专利名称：电驱动缆索维护机器人爬升机构的制作方法
技术领域：
一种电驱动缆索维护机器人爬升机构，主要用于大跨斜拉桥缆索上作业的机器人，属于机器人技术领域。
斜拉桥作为现代桥梁的新型式，在世界范围内得到了广泛的应用。特别是在建设中跨度桥梁时，斜拉桥已成为为首选的桥梁型式。作为斜拉桥三大受力构件(桥塔、桥面和桥索)之一的缆索长期暴露在空气中，经风吹雨淋日晒，缆索表面的聚乙烯护套将会产生不同程度的硬化和开裂现象，会给护套内的钢丝束带来锈斑、断丝等严重的问题，同时，由于随机风振、雨振，使缆索内的钢丝产生微摩擦，继而引起严重的断丝问题，都会给斜拉桥埋下严重的隐患。由于斜拉桥是最近几十年才兴起的新桥型，与斜拉桥的主要受力构件缆索相配套的维护措施还很不完善。现有技术中，对管外机器人和电线检测机器人已有所研究，这些机器人一般牵引力小，移动速度慢，只适应刚性管道，对于斜拉桥这种倾斜度大、标高较高而柔性较大的缆索，其爬升能力显然不够。根据国际联机检索，还未见有缆索维护机器人的报道。
本实用新型的目的在于开发一种适用于任意倾斜度缆索爬升的缆索维护机器人爬升机构，以完成对缆索的维护工作，达到减轻劳动强度、提高质量、减少成本等目的。
为实现这样的目的，本实用新型提供的电驱动缆索维护机器人爬升机构，本体采用由方管制成的圆柱形框架结构，这不仅有利于减小高空风振的影响，而且还提高了本体的整体刚度。框架中沿缆索圆周方向均布三台移动小车，由夹紧机构提供足够的夹紧力分别把三台小车压紧在缆索上，小车上三个电机分别通过传动机构驱动三台小车沿索匀速爬升，移动速度可以通过地面控制台加以控制与调整，爬升机构在缆索上工作不会损伤缆索表面的原有涂层和聚乙烯护套。
以下通过实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
如图所示，爬升机构由移动小车、夹紧机构、圆柱框架结构及内外框架相对旋转机构等部分组成。爬升机构的圆柱框架(I)采用内外框架之间轴承连接形式，使之相互可以灵活转动，内框架9中沿缆索圆周方向均布三台移动小车12，每台小车中的电机1通过蜗轮蜗杆减速器2及链传动带动前链轮3、前轮4，再经链传动带动后链轮10、后轮11。小车上的夹紧机构连接于内框架9上，由调节板、夹紧体6、调节螺母7等组成，并在弹簧5的两边配置两根导向杆8。三台小车紧抱于缆索13上匀速爬升，由地面控制台监控。在机器人爬升机构上还可以系上钢丝绳14，其作用是支撑电缆的自重和在意外情况下拖拽机器人。
图2为本实用新型右视结构示意图。
如图所示，内框架9采用了圆柱形结构，内框架9中沿缆索13圆周方向均布三台移动小车12，夹紧机构设有调节板15和调节螺母7，根据缆索直径的粗细(适应索径φ90～φ200)，在调节板15上选择合适的粗分档孔用销固接在支承板16上，然后调节螺母7进行微调，使移动小车12与缆索13保持一定的压力。
图3为
图1中I处即内外框架相对旋转机构的放大图。
图中可见，圆柱内框架9经轴承17与外框架18连接，内外框架相互之间可以转动灵活。
图4为本实用新型的爬升速度控制原理图。
如图所示，变频器19控制三个变频电机1，按作业要求调节电机速度。
本实用新型结构紧凑、合理，圆周均布的三台移动小车在夹紧机构作用下，产生足以克服自重和负载的摩擦力，在三重动力的驱动下，可以沿任意倾斜度的缆索以较高的速度匀速爬升。机器人爬升机构采用圆柱型框架形式，可以减小高空风振的影响。内外框架采用相对旋转机构，相互间转动灵活，可以保持机器人工作状态稳定。本实用新型可以用于大型斜拉桥缆索的维护机器人，配上涂装机构，可以进行缆索涂装、清洗和检测等维护作业，还可以用于其他圆柱杆如电线杆等的维护。
在本实用新型的一个实施例中，工程样机的功率为1.1KW，自重为150公斤，可载重280公斤，爬升速度范围在每分钟1米至10米之间。该样机在工程试验中，取得很好的效果，具有推广应用价值。
权利要求1.一种电驱动缆索维护机器人爬升机构，其特征在于采用圆柱形框架结构，框架中沿缆索圆周方向均布三台移动小车12，由夹紧机构压紧在缆索上，车中电机1通过减速器2连接前链轮3、前轮4和后链轮10、后轮11，内框架9经轴承17与外框架18连接。
2.一种如权利要求1所说的电驱动缆索维护机器人爬升机构，其特征在于夹紧机构设有调节板15和调节螺母7，并在弹簧5的两边配置两根导向杆8。
3.一种如权利要求1或2所说的电驱动缆索维护机器人，其特征在于机器人上还有用以支撑电缆自重及在意外情况下拖拽机器人的钢丝绳14。
专利摘要一种电驱动缆索维护机器人爬升机构,采用圆柱形框架结构,框架中沿缆索圆周方向均布三台移动小车,由夹紧机构压紧在缆索上,变频电机通过减速器驱动小车,内外框架经轴承连接,夹紧机构设有调节板和调节螺母,可以适应各种类型缆索。本实用新型结构合理,可有较高的爬升速度,不仅可以用于大型斜拉桥缆索机器人,进行涂装、清洗和检测等维护工作,还可用于电线杆等的维护。
文档编号B25J11/00GK2396936SQ9925205
公开日2000年9月20日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者吕恬生, 王殿臣, 罗均, 张国瑞, 王鸿志 申请人:上海交通大学