一种履带式磁吸附缆索检测机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种履带式磁吸附缆索检测机器人，包括框架、V形橡胶履带、离合器、下降限速装置和至少两个V形负重轮。V形橡胶履带包覆在所有V形负重轮的外周，V形橡胶履带内封装有磁吸附单元。至少一个V形负重轮为驱动轮。下降限速装置通过离合器与其中一个V形负重轮相连接。框架包括对称设置在V形橡胶履带两侧的机架，每个机架均为两段式结构。采用上述结构后，结构紧凑、操作简便、越障能力强。V形橡胶履带能提高机器人防脱轨的能力；磁吸附单元封装在履带内，能缓冲与拉索表面的碰撞，同时磁吸附单元根据负重轮半径设计尺寸，可以避免履带绕过负重轮时产生冲击现象。另外，下降速度可调节，且能适应不同斜度的拉索。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用在大型斜拉桥缆索检测的故障机器人，特别是一种履带式磁吸附缆索检测机器人。
技术介绍
斜拉桥是目前使用极为广泛的桥梁，靠多根拉索来承受载荷，因此拉索关系到整个桥梁的安全性，必须对拉索定期检测与维护。拉索的检测属于高空作业，这种危险的工作完全可以由机器人来替代。对于专门用于斜拉桥检测的机器人，根据实际需要，必须满足以下几点要求：(1)能适应不同直径的拉索，这可以大大降低开发的成本；(2)由于斜拉桥由多根拉索组成，为了减少工作时间和人员投入，必须要提高机器人的工作速度，特别是要减少安装机器人的时间；(3)拉索的表面很可能是凹凸不平的，甚至会有一段凸起的部分，这就需要机器人具备一定的越障能力；(4)当机器人发生电气故障时，需要能从高空安全回收的装置。在拉索机器人的结构设计中，需要同时兼顾越障能力、安装时间以及管径适应能力等多种要求。另外，现有的安全回收方案多以摩擦片式限速为主，这种回收方法的缺点是不能适应不同斜度的拉索，如果制动力太小，起不到限速的作用，制动力太大则会卡死。所以，需要开发一种能满足工程实践需要的新型机器人。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种履带式磁吸附缆索检测机器人，该履带式磁吸附缆索检测机器人结构紧凑、操作简便、越障能力强，同时还配有可调节下降速度的液压阻尼式的下降限速装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种履带式磁吸附缆索检测机器人，包括框架、V形橡胶履带、离合器、下降限速装置和至少两个V形负重轮。V形橡胶履带包覆在所有V形负重轮的外周，V形橡胶履带内封装有磁吸附单元。至少一个V形负重轮为驱动轮。下降限速装置通过离合器与其中一个V形负重轮相连接。框架包括对称设置在V形橡胶履带两侧的机架，每个机架均为两段式结构。所述下降限速装置为由活塞、连杆、油缸和曲柄轮构成的曲柄连杆机构；曲柄轮与离合器相连接，曲柄轮转动，带动活塞在油缸内上下移动；活塞位于油缸内部分沿周向设置有若干个阻尼孔。所述V形负重轮有三个，其中有两个V形负重轮为驱动轮，一个V形负重轮为从动轮，下降限速装置通过离合器与从动轮相连接。每个机架均包括两块相互铰接的三角形板。每块三角形板的三个角点处均各设置有一个铰接孔，其中两个铰接孔分别套装在对应V形负重轮的转轴上，另一个铰接孔通过支撑轴与另一侧相对应的三角形板相连接。其中一个驱动轮通过皮带传动装置与从动轮相连接；皮带传动装置包括同步带和同步轮。所述驱动轮的驱动装置为锥齿轮和电机。所述磁吸附单元的尺寸根据V形负重轮的半径尺寸进行设计。本专利技术采用上述结构后，具有如下有益效果：1.V形橡胶履带能提高机器人防脱轨的能力，橡胶材料还能增大滑动摩擦系数。2.磁吸附单元封装在履带内，能缓冲与拉索表面的碰撞，同时磁吸附单元根据负重轮半径设计尺寸，可以避免履带绕过负重轮时产生冲击现象。3.机架采用两段式结构，机器人会有更好的越障能力。4.结构稳定，并且能在机器人越障时起到限位的作用。5.机器人动力充足。6.采用液压阻尼式的下降限速装置，能适应不同斜度的拉索。7.机器人采用磁吸附原理附着于拉索表面，安装时间会大大减少。附图说明图1是本专利技术一种履带式磁吸附缆索检测机器人的立体结构示意图。图2显示了本专利技术机器人的仰视图或俯视图。图3显示了V形橡胶履带的结构示意图。图4显示了V形橡胶履带的侧视图。图5显示了本专利技术机器人越障示意图。图6显示了V形负重轮的结构示意图。图7显示了下降限速装置中活塞和油缸的结构示意图。图8显示了下降限速装置中活塞的结构示意图。其中有：1.框架；11.机架；12.连接板；13.支撑轴；2.V形橡胶履带；21.磁吸附单元；3.离合器；4.电机；5.锥齿轮；6.下降限速装置；61.活塞；62.连杆；63.油缸；64.曲柄轮；65.阻尼孔；7.皮带传动装置；71.同步带；72.同步轮；8.V形负重轮；81.转轴；9.拉索；91.