一种缆索攀爬机器制造技术

本申请实施例提供了一种缆索攀爬机器，用于提供一种同时具备高速度与高载荷能力的缆索攀爬机器，包括：负载检修机器人、N个锚固牵引机器人、N个卷扬机和N组牵引绳索；缆索攀爬机器以负载检修机器人为核心，N个锚固牵引机器人为分支，形成星型拓扑。在负载检修机器人和锚固牵引机器人之间使用牵引绳索连接，并使用卷扬机卷放和卷收牵引绳索。锚固牵引机器人能够在缆索上运动，并在预定位置锚固，以N个锚固牵引机器人为顶点形成N边形检修区域，负载检修机器人在牵引绳索的拉动下在N边形检修区域运动，以完成检测和维修。以完成检测和维修。以完成检测和维修。

【技术实现步骤摘要】
一种缆索攀爬机器


[0001]本申请实施例涉及缆索检修领域，具体涉及一种缆索攀爬机器。

技术介绍

[0002]大跨度拉索类桥梁的缆索包括斜拉桥的拉索及悬索桥主缆和悬索。缆索一般为圆柱形，拉索和悬索直径50
‑
230mm，相对水平面的安装角度从30
°
倾斜至90
°
完全垂直，一般表面有直径3
‑
5mm的螺旋雨线、凹坑或其他附属物。
[0003]为了对拉索和悬索这两种缆索进行表观破损检测以及局部维修，目前普遍采用多边夹轮式攀爬机器，其驱动轮与拉索圆柱形的表面接触方式为点/线接触，接触面积较小，使得多边夹轮式攀爬机器在攀爬过程中容易打滑自旋，很难产生足够的摩擦力来支撑载荷。所以多边夹轮式攀爬机器主要用于搭载摄像头组快速采集缆索表观图像，难以携带重量超过40kg的缆索内部钢丝断裂检测的漏磁检测(magnetic fluxleakage testing，MFL)传感器或者重量超过15kg的专用修补工具等执行机构。尤其是当载荷增加时，轮子需要施加更大的挤压力在缆索表面，易损坏电缆聚乙烯PE保护层。多边夹轮式攀爬机器实现了高速度，但载荷低。
[0004]为避免高负荷给缆索造成的损坏，现有的一种攀爬机器采用手掌夹持式机器，通过掌面与缆索的大面积接触，提供大负载能力并保护缆索表面，再通过液压驱动伸缩式攀爬机器实现攀爬机器本体攀爬运动。然而这款攀爬机器本体重达百余公斤，攀爬速度慢，在缆索上作业效率低。手掌夹持式机器实现了高载荷，但速度低。
[0005]可见，现有技术的缆索攀爬机器无法同时实现高速度和高载荷，因此需要研究一种具有高载荷能力，同时攀爬速度快的缆索攀爬机器。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种缆索攀爬机器，用于提供一种同时具备高速度与高载荷能力的缆索攀爬机器。
[0007]本申请实施例第一方面提供了一种缆索攀爬机器，包括：负载检修机器人、N个锚固牵引机器人、N个卷扬机和N组牵引绳索，N>2；
[0008]负载检修机器人和每个锚固牵引机器人分别通过一组牵引绳索连接；N个卷扬机设置于负载检修机器人和/或N个锚固牵引机器人，且每个卷扬机分别用于卷收或卷放一组牵引绳索，以改变负载检修机器人与N个锚固牵引机器人的相对位置；
[0009]锚固牵引机器人包括驱动模块和第一夹持模块，驱动模块用于驱动锚固牵引机器人运动到缆索的预设位置，第一夹持模块用于将锚固牵引机器人固定在缆索的预设位置；
[0010]当N个锚固牵引机器人分别固定在多根缆索的不同预设位置时，以N个锚固牵引机器人为顶点形成N边形检修区域，N个卷扬机通过卷放或卷收N组牵引绳索，控制负载检修机器人在N边形检修区域内的位置，以使负载检修机器人对N边形检修区域内的缆索进行检修。
[0011]本申请实施例的一种实现方式中，N个锚固牵引机器人分为两组锚固牵引机器人，两组锚固牵引机器人分别沿一根缆索运动。
[0012]本申请实施例的一种实现方式中，卷扬机包括卷扬电机、卷盘、出入线口结构、调整电机、传动件、双向螺杆和调整螺母；
[0013]卷扬电机的输出端连接卷盘，卷盘旋转卷收或卷放牵引绳索；
[0014]调整电机的输出端连接传动件的输入端，传动件的输出端连接双向螺杆；
[0015]调整螺母与双向螺杆配合，双向螺杆沿同一方向旋转时，调整螺母沿双向螺杆的轴线往复运动，往复运动两端之间具有预设距离，预设距离小于或等于卷盘的轴向厚度；
[0016]出入线口结构的第一端固定连接调整螺母，牵引绳索穿过出入线口结构。
[0017]本申请实施例的一种实现方式中，卷扬机还包括滑块和导轨；
[0018]导轨与双向螺杆平行设置，出入线口结构的第二端固定连接滑块，滑块能够沿导轨滑动，以使得出入线口结构能够在导轨和双向螺杆间运动。
[0019]本申请实施例的一种实现方式中，卷扬电机和调整电机为同一电机。
[0020]本申请实施例的一种实现方式中，负载检修机器人还包括第二夹持模块；
[0021]第二夹持模块用于将负载检修机器人锚固在缆索。
[0022]本申请实施例的一种实现方式中，第一夹持模块或第二夹持模块包括抱爪对和蜗轮蜗杆；
