[發明專利]一種纜索攀爬機器人

在審

• 申請號: 202110942581.0
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113581313A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 丁寧;胡小立;張愛東
• 申請（專利權）人: 深圳市人工智能與機器人研究院
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 尹君君

本發明公開了一種纜索攀爬機器人，包括用以沿纜索的軸向移動的行走機構和連接于行走機構的重力自鎖模塊；重力自鎖模塊具有用以懸吊重物的吊環和用以在重物的重力牽引下抱緊纜索的足掌。在重力自鎖模塊的作用下，前述行走機構能夠根據重力自鎖模塊是否牽引重物以及牽引的重物的質量自動調整其與纜索之間的摩擦力，保障行走機構與纜索的連接強度。其中，重力自鎖模塊屬于欠驅動的足掌重力自鎖機構，不僅能夠輔助行走機構滿足大負載重物的牽引拖拽，而且不會增加動力設備的數量，有利于該纜索攀爬機器人的輕量化，滿足該纜索攀爬機器人的大負載牽引拖拽作業。

技術領域

本發明涉及攀爬機器人領域，尤其涉及一種纜索攀爬機器人。

背景技術

大跨度拉索類橋梁的纜索一般為圓柱形，直徑在50～200mm，安裝角度從30°傾斜至90°完全垂直。纜索外表一般包裹一層聚乙烯護套，并且表面有直徑3～5mm的螺旋雨線、凹坑或其他附屬物。

上述纜索作為斜拉橋主要承重構件，在實際應用中，因長期暴露在各種復雜的自然環境中，纜索表面的聚乙烯護套會出現不同程度對的腐蝕、開裂、硬化、老化等現象，導致護套內的鋼絲存在銹蝕、斷絲等風險。為了確保前述纜索的安全使用，需要定期對纜索的安全性能進行檢測和維護。

目前常用的方式包括人工巡檢和纜索機器人檢測。人工巡檢的勞動強度大、效率低，成本高，安全性較差。纜索機器人通常采用輪式結構，其要求驅動輪與纜索表面保持較好的接觸，才能滿足纜索機器人與纜索的相對定位。然而，受纜索表面不規則形狀的影響，實際操作中，驅動輪與前述纜索之間的摩擦力難以控制，易脫落松動；再結合部分纜索機器人結構復雜、自身重量大，其負載能力明顯受限。

發明內容

本發明的目的是提供一種纜索攀爬機器人，其與纜索之間的摩擦力大隨負載的增大而增大，能夠降低纜索的不規則表面所帶來的不利影響，充分保證該纜索攀爬機器人的作業安全，滿足大負載的作業需求。

為實現上述目的，本發明提供一種纜索攀爬機器人，包括用以沿纜索的軸向移動的行走機構和連接于所述行走機構的重力自鎖模塊；所述重力自鎖模塊包括用以懸吊重物的吊環和用以在重物的重力牽引下抱緊纜索的足掌。

優選地，所述重力自鎖模塊包括多個用以在重物的重力牽引下合圍于纜索周側的所述足掌。

優選地，所述重力自鎖模塊還包括驅動桿、安裝座和復位彈簧；所述安裝座內設有用以平行于纜索延伸方向的滑槽；所述驅動桿的第一端滑動鉸接于所述滑槽內；所述驅動桿的第二端連接所述足掌；所述第一端的滑動方向與所述第二端的移動方向相交；所述吊環連接于所述第一端；所述復位彈簧的兩端分別連接于所述安裝座和所述足掌。

優選地，所述足掌的表面設有用以朝向纜索的V型橡膠面。

優選地，所述行走機構包括兩組用以分別設于纜索兩側的滾輪軸組件；任意一組所述滾輪軸組件包括用以沿纜索的徑向分布的軸和設于所述軸的兩端的滾輪；兩組所述滾輪軸組件的所述軸通過連接件連接成首尾閉合連接、用以圍設于纜索周側的框架。

優選地，兩組所述滾輪軸組件的所述軸平行間隔；兩組所述連接件平行間隔；所述框架具體為兩組所述滾輪軸組件的所述軸和兩組所述連接件首尾閉合連接的矩形框架；任一所述軸的端部通過機架滑套套設且滑動連接于相鄰所述連接件；所述連接件的端部套設有用以向所述連接件的中部擠壓所述機架滑套的緩沖彈簧。

優選地，任一所述連接件包括絲杠和首尾依次鉸接的六組連接桿；所述絲杠和六組所述連接桿同平面分布；

六組所述連接桿之間具有順序分布的鉸點I、鉸點II、鉸點III、鉸點IV、鉸點V和鉸點VI；所述鉸點I與所述絲杠滑動鉸接，所述鉸點IV鉸接于所述絲杠的絲杠滑塊；與所述鉸點I連接的全部所述連接桿和與所述鉸點IV連接的全部所述連接桿等長；位于所述鉸點II和鉸點III之間的所述連接桿與位于所述鉸點V和所述鉸點VI之間的所述連接桿等長；