[發(fā)明專利]一種輪式爬桿與檢測機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811033427.6
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109250007A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 計時鳴;曹慧強(qiáng);陳國達(dá);郗楓飛;溫聰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B60B19/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明公開了一種輪式攀爬與檢測機(jī)器人，包括運(yùn)動攀爬部分、變徑適應(yīng)部分和檢測部分，所述攀爬部分用于使該輪式攀爬與檢測機(jī)器人攀爬至合適位置，變徑適應(yīng)部分用于調(diào)整該輪式攀爬與檢測機(jī)器人對變徑桿件的適應(yīng)性，檢測部分用于該輪式攀爬與檢測機(jī)器人運(yùn)動至合適位置時對該位置的桿件進(jìn)行無損檢測；本發(fā)明運(yùn)動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，加工與維護(hù)非常方便；通過調(diào)整可變阻尼器的剛度可以提高本裝置對變徑桿件攀爬的適應(yīng)性，變阻尼器的剛度變化后變阻尼器的長度也隨之變化，進(jìn)而使左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分的展開角度發(fā)生變化，以此實(shí)現(xiàn)變徑桿件在直徑變化時的攀爬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攀爬機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種輪式爬桿與檢測機(jī)器人。

背景技術(shù)

爬桿機(jī)器人是攀爬機(jī)器人的一種，它主要依附于桿體表面進(jìn)行自動爬行，完成相關(guān)作業(yè)。按照攀爬方式的不同，爬桿機(jī)器人可分為蠕動式爬桿機(jī)器人、輪式爬桿機(jī)器人和翻轉(zhuǎn)式爬桿機(jī)器人等；按照攀爬機(jī)構(gòu)的不同，又可分為腿式爬桿機(jī)器人、夾持式爬桿機(jī)器人和吸附式爬桿機(jī)器人等。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，隨之矗立起來愈來愈多各類集實(shí)用性與美觀于一體的市政、商業(yè)工程等高層建筑，對爬桿機(jī)構(gòu)工作條件和適應(yīng)性提出了更高的要求，而輪式爬桿機(jī)器人具有設(shè)計簡單、輪式驅(qū)動運(yùn)行平穩(wěn)和連續(xù)性好優(yōu)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)目前已經(jīng)廣泛的投入商用。然而現(xiàn)階段研制成功的輪式爬桿機(jī)器人主要能攀爬等直徑桿件，而對于較大直徑或者變徑桿件尚且無法適應(yīng)，例如大橋斜拉索和變電站避雷針等。因此一種能夠攀爬較大直徑或變直徑桿件的輪式爬桿機(jī)構(gòu)的研制對代替人工安全、高效和低成本地完成清洗、維護(hù)和檢測等相關(guān)任務(wù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述輪式攀爬機(jī)器人無法攀爬較大直徑桿件或者變直徑桿件的問題提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、自由度少、且能夠自動適應(yīng)變直徑桿件或者較大曲率桿件并攜帶相關(guān)檢測設(shè)備進(jìn)行故障檢測的輪式爬桿與檢測機(jī)器人。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種輪式攀爬與檢測機(jī)器人，包括運(yùn)動攀爬部分、變徑適應(yīng)部分和檢測部分，所述攀爬部分用于使該輪式攀爬與檢測機(jī)器人攀爬至合適位置，變徑適應(yīng)部分用于調(diào)整該輪式攀爬與檢測機(jī)器人對變徑桿件的適應(yīng)性，檢測部分用于該輪式攀爬與檢測機(jī)器人運(yùn)動至合適位置時對該位置的桿件進(jìn)行無損檢測；

所述運(yùn)動攀爬部分包括左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分，所述左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分的結(jié)構(gòu)完全一致，左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分呈鏡像分布，所述左側(cè)攀爬部分包括一對磁輪、機(jī)架、驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)固定板、同步帶模塊、兩根傳動軸、四個軸承座和四個軸承，所述驅(qū)動電機(jī)固定在電機(jī)固定板上，電機(jī)固定板固定安裝在機(jī)架上，驅(qū)動電機(jī)通過同步帶模塊連接兩根傳動軸并帶動兩根傳動軸同步轉(zhuǎn)動，所述機(jī)架上固定有四個軸承座，四個軸承分別嵌套于四個軸承座內(nèi)且軸承的外圈與軸承座的內(nèi)圈形成過盈配合，每根傳動軸均嵌套在兩個軸承的內(nèi)圈中，并與軸承的內(nèi)圈形成過盈配合，每根傳動軸的末端均設(shè)置有外花鍵和內(nèi)螺紋，傳動軸的末端通過外花鍵和內(nèi)螺紋連接磁輪；驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動時，通過同步帶模塊帶動兩根傳動軸同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動兩根傳動軸末端的磁輪同步轉(zhuǎn)動；

所述變徑適應(yīng)部分包括鉸鏈、銷釘、可變阻尼器和阻尼器安裝支架，左側(cè)攀爬部分的機(jī)架和右側(cè)攀爬部分的機(jī)架通過鉸鏈連接，鉸鏈連接在左側(cè)攀爬部分的機(jī)架和右側(cè)攀爬部分的機(jī)架的上表面，左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分可繞鉸鏈轉(zhuǎn)動；可變阻尼器的一端通過阻尼器安裝支架安裝在左側(cè)攀爬部分的機(jī)架的下表面上，可變阻尼器的另一端通過另一個阻尼器安裝支架安裝在右側(cè)攀爬部分的機(jī)架的下表面上，可變阻尼器的兩端分別通過銷釘連接阻尼器安裝支架，可變阻尼器運(yùn)動時可變阻尼器的兩端可繞銷釘旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)左側(cè)攀爬部分和右側(cè)攀爬部分繞鉸鏈進(jìn)行開合；

所述檢測部分包括超聲波檢測傳感器和傳感器安裝支架，超聲波檢測傳感器固定安裝在傳感器安裝支架上，所述傳感器安裝支架安裝在機(jī)架上。