[发明专利]一种环抱式拉索检测机器人

说明书

技术领域

本发明创造涉及爬行机器人技术领域,具体涉及检测缆索等表面的斜拉桥拉索检测机器人。

背景技术

拉索是一种特殊复杂的杆状环境，伴有高空风载和振动的影响，给机器人爬行动作带来了较大的困难。到目前为止，在适合小曲率拉索表面上移动方式的研究并不多见。根据吸附方式和移动方式的不同可将运动方式分为以下几种：夹紧蠕动式、多足行走式、履带式、移动轮式。

蠕动爬行式机器人的特点是：夹紧蠕动式机构对于截面尺寸有突变、表面情况恶劣的拉索具有较好的适应能力,爬行和夹紧运动分别由两套机构实现,运动较复杂,浪费了过多因夹紧所消耗的时间和能源。现有的拉索爬行类机器人大多结构复杂，运行维护成本较高，不适合经常检测。

多足行走式机器人有较高的灵活性，理论上可以适应各种形状表面，但需要大量的传感器，复杂的机械结构，使得在行走步态规划和关节间协调运动控制等方面存在一定难度，研究和制造成本都很高，功能还比较单一，要想应用于实际工程检测还需做大量的工作。

履带式移动机器人是一种在恶劣地面环境下有效的运动方式，能够在油污、泥泞、障碍等恶劣条件下达到良好的行走状态。履带式载体具有附着性能好，越障能力强，并能输出较大的拖动力等优点；但由于结构复杂，不易小型化，转向性能不如轮式载体，机构稳定性较差，容易发生倾覆等现象，此类机器人一般不适用于爬行杆类结构。

轮式运动具有结构简单，运动连续平稳、可靠性高、运动效率高、速度快、控制方便、成本低廉等诸多优点，同时轮式移动机器人的稳定性也较足式移动机构和履带式移动机构好。但轮式运动方式也存在一些问题需要解决，如封闭力—附着力—驱动力之间的矛盾，要求驱动轮与管壁保持较好的接触，但实际用于拉索上时，对于不规则拉索表面，驱动轮的接触面的摩擦力大小较难控制。轮式移动机器人在平坦的环境中具有独特的优越性，但是不足之处是越野通过能力和防护能力不如履带式移动机构。

发明内容

针对于以上背景情况，结合拉索检测机器人的工作环境，本发明创造提出了一种环抱式拉索检测机器人。

本发明创造的环抱式拉索检测机器人，包括压紧爬升机构和检测机构；

所述压紧爬升机构包括上下独立两组构件，上下独立两组构件一端分别通过上支架、下支架与上横向连接支架、下横向连接支架连接，同时另一端均通过连杆支架连接在中间支架上；所述中间支架支撑上横向连接支架、下横向连接支架；所述上下独立两组构件形成沿中间支架横向对称的结构设置；

所述上横向连接支架、下横向连接支架设置有便于套设在拉索上的活动口；在活动口封闭时，上下独立两组构件均沿拉索圆周三点均匀分布，连同上横向连接支架、下横向连接支架形成环抱式结构设置；

所述检测机构设置在中间支架上，在环抱式拉索检测机器人前进的过程中完成对拉索的检测工作，同时将数据整理并传送至PC端。

进一步的，所述上下独立两组构件包括工作时与拉索贴合的滚轮，设置在滚轮轴一端驱动滚轮轴转动的电机，以及施力滚轮与拉索表面贴合的压紧机构。

进一步的，所述压紧机构设置为气动撑杆，所述气动撑杆一端连接在连杆支架上，另一端设置在上/下支架上；气动撑杆自然伸出时带动连杆支架前端的滚轮相对于与拉索表面压紧贴合。

进一步的，所述检测机构包括控制系统、电源与检测设备，所述电源为电机供电并通过控制系统控制电机的转动方向及速度。

进一步的，所述环抱式拉索检测机器人适应拉索外径范围：60~75mm，倾角范围：2l.9°~87.9°。

进一步的，所述环抱式拉索检测机器人在表面光滑拉索上运行时，上行速度：>160m/hr；下行速度：>160m/hr；在表面非光滑拉索上运行时，上行速度：>172m/hr；下行速度：>172m/hr。

该机器人的整体采用了环抱式结构，并采用气动撑杆作为压紧机构使滚轮与拉索表面贴合，利用电机驱动滚轮使机器人能稳步前行。结构简便，是一种工作高效的拉索检测机器人。

附图说明

图1为本发明创造的环抱式拉索检测机器人轴测图。

图2为本发明创造的压紧爬升机构轴测图。

图3为本发明创造的爬行示意图。