[發(fā)明專利]一種柔性蠕動攀爬機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711397738.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108216409B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁寧;元小強;張愛東;張成祥
• 申請（專利權(quán)）人: 香港中文大學(xué)（深圳）
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 歐志明

本發(fā)明適用于攀爬機器人領(lǐng)域，提供了一種柔性蠕動攀爬機器人，包括兩個導(dǎo)向組件、兩個開式夾持組件、主簧和驅(qū)動組件，兩個開式夾持組件均夾緊在纜索上，并可沿纜索的徑向方向開合運動；兩個導(dǎo)向組件分別安裝在兩個開式夾持組件的兩相對外側(cè)，并始終夾置在纜索的外緣上，且導(dǎo)向組件可沿纜索的徑向方向彈性收縮；主簧連接在兩個開式夾持組件的兩相對內(nèi)側(cè)，且主簧的一端與其中一個開式夾持組件固定連接，其另一端與驅(qū)動組件旋接，驅(qū)動組件固定在另一個開式夾持組件上，驅(qū)動組件帶動主簧旋轉(zhuǎn)，主簧隨著驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動相應(yīng)地伸長或縮短。該機器人可適應(yīng)不同直徑的纜索，能夠輕松應(yīng)對具有曲率的纜索環(huán)境，環(huán)境適應(yīng)能力較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于攀爬機器人領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性蠕動攀爬機器人。

背景技術(shù)

纜索是斜拉橋、懸索橋的主要受力構(gòu)件之一，長期暴露在空氣中，在大橋載荷、雨振、風(fēng)振的長期作用下，纜索表面的保護層(聚乙烯PE)易出現(xiàn)硬化、老化等破壞現(xiàn)象，纜索內(nèi)部鋼絲束易出現(xiàn)斷絲、斷裂，危機橋梁安全，因此，纜索檢測工作至關(guān)重要。

目前，常規(guī)的檢測方式是人工巡檢或使用纜索攀爬機器人進行檢測。人工巡檢的方式不僅工作量大、效率低，而且安全性較差。現(xiàn)有的纜索攀爬機器人通常采用輪式結(jié)構(gòu)，在抱緊纜索時由于接觸面小，導(dǎo)致纜索表面保護層被破壞；同時，輪式驅(qū)動的纜索檢測機器人在高空作業(yè)時容易出現(xiàn)打滑、卡死現(xiàn)象。現(xiàn)有的纜索攀爬機器人的框架多采用固定、封閉的輪式夾持結(jié)構(gòu)，變徑范圍受外框限制，夾持力調(diào)節(jié)范圍小，夾持環(huán)境變化時易脫落松動。

專利一種斜拉橋纜索檢測機器人(201520031317.1)、專利基于平行四邊形獨立懸掛的纜索檢測機器人(201410332561.1)和專利纜索檢測機器人(201510553087.X)均采用剛性的機器人本體，難以應(yīng)對具有曲率的纜索。而且，當(dāng)纜索上出現(xiàn)凸起時，機器人的剛性本體容易卡死，環(huán)境適應(yīng)能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種柔性蠕動攀爬機器人，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的攀爬機器人難以應(yīng)對具有曲率的纜索，且無法自動適應(yīng)障礙物的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種柔性蠕動攀爬機器人，包括兩個開式夾持組件、主簧和驅(qū)動組件，所述兩個開式夾持組件沿纜索軸向方向間隔設(shè)置，并可沿所述纜索的徑向方向開合運動，且在任一時間，至少有一個開式夾持組件夾緊所述纜索；所述主簧的一端與其中一個開式夾持組件固定連接，其另一端與所述驅(qū)動組件旋接，所述驅(qū)動組件固定在另一個開式夾持組件上，所述驅(qū)動組件帶動所述主簧旋轉(zhuǎn)，所述主簧隨著驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)動相應(yīng)地伸長或縮短。

進一步地，所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機、第一螺旋驅(qū)動齒輪、第二螺旋驅(qū)動齒輪、中空的螺旋銅套、螺旋驅(qū)動軸、上蓋板和下蓋板，所述螺旋銅套和螺旋驅(qū)動軸分別可轉(zhuǎn)動地安裝在所述上蓋板與下蓋板之間，所述上蓋板和下蓋板分別固定在所述開式夾持組件上；所述第一螺旋驅(qū)動齒輪套固在所述螺旋銅套的外緣上，所述第二螺旋驅(qū)動齒輪套固在所述螺旋驅(qū)動軸的外緣上，且所述第一螺旋驅(qū)動齒輪與第二螺旋驅(qū)動齒輪相互嚙合；所述螺旋銅套內(nèi)具有內(nèi)螺紋，所述主簧與所述螺旋銅套旋接，所述螺旋驅(qū)動軸與所述驅(qū)動電機的動力輸出軸固定連接。

進一步地，所述開式夾持組件包括固定座、夾持輪、兩個夾持臂以及旋轉(zhuǎn)動力源，所述夾持輪固定在所述固定座朝向被夾持物的一側(cè)面上，所述兩個夾持臂分別可轉(zhuǎn)動地安裝在所述固定座的兩側(cè)；所述旋轉(zhuǎn)動力源安裝在所述固定座上，并與所述兩個夾持臂傳動連接，所述旋轉(zhuǎn)動力源帶動所述兩個夾持臂相互開合運動；每一個所述的夾持臂上遠離所述固定座的一端均安裝有一個可彈性形變的夾持掌組件，所述兩個夾持臂上的夾持掌組件與夾持輪共同夾緊纜索。

進一步地，所述夾持臂包括轉(zhuǎn)接座、夾持座、第一曲柄、第二曲柄以及連桿，所述轉(zhuǎn)接座的一端鉸接在所述固定座的一側(cè)，所述夾持座的一端鉸接在所述轉(zhuǎn)接座的另一端上，所述夾持掌組件安裝在所述夾持座的另一端；所述第一曲柄固定在所述固定座上，所述第二曲柄固定在所述夾持座上，所述連桿的兩端分別與所述第一曲柄和第二曲柄鉸接。