用于桥梁拉索缺陷检测的防偏可调式爬升装置

摘要

本发明涉及一种用于桥梁拉索缺陷检测的带防偏功能的可调式爬升装置,包括本体框架、可调压紧组件、可调防偏组件、重力势能消耗组件、驱动制动组件；本体框架为长方体，由固定架和可调架组成，采用螺栓连接；可调压紧组件包括可调框架、滑动块、调节螺杆、压缩弹簧、压紧螺母；可调防偏组件包括防偏杆、防偏架、防偏轮、拉伸弹簧、拉簧；重力势能消耗组件包括单向离合器，曲柄，连杆、气缸；驱动制动组件包括直流电机、锥齿轮对、电磁制动器。本发明所述的爬升装置能够沿桥梁拉索爬升并进行缺陷检测，可以适应不同直径的桥梁拉索并带有防偏功能，能为桥梁检修提供精确的拉索质量和缺陷信息，从而保证桥梁的安全运行，可创造较大的社会经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于桥梁拉索缺陷检测的装置，具体涉及一种用于桥梁拉索缺陷检测的带防偏功能的可调式爬升装置，属于机器人技术领域。 

背景技术

斜拉桥是近四十年来兴起的新型桥梁，由于其具有较大的跨度和良好的经济性能，在世界各国得到了广泛的应用。拉索是斜拉桥的主要结构件之一，拉索的质量问题关系到整个斜拉桥的使用寿命和桥梁的安全性能。拉索缺陷检测机器人是能够自动沿拉索爬行，并且停留在拉索的任意位置对拉索的表面和内部缺陷进行检测的智能机械装置。安全可靠且具有稳定爬升能力的爬升装置是桥梁拉索缺陷检测机器人的基础，现有的拉索爬升机构存在以下技术的不足： 

目前有四轮式、六轮式爬升行走装置，在爬升过程中的可靠性和稳定性较差，四轮式爬升在高空时，容易出现跑偏现象，卡死在拉索上，虽然采用了防偏轮，但是当机器人偏转之后，造成机器人的驱动力矩不足。六轮式虽然稳定稍好，但是采用三电机驱动，由于三电机很难做到同步，爬升装置经常出现螺旋运动，甚至卡死在拉索上，无法进行可靠检测。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁拉索缺陷检测的十二轮式爬升装置，该爬升装置能够稳定可靠的停在拉索任意位置并进行检测，该装置带有防偏机构，结构轻巧、爬升稳定、爬升能力强、自动可调，能够适用不同直径的拉索进行检测工作，并且持续作业能力强。 

解决上述技术问题的技术方案是：一种十二轮式拉索自动爬升装置，并且选择轻量化的材料来制造爬升机构的零部件。本装置包括本体框架、可调压紧组件、防偏组件、重力势能消耗组件、驱动制动组件。 

所述本体框架为长方体，由固定架和可调架组成，四个V型车轮呈上下两组分布在拉索的两侧，其中一组是固定的，一组是可调的，本体框架采用螺栓连接。 

所述可调压紧组件包括可调框架、滑动块、调节螺杆、压缩弹簧、调整螺母，滑动块安装在可调框架的滑动槽内，调节螺杆安装在滑动块上，压缩弹簧 套在调节螺杆上，调节调整螺母可以任意调节压缩弹簧的压缩量，从而保证了爬升不同直径拉索所需要的弹簧压紧力，遇到障碍时，压缩弹簧可以进行一定的压缩，使得爬升装置具有较强的越障能力。 

所述防偏组件，包括防偏杆、防偏架、防偏轮、拉伸弹簧。防偏架通过螺钉连接在本体长方体框架上，防偏轮连在防偏杆上，通过调节安装在在防偏杆和防偏架之间的拉伸弹簧，保证防偏轮在拉索直径变化的情况下能与拉索表面贴合，并能提供防止爬升机构偏转所需的抱紧力。 

