一种攀爬装置、攀爬设备及攀爬系统的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及一种攀爬装置、攀爬设备及攀爬系统。

背景技术：

随着管道制造技术的不断发展，变径管道正日益增多，在它们上进行大面积的作业十分不便。尤其是在大型的变径管道上，任何一种作业的工作量都非常大，如除锈、除垢、喷涂和探伤等。在恶劣的环境下，为了适应特殊的工况，大型管道还存在多段变径的结构，在上面作业更是困难。

目前，在变径管道上，工作人员通常使用角度可调节的爬壁设备进行作业。由于结构设计不尽合理，市场上的爬壁设备难以自动适应在变径管道上的作业。因此，有必要重新设计一种能够适应在变径管道上作业的攀爬装置，以降低作业难度。

技术实现要素：

本实用新型提供一种攀爬装置，以降低在变径管道上的作业难度。

本实用新型一方面提供一种攀爬装置，包括主体框架、行走装置、第一传动装置和第二传动装置，所述行走装置、第一传动装置和第二传动装置设置在所述主体框架上；所述行走装置用于带动所述主体框架沿着工作面行走；所述第一传动装置与所述行走装置和所述主体框架活动连接，所述第一传动装置用于根据所述行走装置与所述工作面的相对位置关系带动所述主体框架旋转；所述第二传动装置与所述行走装置相连，并与所述主体框架铰接，所述第二传动装置用于根据所述主体框架的旋转来自动调节所述主体框架在所述工作面上的倾斜度。

在一种可实施方式中，所述第一传动装置包括第一传动轴，所述主体框架设置有第一支脚，所述第一支脚与所述第一传动轴的两端活动连接，所述第一传动轴的中部与所述行走装置活动连接，所述第一传动轴用于根据所述行走装置与所述工作面的相对位置关系带动所述主体框架旋转。

在一种可实施方式中，所述第二传动装置包括第二传动轴和转接件，所述第二传动轴的中部与行走装置连接，第二传动轴的两端分别与转接件活动连接，所述主体框架铰接有第二支脚，所述第二支脚的下端与所述转接件套接，所述第二支脚用于在所述转接件内自由伸缩，并根据所述主体框架的旋转来自动调节所述主体框架在所述工作面上的倾斜度。

在一种可实施方式中，所述第二传动装置还包括第二复位装置，所述第二复位装置用于第二支脚的复位并用于降低所述第二支脚在所述转接件内自由伸缩的速度。

在一种可实施方式中，所述第二复位装置包括第二弹簧和螺母，所述螺母与所述第二支脚连接，所述第二弹簧与第二支脚套接，所述第二弹簧的两端分别与所述螺母和所述转接件紧密接触，所述第二弹簧用于第二支脚的复位并用于降低所述第二支脚在所述转接件内自由伸缩的速度。

本实用新型另一方面提供一种攀爬设备，包括第一复位装置和本实用新型所提供的攀爬装置，所述第一复位装置设置在所述主体框架的两侧，并用于所述主体框架的复位，所述工作面为变径管道的侧面。

在一种可实施方式中，所述第一复位装置包括固定座、连接座、第一弹簧和螺栓，所述固定座与所述主体框架可拆卸连接，所述螺栓依次穿过第一弹簧、固定座，并与连接座相连，所述第一弹簧用于所述连接座的复位。

在一种可实施方式中，所述攀爬装置还包括伸缩件和驱动装置，所述伸缩件与第一复位装置连接，并用于沿着所述工作面的周向或切线方向伸缩来带动所述主体框架沿着所述工作面的径向伸缩，所述驱动装置的一侧与伸缩件连接，所述驱动装置用于带动所述伸缩件执行伸缩动作。

在一种可实施方式中，所述伸缩件的结构为剪叉式伸缩装置。

本实用新型第三方面提供一种攀爬系统，包括若干个本实用新型所提供的攀爬设备。

本实用新型通过第一传动装置的创新设计，在行走装置的中心到工作面中心的相对距离发生改变时，实现所述主体框架旋转；通过第二传动装置的创新设计，调节主体框架的基准面与工作面的夹角；通过两者相结合，实现攀爬装置、攀爬设备和攀爬系统都与工作面具有良好的适应性，能够便捷地进行满足技术要求的作业。

需要理解的是，本实用新型的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本实用新型的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本实用新型实施例提供的攀爬装置的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的图1的一种侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的图1在拆除行走装置后的一种立体结构图；

图4为本实用新型实施例提供的驱动装置与伸缩件连接关系的一种结构图；

图5为本实用新型实施例提供的攀爬设备的一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的攀爬设备的一种立体结构图；

图7为本实用新型实施例提供的攀爬系统的一种结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的图7的一种俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步详细阐述。

