[發明專利]一種橋梁拉索上爬行的仿生機器人

無效

• 申請號: 201110441507.7
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102605713A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張曉敏;王利明;王旭光;關睿;張龍;陳立群;宋季耘
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E01D19/10
• 分類號: E01D19/10
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 郭吉安

技術領域

?本發明屬于一種機器人，具體來說是能在橋梁拉索上爬行，并具有一定越障能力，完成一系列檢測，維護等作業的拉索爬行機器人。

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背景技術

斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止我國建成或正在施工的大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。拉索是斜拉橋主要受力構件之一，在役期間其工作環境復雜，所以橋梁橋纜索的定期檢測是一項重要的工作。現在對斜拉橋纜索檢修和維護的方法仍以人工目測作業為主，缺乏客觀性。本發明的目的是發展一套能在拉索上自動爬行的運動機構，能負載檢測設備對橋梁拉索進行檢測與維護。

現有的爬桿結構或爬桿機器人，如彈簧式爬桿機，申請號為02131021.1；爬桿機器人系統，申請號為200910230679.2，這些發明雖具有結構簡單、運行平穩的、制造容易、使用輕便、可適應障礙物桿件的攀爬的優點；但均存在越障礙能力不夠，負載能力低，缺乏遇到突發故障后的自鎖能力等問題。

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發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種橋梁拉索上爬行的仿生機器人，這種機器人能夠代替施工人員，搭載相應裝備可以對拉索進行定期檢修的機器人。因此，需要綜合考慮，在能實現越障的同時，增加整個爬桿機器人的載重能力，和提供準確的位置控制。

本發明的仿生機器人包括框架機構、爬行小車機構以及導向機構。所述框架機構與爬行小車機構通過套筒機構相連接；所述導向機構通過一個叉架與框架機構相連接。

所述框架機構包括有兩組框架，框架為鋼條焊成，二者通過螺栓連接。

所述爬行小車機構共有三組，三組小車機構沿框架的圓周方向均布。包括套筒機構、輪架機構、錐齒輪機構、蝸輪蝸桿機構，所述套筒機構的彈簧棒與框架螺紋連接，通過螺栓與輪架機構連接；輪架機構通過心軸與輪子相連，輪子直接緊貼在纜索上；錐齒輪機構的錐齒輪A直接與電機相連，錐齒輪B與蝸桿A嚙合，上述的電機固定在輪架機構上；蝸輪蝸桿機構中蝸桿A與蝸桿B通過兩端的軸承架與輪架機構固聯，蝸桿A與蝸桿B在中間由連接套固聯，蝸桿A和B再與套在心軸A上的蝸輪進行嚙合。

所述導向機構的叉架通過螺栓結構與框架相連，叉架與導向架通過螺栓相連，導向架與緊貼在纜索上的導向輪通過小心軸相連。

蝸輪蝸桿機構和錐齒輪在結構中作為傳動裝置，二者均具有既精確又比較大的傳動比，故可以大倍數放大電機轉矩并達到精確定位的目的。

????本發明利用比較簡單的蝸輪蝸桿傳遞動力，結構簡單，傳動比大，而且蝸輪蝸桿的傳動位置精確，利于將破損位置準確的采集下來。并且能夠攜帶檢測設備對纜索表面進行檢測診斷；或安裝相關裝置對纜索進行檢測，維護等工作。

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附圖說明

圖1為俯視圖；

圖2是整體裝配圖；

圖3是裝配圖的局部放大圖。

圖中：1?框架，2?框架，3?爬行小車機構，4?套筒機構，5?彈簧棒，6?輪架機構，7?心軸，8?輪子，9?蝸桿，10?電機，11錐齒輪，12蝸輪，13軸承架，14?連接套，15叉架，16導向架，17導向輪，18小心軸。

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具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明

圖1中包括框架1和框架2、爬行小車機構3，框架1和框架2通過螺栓連接；框架和爬行小車機構通過中間的套筒機構4連接起來。

圖2中爬行小車機構3有三組，三組爬行小車機構沿框架1的圓周均勻分布。套筒機構4通過彈簧棒5與框架相連，然后再通過螺栓與輪架機構6相連，如此即通過套筒傳遞給輪架夾持力。

圖3中輪子8通過心軸7與輪架機構6相連接，進而輪子可以得到從套筒傳遞過來的夾持力；錐齒輪機構中的錐齒輪11A直接與電機10相連，錐齒輪11B與錐齒輪11A相嚙合，上述電機10固聯在輪架機構6上；蝸輪蝸桿機構中蝸桿9A與蝸桿9B的兩端通過兩個軸承架13與輪架機構6固聯，蝸桿9A與蝸桿9B的中間由連接套14固聯，然后蝸桿9在與套在心軸7B上的蝸輪12進行嚙合，最終將動力傳遞給輪子。

圖3中導向機構中的叉架15與框架1相連接，叉架15與導向架16又通過螺栓相連，導向架16與緊貼在纜索上的導向輪17通過小心軸18相連，進而完成對機器的導向作用。

上述結構均采用輕質鋁合金或高強度塑料。

機器人的允許載重量≥10Kg，可以在上面搭載圖像傳感器實時地采集纜索表面的圖像信息來檢查有無缺陷，并且可以安裝一些輔助裝置對纜索進行其他維護工作。