[發明專利]一種環抱式拉索檢測機器人

在審

• 申請號: 201710962250.7
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107600215A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 孫喆人
• 申請（專利權）人: 孫喆人
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明創造涉及爬行機器人技術領域,具體涉及檢測纜索等表面的斜拉橋拉索檢測機器人。

背景技術

拉索是一種特殊復雜的桿狀環境，伴有高空風載和振動的影響，給機器人爬行動作帶來了較大的困難。到目前為止，在適合小曲率拉索表面上移動方式的研究并不多見。根據吸附方式和移動方式的不同可將運動方式分為以下幾種：夾緊蠕動式、多足行走式、履帶式、移動輪式。

蠕動爬行式機器人的特點是：夾緊蠕動式機構對于截面尺寸有突變、表面情況惡劣的拉索具有較好的適應能力,爬行和夾緊運動分別由兩套機構實現,運動較復雜,浪費了過多因夾緊所消耗的時間和能源。現有的拉索爬行類機器人大多結構復雜，運行維護成本較高，不適合經常檢測。

多足行走式機器人有較高的靈活性，理論上可以適應各種形狀表面，但需要大量的傳感器，復雜的機械結構，使得在行走步態規劃和關節間協調運動控制等方面存在一定難度，研究和制造成本都很高，功能還比較單一，要想應用于實際工程檢測還需做大量的工作。

履帶式移動機器人是一種在惡劣地面環境下有效的運動方式，能夠在油污、泥濘、障礙等惡劣條件下達到良好的行走狀態。履帶式載體具有附著性能好，越障能力強，并能輸出較大的拖動力等優點；但由于結構復雜，不易小型化，轉向性能不如輪式載體，機構穩定性較差，容易發生傾覆等現象，此類機器人一般不適用于爬行桿類結構。

輪式運動具有結構簡單，運動連續平穩、可靠性高、運動效率高、速度快、控制方便、成本低廉等諸多優點，同時輪式移動機器人的穩定性也較足式移動機構和履帶式移動機構好。但輪式運動方式也存在一些問題需要解決，如封閉力—附著力—驅動力之間的矛盾，要求驅動輪與管壁保持較好的接觸，但實際用于拉索上時，對于不規則拉索表面，驅動輪的接觸面的摩擦力大小較難控制。輪式移動機器人在平坦的環境中具有獨特的優越性，但是不足之處是越野通過能力和防護能力不如履帶式移動機構。

發明內容

針對于以上背景情況，結合拉索檢測機器人的工作環境，本發明創造提出了一種環抱式拉索檢測機器人。

本發明創造的環抱式拉索檢測機器人，包括壓緊爬升機構和檢測機構；

所述壓緊爬升機構包括上下獨立兩組構件，上下獨立兩組構件一端分別通過上支架、下支架與上橫向連接支架、下橫向連接支架連接，同時另一端均通過連桿支架連接在中間支架上；所述中間支架支撐上橫向連接支架、下橫向連接支架；所述上下獨立兩組構件形成沿中間支架橫向對稱的結構設置；

所述上橫向連接支架、下橫向連接支架設置有便于套設在拉索上的活動口；在活動口封閉時，上下獨立兩組構件均沿拉索圓周三點均勻分布，連同上橫向連接支架、下橫向連接支架形成環抱式結構設置；

所述檢測機構設置在中間支架上，在環抱式拉索檢測機器人前進的過程中完成對拉索的檢測工作，同時將數據整理并傳送至PC端。

進一步的，所述上下獨立兩組構件包括工作時與拉索貼合的滾輪，設置在滾輪軸一端驅動滾輪軸轉動的電機，以及施力滾輪與拉索表面貼合的壓緊機構。

進一步的，所述壓緊機構設置為氣動撐桿，所述氣動撐桿一端連接在連桿支架上，另一端設置在上/下支架上；氣動撐桿自然伸出時帶動連桿支架前端的滾輪相對于與拉索表面壓緊貼合。

進一步的，所述檢測機構包括控制系統、電源與檢測設備，所述電源為電機供電并通過控制系統控制電機的轉動方向及速度。

進一步的，所述環抱式拉索檢測機器人適應拉索外徑范圍：60~75mm，傾角范圍：2l.9°~87.9°。

進一步的，所述環抱式拉索檢測機器人在表面光滑拉索上運行時，上行速度：>160m/hr；下行速度：>160m/hr；在表面非光滑拉索上運行時，上行速度：>172m/hr；下行速度：>172m/hr。

該機器人的整體采用了環抱式結構，并采用氣動撐桿作為壓緊機構使滾輪與拉索表面貼合，利用電機驅動滾輪使機器人能穩步前行。結構簡便，是一種工作高效的拉索檢測機器人。

附圖說明

圖1為本發明創造的環抱式拉索檢測機器人軸測圖。

圖2為本發明創造的壓緊爬升機構軸測圖。

圖3為本發明創造的爬行示意圖。