实施例一

结合图1、图2和图3，本实用新型实施例提供一种攀爬装置，包括主体框架1、行走装置2、第一传动装置和第二传动装置，行走装置2、第一传动装置和第二传动装置设置在主体框架1上；行走装置2用于带动主体框架1沿着工作面3行走；第一传动装置与行走装置2和主体框架1活动连接，第一传动装置用于根据行走装置2与工作面3的相对位置关系带动主体框架1旋转；第二传动装置与行走装置2相连，并与主体框架1铰接，第二传动装置用于根据主体框架1的旋转来自动调节主体框架1在工作面3上的倾斜度。

本实用新型实施例中的攀爬装置，在使用时，行走装置2带动主体框架1沿着工作面3行走；当行走装置2与工作面3的相对位置发生改变时，具体是指行走装置2的中心到工作面3中心的相对距离发生改变，受工作面3的影响或在自重的作用下，主体框架1绕第一传动装置旋转；主体框架1的旋转，使得第二传动装置自动调节主体框架1在工作面3上的倾斜度，具体是调节主体框架1的基准面与工作面3的夹角；从而实现主体框架1与工作面3具有良好的适应性，主体框架1上的工作设备能够便捷进行满足技术要求的作业。

本实用新型实施例通过第一传动装置的创新设计，在行走装置2的中心到工作面3中心的相对距离发生改变时，实现主体框架1旋转；通过第二传动装置的创新设计，调节主体框架1的基准面与工作面3的夹角；通过两者相结合，攀爬装置与工作面3具有良好的适应性，能够便捷地进行满足技术要求的作业。

本实用新型实施例中，优选的，第一传动装置包括第一传动轴4，主体框架1设置有第一支脚5，第一支脚5与第一传动轴4的两端活动连接，第一传动轴4的中部与行走装置2活动连接，第一传动轴4用于根据行走装置2与工作面3的相对位置关系带动主体框架1旋转。

在进一步的设计方案中，第一传动装置还包括第一轴承6和第一连接轴7，第一轴承6设置在第一支脚5上，并用于安装第一连接轴7，第一连接轴7与第一传动轴4可拆卸连接；第一连接轴7与第一传动轴4具有同一轴线；第一连接轴7与第一传动轴4通过法兰连接。

在使用时，当行走装置2的中心到工作面3中心的相对距离发生改变时，受工作面3的影响或在自重的作用下，主体框架1绕第一传动轴4旋转；而在旋转的过程中，第一连接轴7、第一轴承6与第一传动轴4三者之间保持良好的同轴度。

本实用新型实施例中，优选的，第二传动装置包括第二传动轴8和转接件9，第二传动轴8的中部与行走装置2连接，第二传动轴8的两端分别与转接件9活动连接，主体框架1铰接有第二支脚10，第二支脚10的下端与转接件9套接，第二支脚10用于在转接件9内自由伸缩，并根据主体框架1的旋转来自动调节主体框架1在工作面3上的倾斜度。

其中，第一传动轴4为主体框架1的旋转轴、第二传动轴8为转接件9的旋转轴，主体框架1绕第一传动轴4旋转，第二支脚10绕第二支脚10与主体框架1的铰接点旋转，并沿着转接件9自由伸缩，实现主体框架1在工作面3上的倾斜度的自动调节。

本实用新型实施例中，优选的，第二传动装置还包括第二复位装置，第二复位装置用于第二支脚10的复位并用于降低第二支脚10在转接件9内自由伸缩的速度。

由于主体框架1绕第一传动轴4旋转的速度不受控制，通过第二复位装置的作用，不仅能实现攀爬装置在完成作业后恢复到初始状态，还降低了第二支脚10在转接件9内自由伸缩的速度，对于调节主体框架1在工作面3上的倾斜度具有缓冲、减震的效果，以保护作业设备。

本实用新型实施例中，优选的，第二复位装置包括第二弹簧11和螺母12，螺母12与第二支脚10连接，第二弹簧11与第二支脚10套接，第二弹簧11的两端分别与螺母12和转接件9紧密接触，第二弹簧11用于第二支脚10的复位并用于降低第二支脚10在转接件9内自由伸缩的速度。

在进一步的设计方案中，第二传动装置还包括非标螺母13，非标螺母13与第二支脚10的端部连接，并用于防止第二支脚10从转接件9中脱落；第二传动装置还包括第二轴承31和第二连接轴32，第二轴承31设置在转接件9上，并用于安装第二连接轴32，第二连接轴32与第二传动轴8可拆卸连接；第二连接轴32与第二传动轴8具有同一轴线；第二连接轴32与第二传动轴8通过法兰连接。

实施例二

结合图1、图2和图3，本实用新型实施例提供一种攀爬设备，包括第一复位装置和本实用新型上述的攀爬装置，第一复位装置设置在主体框架1的两侧，并用于主体框架1的复位，工作面3为变径管道的侧面。