所述重力势能消耗组件，包括单向离合器，曲柄，连杆、气缸。单向离合器连接在制动轴上，曲柄与连杆通过销连接，连杆连接气缸杆。相当于一个曲柄滑块机构，在爬升的时候，由于单向离合器的单向功能，曲柄滑块机构是不运动的。当爬升装置下落时，单向离合器转动，曲柄滑块机构运动，气缸来回压缩空气做功消耗爬升机构下降时候的重力势能。 

所述动力制动组件，包括直流电机、锥齿轮对、电磁制动器。直流电机安装在本体框架上，通过锥齿轮对把驱动力传递到驱动轮上，电磁制动器安装本体框架上，可以使爬升机构停留在拉索上任意位置并进行检测。 

由于采用上述机构，本发明所采用的十二轮式爬升装置与现有的轮式爬升装置相比，具有提高了爬升装置的稳定性和可靠性，并且可以自动适用不同拉索直径的爬升，实现无级调节，同时高空的持续作业能力强等以下好的效果。 

1、本爬升装置采用十二轮式，每个轮子都由弹簧提供的压紧力使之压紧在拉索上，而且采用了对称式分布，大大地提高了爬升装置的稳定性和可靠性，并且提高了爬升机构的负载能力。 

2、爬升装置上安装了电磁制动器，可以使爬升机构可以停留在拉索上任意位置，并对拉索进行检测。同时本爬升装置采用单电机驱动，避免了驱动不同步的问题；同时，动力传递只采用一对锥齿轮，传递效率高、省电。 

3、可调压紧装置是靠滑动块在滑动槽里面滑动和可调角度的防偏装置来适应不同直径的拉索，并且可以实现无级调节。 

4、爬升装置的回收方式，利用气缸压缩空气做功来消耗爬升装置下降的重力势能并进行制动，这样可以关闭电机，由于爬升装置的可以利用自身的重力势能进行回收，不但节约了电能，而且提高了爬升装置的高空持续作业能力。 

附图说明

图1为本发明所述爬升装置爬升拉索时的俯视图； 

图2为本发明所述爬升装置爬升拉索时的左视图。 

具体实施方式

一种用于桥梁拉索缺陷检测的防偏可调式爬升装置，如图1、图2所示，包括本体框架、可调压紧组件、防偏组件、重力势能消耗组件、驱动制动组件。 

所述本体框架为长方体（如图1），由固定架1和可调架11通过螺栓连接组成，四个V型车轮4（图1）呈上下两组分布在拉索的两侧，其中一组是固定的，一组是可调的，防偏轮5在拉伸弹簧18的作用下（图2）贴合在拉索9上。 

所述可调压紧组件（如图2）包括可调框架11（图1）、滑动块12、调节螺杆13、压缩弹簧14、调整螺母15，滑动块12安装在可调框架的滑动槽内，调节螺杆13安装在滑动块12上，压缩弹簧14套在调节螺杆13上，调整螺母15可以在调节螺杆13上任意调节压缩弹簧14的压紧量，通过滑动块12给V型轮4（图1）添加一定的预压力，以适用不同直径拉索的检测。 

所述可调防偏装置（如图2），包括防偏杆3、防偏架10、防偏轮5、拉伸弹簧18。防偏架10通过螺钉连接在本体长方体框架上，防偏杆3与防偏架10用销钉连接，防偏装置的角度可以在一定范围内可调以适应不同的拉索直径。防偏轮5安装在防偏杆3上，调节连接在防偏杆3和防偏架10之间的拉伸弹簧18，可以提供防偏装置的抱紧力。根据不同的拉索直径，再选择合适的拉伸弹簧18，调节拉簧17上的螺母，获得合适的抱紧力，防止爬升装置在爬升过程中出现偏转。 

所述重力势能消耗装置（如图1），包括单向离合器7，曲柄8，连杆、气缸6。单向离合器7连接在制动轴上，曲柄8与连杆通过销连接，连杆连接气缸杆。爬升装置在下降回收的时候，单向离合器转动，带动气缸压缩空气做功。 

所述动力制动装置，包括直流电机16（图2）、锥齿轮对19、电磁制动器2。直流电机16和电磁制动器2安装在本体框架上，通过锥齿轮对19把驱动力传递到驱动轮上，通过控制电磁制动器2，可以使机器人停留在拉索上任意位置。