[發(fā)明專利]斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)及減振方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110619310.1 | 申請日： | 2021-06-03 |
| 公開（公告）號： | CN113389841A | 公開（公告）日： | 2021-09-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 石微;常天水;林金星;徐豐羽 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京郵電大學(xué) |
| 主分類號： | F16F9/53 | 分類號： | F16F9/53;F16F9/32;F16F9/512;F16F9/50 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200 | 代理人： | 石艷紅 |
| 地址： | 210023 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 斜拉橋 攀爬 機器人 彈簧 流變 耦合 加載 機構(gòu) 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)及減振方法，包括磁流變阻尼器和螺旋彈簧阻尼組件；磁流變阻尼器包括阻尼缸、活塞、活塞桿和勵磁線圈；勵磁線圈設(shè)在活塞中，活塞將阻尼缸分為左腔體和右腔體；活塞桿一端連接活塞，另一端從左腔體伸出，與上或下機架相鉸接；右腔體通過吊耳與下或上機架相鉸接；螺旋彈簧阻尼組件包括套筒、外螺旋彈簧、浮動活塞和內(nèi)螺旋彈簧；套筒同軸罩設(shè)在左腔體外周，且與活塞桿滑動連接；外螺旋彈簧同軸套在阻尼缸外周，右端位置固定，左端與套筒連接；浮動活塞滑動設(shè)在右腔體中；內(nèi)螺旋彈簧設(shè)在浮動活塞右側(cè)的右腔體中。本發(fā)明能適用于各類斜拉索攀爬機器人的減振控制，提高機器人的攀爬穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及斜拉橋纜索檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)及減振方法。
背景技術(shù)
隨著我國交通建設(shè)的飛速發(fā)展，大跨度斜拉橋和懸索橋越來越多的出現(xiàn)在大江大河上。拉索作為橋梁的主要構(gòu)件經(jīng)風(fēng)吹日曬，表面PE層出現(xiàn)不同程度的硬化和龜裂現(xiàn)象，內(nèi)部鋼絲束受到腐蝕，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)斷絲、橋梁坍塌事故；另一方面，由于風(fēng)振、雨振等原因，加大鋼絲束磨損，嚴(yán)重者也會發(fā)生斷絲現(xiàn)象。
然而，斜拉橋運維的關(guān)鍵—拉索無損檢測技術(shù)，目前仍以人工檢測為主，主要使用卷揚機經(jīng)定滑輪拖動吊籃方式，或使用升降車搭載工人對拉索進(jìn)行檢測和維護(hù)。該方法不但效率低，成本高，檢測人員安全難以保證，而且僅適用于小型斜拉橋，無法勝任大跨度、高振幅、強擾動、超長拉索檢測工作。因此，應(yīng)用安全、穩(wěn)定、高效的機器人系統(tǒng)，解決橋梁拉索自動檢測的行業(yè)需求，成為必然要求。現(xiàn)代大跨度斜拉橋通常建設(shè)在大型江河湖海之上，超長柔性拉索易受風(fēng)載荷等擾動影響而產(chǎn)生不同形式的振動。在爬升過程中，攀爬機器人與拉索一起振動，因而存在著如下方面的不足，有待進(jìn)行改進(jìn)：
1、由于攀爬機器人與拉索之間主要靠滾動摩擦，實現(xiàn)爬升；攀爬機器人在隨拉索振動的同時，攀爬機器人與拉索之間的滾動摩擦將發(fā)生變化，故而會出現(xiàn)打滑或卡死等現(xiàn)象，降低了爬升穩(wěn)定性。
2、由于攀爬機器人上攜帶有精度較高的纜索檢測設(shè)備，當(dāng)攀爬機器人在隨拉索振動的同時，若振動幅度大，會嚴(yán)重影響纜索檢測設(shè)備的自身檢測精度；尤其是當(dāng)兩者發(fā)生共振時，甚至?xí)p壞纜索檢測設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)及減振方法，該斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)及減振方法能適用于各類斜拉索攀爬機器人的減振控制，提高機器人的攀爬穩(wěn)定性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種斜拉橋攀爬機器人用彈簧磁流變耦合加載機構(gòu)，包括磁流變阻尼器和螺旋彈簧阻尼組件。
斜拉橋攀爬機器人包括活動連接的上機架和下機架。
磁流變阻尼器包括阻尼缸、活塞、活塞桿和勵磁線圈；勵磁線圈繞設(shè)在活塞中，活塞間隙滑動式設(shè)置在阻尼缸中，并將阻尼缸的流體腔分為左腔體和右腔體；活塞桿的一端連接活塞，另一端從左腔體中伸出，并與上機架或下機架相鉸接；右腔體通過吊耳與下機架或上機架相鉸接。
螺旋彈簧阻尼組件包括套筒、外螺旋彈簧、浮動活塞和內(nèi)螺旋彈簧。
套筒同軸罩設(shè)在阻尼缸的左腔體外周，且與活塞桿滑動連接。
外螺旋彈簧同軸套設(shè)在阻尼缸外周，右端位置固定，左端與套筒相連接或彈性接觸配合。
浮動活塞滑動安裝在阻尼缸的右腔體中。
內(nèi)螺旋彈簧安裝在浮動活塞右側(cè)的阻尼缸右腔體中。
活塞的外圓周面上設(shè)置有環(huán)形凹槽，勵磁線圈繞設(shè)在環(huán)形凹槽中。
活塞和活塞桿中均設(shè)置有引線孔，勵磁線圈的引線從引線孔中穿出。
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