障碍物。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1和图2所示，一种履带式磁吸附缆索检测机器人，包括框架1、V形橡胶履带2、离合器3、下降限速装置6和至少两个V形负重轮8。V形负重轮8的数量根据需要进行设置，优选为三个，但也可以为多个。其中，至少一个V形负重轮为驱动轮，但也可以两个或多个均为驱动轮，具体可根据爬升力需要进行设置。本申请中，以三个V形负重轮，且其中有两个V形负重轮为驱动轮，一个V形负重轮为从动轮为例进行说明。每个驱动轮连接一个驱动装置，驱动轮的驱动装置优选为锥齿轮5和电机4。电机通过连接板12固定在机架上。其中一个驱动轮通过皮带传动装置7与从动轮相连接；皮带传动装置优选包括同步带71和同步轮72。如图6所示，每个V形负重轮均套装在转轴81的外周。如图3和图4所示，V形橡胶履带包覆在所有V形负重轮的外周，能缓冲与拉索表面的碰撞。V形橡胶履带内封装有磁吸附单元21。磁吸附单元的尺寸根据V形负重轮的半径尺寸进行设计，能够避免履带绕过负重轮时产生冲击现象。框架1包括对称设置在V形橡胶履带两侧的机架11，每个机架均为两段式结构。每个机架均优选包括两块相互铰接的三角形板，也即框架包括四块三角形板，四块三角形板的排列方向优选一致。每块三角形板的三个角点处均各设置有一个铰接孔。位于V形橡胶履带两侧对应设置的两块三角形板，通过两根转轴81和一根支撑轴13连接，构成框架的一段，结构稳固。也即三角形板中的两个铰接孔分别套装在对应V形负重轮的转轴上，另一个铰接孔通过支撑轴与另一侧相对应的三角形板相连接。另外，框架通过中间底部的一根转轴连接机器人的两段，构成一个两段式结构。其中一对三角形板位于另外一对三角形板的内侧，并且和位于中间上面的支撑轴13共同作用，起到限位的目的，防止机器人在越障时翻倒。另外，机架三角形的结构可以为检测装置提供更多的安装空间。如图5所示，采用两段式结构的机器人，在翻越缆索9上的障碍物91时，靠上、下两对三角形板的摆动使V形负重轮和V形橡胶履带依次越过障碍。下降限速装置6为由活塞61、连杆62、油缸63和曲柄轮64构成的曲柄连杆机构。曲柄轮与离合器3相连接，离合器的另一端优选与从动轮相连接。当曲柄轮转动时，能带动活塞在油缸内上下移动。当机器人发生电气故障时，在离合器3的作用下，曲柄轮64和V形负重轮8以相同的角速度转动，并通过连杆62带动活塞61的往复移动。油缸63内装有液压油，利用油液的粘度来损耗活塞运动时的压力，将其转化为热能，这样活塞的运动需要更大的力F，设机器人下降时活塞的功率为P，则根据功率公式该限速机构能够有效降低活塞61的移动速度v，进而也降低了整个机器人的下降速度。如图7和图8所示，活塞位于油缸内部分沿周向设置有若干个阻尼孔65。液压油的平均流速等于活塞的移动速度v，流经阻尼孔65时可视作层流的情况，根据液体层流时的沿程压力损失公式每个阻尼孔65的压力损失Δp与流速v成正比，压力损失p即活塞运动中增加的额外压力，λ为沿程阻力系数，l为阻尼孔65的深度，d为阻尼孔65的孔径，ρ为油液的密度。根据以上分析可知，采用液压阻尼的方式，该机构可以适应不同斜度的拉索，当机器人下降速度很快时，损耗的压力也会相应增大。以上详细描述了本专利技术的优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种履带式磁吸附缆索检测机器人，其特征在于：包括框架、V形橡胶履带、离合器、下降限速装置和至少两个V形负重轮；V形橡胶履带包覆在所有V形负重轮的外周，V形橡胶履带内封装有磁吸附单元；至少一个V形负重轮为驱动轮；下降限速装置通过离合器与其中一个V形负重轮相连接；框架包括对称设置在V形橡胶履带两侧的机架，每个机架均为两段式结构。

【技术特征摘要】
1.一种履带式磁吸附缆索检测机器人，其特征在于：包括框架、V形橡胶履带、离合器、下降限速装置和至少两个V形负重轮；V形橡胶履带包覆在所有V形负重轮的外周，V形橡胶履带内封装有磁吸附单元；至少一个V形负重轮为驱动轮；下降限速装置通过离合器与其中一个V形负重轮相连接；框架包括对称设置在V形橡胶履带两侧的机架，每个机架均为两段式结构。2.根据权利要求1所述的履带式磁吸附缆索检测机器人，其特征在于：所述下降限速装置为由活塞、连杆、油缸和曲柄轮构成的曲柄连杆机构；曲柄轮与离合器相连接，曲柄轮转动，带动活塞在油缸内上下移动；活塞位于油缸内部分沿周向设置有若干个阻尼孔。3.根据权利要求1所述的履带式磁吸附缆索检测机器人，其特征在于：所述V形负重轮有三个，其中有两个V形负重轮为驱动轮，一个V形负重轮为从动轮，下降...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰羽，王越，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32