一种用于高空缆索爬升机器人的动态下降限速装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种限速装置，特别是一种用于高空缆索爬升机器人的动态下降限速
目.ο
【背景技术】
[0002]斜拉桥缆索爬升机器人，工作于高空极端环境，一般情况下，机器人的爬升和下降是通过控制系统实现的。高空环境存在风载、振动等多种不利因素，因此电气控制系统故障偶尔发生。当发生电气故障时，机器人处于失控状态，在重力加速的作用下会做自由落体运动，以很快的速度从缆索上掉下来，极易引起极为严重的安全事故。
[0003]针对此问题，设计一种在断电情况下，能够起到限速作用的装置至关重要。
[0004]本发明将机械动力学、流体传动技术的研究成果相结合，研发了一种制动力随下降速度的变化而动态自适应发生变化的限速装置。所谓动态即根据速度的变化制动力发生变化。该装置，结构简单、紧凑，可靠性高，具有很好的应用推广价值。
[0005]缆索通常有不同的角度，现有技术大多采用恒定摩擦力的制动措施，摩擦力的大小不能随下降的速度变化而变化。这种恒定摩擦力的技术方法主要缺点就是不能适应不同倾斜角度的缆索。制动力设定的太小，爬升竖直缆索时可能由于制动力设定太小，起不到限速制动的作用；制动力设定太大，爬升竖直缆索时能够起到限速制动的作用，但是爬升倾斜角度缆索时，由于制动力太大，可能无法返回地面，或者返回地面速度太慢。
[0006]另外，由于制动力不能依据下降速度的变化而发生变化，因此其下降速度是不可控的。
[0007]而且，机器人需要在几百米的高空下落返回地面，因此限速制动装置需要长时间的工作，制动力不能产生较大衰减。机械摩擦式制动，随着制动距离的增加，摩擦片会产生大量的热，会使制动力产生衰减，甚至烧毁摩擦片。如同载重卡车在长距离下坡制动，摩擦会产生大量的热，使制动失效引发安全事故，道理相似。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构简单、紧凑，制动力能随下降速度变化而动态自适应发生变化，下限速度可控，可靠性高的用于高空缆索爬升机器人的动态下降限速装置。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种用于高空缆索爬升机器人的动态下降限速装置，包括定子、转子、芯轴、叶轮、压紧弹簧、滑动盘、惯性块、钢球和弹簧，定子、滑动盘和转子依次同轴套装在芯轴的外周；
转子邻近滑动盘的一侧沿圆周方向均匀设置有若干个倾斜滑槽，每个倾斜滑槽内放置一个所述惯性块；
每个惯性块邻近转子的一侧设置有与倾斜滑槽滑动配合的倾斜面，每个惯性块的另一侧在压紧弹簧的作用下与滑动盘相贴合； 滑动盘邻近定子的一侧沿圆周方向设置有若干个锥形阀芯；
定子从芯轴向外依次设置有相互贯通的液压腔、内侧盲孔和外侧盲孔；
液压腔内设置有套装在芯轴上的叶轮；
内侧盲孔包括大直径孔、小直径孔和将大直径孔与小直径孔相连接的锥形孔，锥形孔内设置有与弹簧相连接的钢球；
外侧盲孔邻近滑动盘的一端设置有与锥形阀芯相配合的锥形阀孔。
[0010]所述锥形阀芯能在锥形阀孔内滑动，锥形阀芯与锥形阀孔之间形成一个大小能够调节的阻尼孔。
[0011]所述液压腔、内侧盲孔和外侧盲孔中均填充有流体。
[0012]所述流体为粘性阻尼材料或空气。
[0013]粘性阻尼材料为液压油。
[0014]所述芯轴上还同轴套装有增速器。
[0015]所述内侧盲孔中大直径孔至滑动盘的距离大于小直径孔至滑动盘的距离。
[0016]本发明采用上述结构后，具有如下有益效果:
1、能根据转速自动调整制动力，也即能够适应不同倾斜角度的缆索爬升；能够使得机器人匀速或者接近匀速下降返回地面，下降速度可控。
[0017]2、制动阻力来自于流体流经阻尼孔时产生的阻尼力，不存在纯机械摩擦式的热衰减问题，可以进行长时间，长距离的制动。
[0018]3、增速器的设置，对制动效果具有放大作用。
[0019]4、爬升无阻力，下降才有制动力，有利于提高能量的利用率。
[0020]5、体积小巧紧凑，集成度高，重量轻。
【附图说明】
[0021]图1显示了本发明动态下降限速装置的立体结构示意图；
图2显示了本发明动态下降限速装置的立体剖面结构示意图；
图3显示了转子的结构示意图；
图4显示了惯性块与转子的立体安装结构示意图；
图5显不了图4的左侧视图；
图6显示了滑动盘、惯性块、压紧弹簧、芯轴与转子的安装剖面结构图；
图7显示了定子的剖面结构示意图；
图8显示了定子中内侧盲孔的放大结构示意图；
图9显示了滑动盘的立体结构示意图；
图10显示了爬升过程中，定子中流体的流向示意图；
图11显示了下降过程中，定子中流体的流向示意图；
图12显示了下降过程中，速度不断增大后，滑动盘移动后的结构示意图；
图13显示了制动力与下降速度间的动态调整特性曲线。
[0022]其中有:
1.定子；
I1.液压腔； 12.外侧盲孔；121.锥形阀孔；
13.内侧盲孔；131.大直径孔；132.小直径孔；133.锥形孔；
14.叶轮；
15.弹簧；
16.钢球；
2.滑动盘；21.锥形阀芯；22.压紧弹簧；
3.惯性块；31.倾斜面；
4.转子；倾斜滑槽；
5.芯轴；
6.增速器。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0024]如图1和图2所示，一种用于高空缆索爬升机器人的动态下降限速装置，包括定子
1、转子4、芯轴5、增速器6、叶轮14、压紧弹簧22、滑动盘2、惯性块3、钢球26和弹簧15。
[0025]增速器6、定子1、滑动盘2和转子4从左至右依次同轴套装在芯轴5的外周。其中，增速器6可以根据需要进行设置。当设置有增速器6时，增速器6优选与定子1的端面固定连接。
[0026]如图3至图6所述，转子