[发明专利]连续行进式气动缆索维护机器人

说明书

技术领域：本发明是一种连续行进式气动缆索维护机器人，主要用于斜拉桥缆索的防腐及喷涂等作业。

背景技术：

斜拉桥是最近几十年兴起的新型桥型，具有良好的抗震性和经济性，目前世界范围已拥有各式斜拉桥400余座，其中我国拥有190余座。承重缆索作为斜拉桥的主要受力构件，暴露在大气之中，长期受到风吹、日晒、雨淋和环境污染的侵蚀，其表面的防护层极易受到破坏，防护层的破损会引起周围介质对内部钢索产生电化腐蚀，进而威胁到缆索的使用寿命，定期对缆索表面进行涂漆是目前缆索维护的主要方式之一。缆索维护机器人涂膜作业质量的好坏将直接影响到缆索的使用寿命。

缆索机器人的研究在世界范围内来看，还处于初期阶段。调查分析，现有缆索维护机器人的爬缆机构的运动方式大体可分为摩擦轮连续滚动式、夹紧蠕动式两种。上海交通大学吕恬生教授领导的课题组在国内率先开展了这方面的研究工作，成功研制了采用电动全驱动摩擦轮式、气动蠕动式两种机器人样机，并在S市两个大桥上进行了实验。基本满足一般的使用要求，但也存在结构复杂，上升、下降都需要消耗大量的能源的缺点。因此，高效且能够连续移动的缆索维护机器人的研制具有重要的意义。

发明内容：本发明目的是提供一种代替施工人员对缆索进行维护喷涂等相关作业的连续行进式气动缆索维护机器人。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明主要由上体(5)、下体(2)及喷涂机构(8)组成，通过上移动机构(7)、下移动机构(4)将此三部分连接起来。上体(5)安装有上体夹紧机构(11)和上体导向机构(12)，下体(2)安装有下体夹紧机构(16)和下体导向机构(15)，上体导向机构(12)及下体导向机构(15)保证装置的中心线在爬升过程中保持与缆索轴线重合。上移动机构(7)由导向轴2(9)、液压阻尼缸2(6)及气动缸组2(10)构成，下移动机构(4)由导向轴1(14)、液压阻尼缸1(3)及气动缸组1(13)构成，气动缸组2(10)、气动缸组1(13)及液压阻尼缸2(6)、液压阻尼缸1(3)构成气液阻尼回路，可实现机器人的连续升降。

所述下移动机构(4)与上移动机构(7)运动方向相反，且速度差值始终保持恒定。

所述气动缸组2(10)、气动缸组1(13)及液压阻尼缸2(6)、液压阻尼缸1(3)构成气液阻尼回路。

所述液压阻尼缸2(6)与液压阻尼缸1(3)行程比为2∶1。

所述液压阻尼缸2(6)与液压阻尼缸1(3)活塞杆和活塞的面积比均为1∶2。

所述液压阻尼缸2(6)与液压阻尼缸1(3)的上下两腔充满油液用油管将其并联起来。

本发明具有行进速度稳定连续、对缆索适应能力强等特点，为提高机器人缆索喷涂作业质量提供了技术保障。

附图说明：

图1是连续行进式气动缆索维护机器人结构组成原理图；

图2是连续行进式气动缆索维护机器人气动系统原理图；

图3是连续行进式气动缆索维护机器人上升过程动作分解图。

图中：1、缆索，2、下体，3、液压阻尼缸1，4、下移动机构，5、上体，6、液压阻尼缸2，7、上移动机构，8、喷涂机构，9、导向轴2，10、气动缸组2，11、上体夹紧机构，12、上体导向机构，13、气动缸组1，14、导向轴1，15、下体导向机构，16、下体夹紧机构，17、单向阀，18、二位二通电磁换向阀，19、压力继电器，20、二位五通电磁换向阀，21、单向阀，22、单向阀，23、二位五通电磁换向阀，24、单向阀，25、单向阀，26、压力继电器，27、压力继电器，28、下移动缸组，29、上移动缸组，30、液压单向节流阀，31、蓄能器，32、液压单向节流阀。

具体实施方式：

下面利用附图对本装置作进一步描述：

参见图1、图2、图3所示，本发明主要由上体(5)、下体(2)及喷涂机构(8)组成，通过上移动机构(7)、下移动机构(4)将此三部分连接起来。上体(5)安装有上体夹紧机构(11)和上体导向机构(12)，下体(2)安装有下体夹紧机构(16)和下体导向机构(15)；上体导向机构(12)及下体导向机构(15)保证装置的中心线在爬升过程中保持与缆索轴线重合；上移动机构(7)由导向轴2(9)、液压阻尼缸2(6)及气动缸组2(10)构成，下移动机构(4)由导向轴1(14)、液压阻尼缸1(3)及气动缸组1(13)构成，气动缸组2(10)、气动缸组1(13)及液压阻尼缸2(6)、液压阻尼缸1(3)构成气液阻尼回路，可实现机器人的连续升降。