索的維 護(hù)。
權(quán)利要求一種纜索爬行機(jī)器人，其特征是包括由三對直連接桿(5)和斜連接桿(4)與三根連接支架(12)連接構(gòu)成的三角架，所述三角架在三個(gè)頂點(diǎn)處的連接支架的上下端分別與上推桿(10)和下推桿(13)的一端鉸接，上推桿(10)和下推桿(13)的另一端分別安裝有從動輪(9)和驅(qū)動輪(1)，上推桿(10)與三角架之間分別連接有上推桿拉簧(11)，使三只從動輪(9)形成對纜索的彈性夾持；下推桿(13)與三角架之間分別連接有下推桿拉簧(14)，使分別由驅(qū)動電機(jī)(3)驅(qū)動的三只驅(qū)動輪(1)緊貼纜索爬行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述三角架為可開合式結(jié)構(gòu)，至 少一個(gè)邊可以打開、合攏并固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述直連接桿(5)、斜連接桿 (4)、上推桿(10)、下推桿(13)均采用輕質(zhì)金屬管，或高強(qiáng)度工程塑料管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述驅(qū)動電機(jī)(3)為步進(jìn)電機(jī) 或伺服電機(jī)，安裝在下推桿(13)上，驅(qū)動電機(jī)通過同步皮帶(2)與驅(qū)動輪同軸固定的皮帶 輪連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述三角架上圍繞纜索的位置均布有圖像傳感器(8)，所述驅(qū)動輪的一側(cè)安裝有轉(zhuǎn)角測量裝置(15);所述圖像傳感器采用CCD或CMOS圖像傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述三角架的連接支架(12)的 上端或/和下端與托盤(6)連接，所述托盤(6)為可開、合的環(huán)狀體，由至少兩截圓弧段組 合構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述托盤(6)上圍繞纜索的位 置均布有圖像傳感器(8)，所述驅(qū)動輪的一側(cè)安裝有轉(zhuǎn)角測量裝置(15);所述圖像傳感器 采用CCD或CMOS圖像傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征是在上推桿(10)安裝有安全保護(hù)裝置(7)， 所述安全保護(hù)裝置包括制動電磁鐵、制動彈簧鋼板和安全回收纜繩。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是所述三角架或托盤(6)上安裝 有由控制器控制的清洗、噴涂或彩裝作業(yè)裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的纜索爬行機(jī)器人，其特征是托盤(6)上安裝有由控制器控 制的清洗、噴涂或彩裝作業(yè)裝置。
專利摘要一種纜索爬行機(jī)器人，其中包括由三對直連接桿和斜連接桿與三根連接支架連接構(gòu)成的三角架，所述三角架在三個(gè)頂點(diǎn)處的連接支架的上下端分別與上推桿和下推桿的一端鉸接，上推桿和下推桿的另一端分別安裝有從動輪和驅(qū)動輪，上推桿與三角架之間分別連接有上推桿拉簧，使三只從動輪形成對纜索的彈性夾持；下推桿與三角架之間分別連接有下推桿拉簧，使分別由驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的三只驅(qū)動輪緊貼纜索爬行。本實(shí)用新型由于所述結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、安全性能高、實(shí)現(xiàn)了對纜索的維護(hù)并提高了工作效率。
文檔編號B25J15/00GK201437247SQ20092012620
公開日2010年4月14日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者嚴(yán)波, 周憶, 張世龍, 張軍偉, 祖正華, 羅麗蓉 申請人:重慶大學(xué);重慶路橋股份有限公司