具体的，当工作面3上存在障碍物时，在起到复位功能的同时，第一复位装置具有保护攀爬装置的作用，以提高攀爬设备对不同工况的适应性；工作面3为变径管道的侧面时，攀爬设备常常从管道直径较大的工作面3开始作业，向着管道直径较小的工作面3前进；随着管道直径的变小，主体框架1绕第一传动轴4顺时针旋转，第二支脚10绕铰接点逆时针慢慢转动，并逐渐伸入到转接件9中，转接件9绕第二传动轴8慢慢转动，以调节主体框架1与变径管道侧面的位置关系；且在此过程中，第二弹簧11对第二支脚10具有缓冲和减震的作用；当多个攀爬设备同时参与到同一作业中，攀爬设备之间的空间越来越小，第一复位装置也防止相邻的攀爬设备发生刚性碰撞。

在变径管道为多段时，即存在攀爬设备从管道直径较小的工作面3向着管道直径较大的工作面3前进作业，第一传动装置、第二传动装置、第二复位装置和第一复位装置逆向工作，攀爬设备仍然能够适应当前的作业要求。

本实用新型实施例中，优选的，第一复位装置包括固定座14、连接座15、第一弹簧16和螺栓17，固定座14与主体框架1可拆卸连接，螺栓17依次穿过第一弹簧16、固定座14，并与连接座15相连，第一弹簧16用于连接座15的复位。

本实施例中，优选的，攀爬装置还包括伸缩件和驱动装置，伸缩件与第一复位装置连接，并用于沿着工作面3的周向或切线方向伸缩来带动主体框架1沿着工作面3的径向伸缩，驱动装置的一侧与伸缩件连接，驱动装置受控于主体框架1，并用于带动伸缩件执行伸缩动作。

结合图4、图5和图6，本实施例中，优选的，驱动装置包括电机18、滚珠丝杠19、滑块20、连接块21和支架22，电机18、滚珠丝杠19、滑块20和连接块21均设置在支架22上，支架22与连接座15可拆卸连接，电机18与滚珠丝杠19连接，滚珠丝杠19用于根据电机18的转动来控制滑块20与连接块21的相对位置，以带动伸缩件执行伸缩动作。

本实用新型实施例中，优选的，驱动装置还包括减速机23和联轴器24，电机18与减速机23连接，减速机23与联轴器24连接，联轴器24与滚珠丝杠19连接。

本实用新型实施例中，优选的，驱动装置还包括导向柱25和固定块26，导向柱25和固定块26设置在支架22上，导向柱25穿过滑块20，并与固定块26连接，固定块26用于安装连接块21。

本实施例中，优选的，伸缩件的结构为剪叉式伸缩装置。

具体的，剪叉式伸缩装置为三级剪叉式伸缩装置，包括第一连杆27、第二连杆28、第一销轴29和第二销轴30，在剪叉式伸缩装置的中部，第一连杆27、第二连杆28通过第一销轴29铰接，在剪叉式伸缩装置的两端，第一连杆27、第二连杆28和滑块20通过第二销轴30铰接，或第一连杆27、第二连杆28和连接块21通过第二销轴30铰接。

当多个攀爬设备同时参与到同一作业中，攀爬设备之间的空间越来越小，伸缩件，即剪叉式伸缩装置还具有限制相邻的攀爬设备之间的距离的作用；该攀爬设备可用于大型变径管道侧面的除锈、除垢、喷涂和探伤等作业，如风力发动机塔筒的清洁、除锈或喷涂作业。

实施例三

结合图7和图8，本实用新型实施例提供一种攀爬系统，包括若干个本实用新型上述的攀爬设备。

具体的，该攀爬系统包括攀爬装置、第一复位装置、驱动装置和伸缩件；在风力发动机的塔筒侧面上使用时，行走装置2带动主体框架1沿着塔筒侧面向塔筒顶端移动，以实现攀爬装置行走，主体框架1上的作业设备开始工作；攀爬装置的中心与塔筒中心的水平距离逐渐减小，主体框架1绕第一传动轴4顺时针转动并逐渐靠近塔筒的侧面，以实现作业设备能够适应塔筒侧面锥度及塔筒直径的变化；在此过程中，塔筒侧面上的工作面3的中心位置的直径逐渐减小，相邻的攀爬装置之间的距离逐渐减小，第一复位装置中的第一弹簧16对攀爬装置具有良好的缓冲和减震作用，以保证攀爬装置能够稳定持续的工作，适应塔筒侧面的作业环境；驱动装置中的电机18开始工作，带动滚珠丝杠19旋转，使得滑块20向支架22的两端滑动，逐渐远离连接块21，从而带动第一连杆27、第二连杆28绕第一销轴29或第二销轴30旋转，如图4或图5所示，第一连杆27逆时针转动，第二连杆28顺时针转动；行走装置2越往上，攀爬系统越靠近塔筒的顶端，工作环境越恶劣，而剪叉式伸缩装置对攀爬系统的整体结构的稳定保护更佳，以增强攀爬系统对恶劣环境的适应性；在作业设备完成所有工作后，攀爬系统发出报警信号或提示信号。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。