[0023]一个抱爪对的两组抱爪在两组蜗轮蜗杆的驱动下开闭，两组蜗轮蜗杆的蜗轮固定在抱爪的根部，两组蜗轮蜗杆的蜗杆由同一轴连接。
[0024]本申请实施例的一种实现方式中，锚固牵引机器人的驱动模块包括多个旋翼机构；
[0025]多个旋翼机构以第一夹持模块为中心圆周均匀分布，或以抱爪对的轴线为轴对称分布。
[0026]本申请实施例的一种实现方式中，锚固牵引机器人的驱动模块还包括滚球形外壳；
[0027]旋翼机构设置在滚球形外壳内，滚球形外壳为镂空结构。
[0028]本申请实施例的一种实现方式中，负载检修机器人还包括伸缩臂；
[0029]第二夹持模块安装在伸缩臂的末端。
[0030]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0031]本申请实施例中，缆索攀爬机器以负载检修机器人为核心，N个锚固牵引机器人为分支，形成星型拓扑。在负载检修机器人和锚固牵引机器人之间使用牵引绳索连接，并使用卷扬机卷放和卷收牵引绳索。锚固牵引机器人能够在缆索上运动，并在预定位置锚固，以N个锚固牵引机器人为顶点形成N边形检修区域，负载检修机器人在牵引绳索的拉动下在N边形检修区域运动，以完成检测和维修。由于使用了N个锚固牵引机器人，本申请实施例的缆索攀爬机器人具有高载荷能力；由于使用了牵引绳索和卷扬机以实现绳驱，负载检修机器人能够快速移动，作业效率较高。
附图说明
[0032]图1是本申请实施例的缆索攀爬机器的工作状态的一种示意图；
[0033]图2是本申请实施例的缆索攀爬机器的工作状态的另一种示意图；
[0034]图3是本申请实施例的缆索攀爬机器的卷扬机的立体图；
[0035]图4是本申请实施例的缆索攀爬机器的掌足夹持模块的立体图；
[0036]图5是本申请实施例的缆索攀爬机器的锚固牵引机器人的立体图；
[0037]图6是本申请实施例的缆索攀爬机器的负载检修机器人的立体图；
[0038]图7是本申请实施例的缆索攀爬机器的工作状态的另一种示意图；
[0039]附图标记：
[0040]1‑
负载检修机器人；
[0041]2‑
锚固牵引机器人；201
‑
第一锚固牵引机器人；202
‑
第二锚固牵引机器人；203
‑
第三锚固牵引机器人；204
‑
第四锚固牵引机器人；
[0042]3‑
缆索；
[0043]4‑
牵引绳索；
[0044]5‑
卷扬机；501
‑
卷盘；502
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缆索攀爬机器，其特征在于，包括：负载检修机器人(1)、N个锚固牵引机器人(2)、N个卷扬机(5)和N组牵引绳索(4)，N>2；所述负载检修机器人(1)和每个所述锚固牵引机器人(2)分别通过一组所述牵引绳索(4)连接；N个所述卷扬机(5)设置于所述负载检修机器人(1)和/或所述N个锚固牵引机器人(2)，且每个所述卷扬机(5)分别用于卷收或卷放一组所述牵引绳索(4)，以改变所述负载检修机器人(1)与所述N个锚固牵引机器人(2)的相对位置；所述锚固牵引机器人(2)包括驱动模块(8)和第一夹持模块(6)，所述驱动模块(8)用于驱动所述锚固牵引机器人(2)运动到缆索(3)的预设位置，所述第一夹持模块(6)用于将所述锚固牵引机器人(2)固定在所述缆索(3)的所述预设位置；当N个所述锚固牵引机器人(2)分别固定在多根所述缆索(3)的不同所述预设位置时，以所述N个锚固牵引机器人(2)为顶点形成N边形检修区域，N个所述卷扬机(5)通过卷放或卷收所述N组牵引绳索(4)，控制所述负载检修机器人(1)在所述N边形检修区域内的位置，以使所述负载检修机器人(1)对所述N边形检修区域内的所述缆索(3)进行检修。2.根据权利要求1所述的缆索攀爬机器，其特征在于，N个所述锚固牵引机器人(2)分为两组锚固牵引机器人(2)，所述两组锚固牵引机器人(2)分别沿一根所述缆索(3)运动。3.根据权利要求1所述的缆索攀爬机器，其特征在于，所述卷扬机(5)包括卷扬电机(506)、卷盘(501)、出入线口结构(502)、调整电机、传动件、双向螺杆(504)和调整螺母(505)；所述卷扬电机(506)的输出端连接所述卷盘(501)，所述卷盘(501)旋转卷收或卷放所述牵引绳索(4)；所述调整电机的输出端连接所述传动件的输入端，所述传动件的输出端连接所述双向螺杆(504)；所述调整螺母(505)与所述双向螺杆(504)配合，所述双向螺杆(504)沿同一方向旋转时，所述调整螺母(505)沿所述双向螺杆(504)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宁，郑振粮，张爱东，
申请(专利权)人：深圳市人工智能与机器人研究院，
类型：新型
国别省市：