專利名稱：履帶式拉索自動爬升機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種纜索維護設備，特別是一種斜拉橋纜索上作業的纜索維護機
器人拉索自動爬升機構，屬于機器人技術領域。
技術背景 現有斜拉橋纜索上作業的纜索維護機器人采用的拉索自動爬升機構的不足主要 有 1、采用輪式爬升行走裝置，行走可靠性和穩定性較差，爬升機構附重能力較差； 2、采用在拉索圓周上均布三組行走輪的機構支承及行走輪的壓緊方式，爬升機構 三組行走輪對拉索的壓緊不易調節平衡，爬升機構行走的穩定性較差； 3、在三組行走輪上分別布置三組動力，機構自重較大，附重能力較差
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種履帶式拉索自動爬升機構，該爬升機構能在拉索 表面穩定、可靠地爬升及下降，該機構動力分布合理，負重能力強，行走裝置對拉索的壓緊 平衡調節方便。 解決上述技術問題的技術方案是一種履帶式拉索自動爬升機構，包括外框架、安 裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調節裝置，所述的外框架帶有四個對稱的安裝面，其 中一面做成鉸接式，可以自由開閉；所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行 走裝置結構的驅動輪組和兩套導向輪組，兩套驅動輪組通過導向芯軸對稱地安裝在外框架 的兩個安裝面上，兩套導向輪組通過導向芯軸對稱地安裝在外框架的另兩個安裝面上，行 走裝置的驅動輪組、導向輪組通過導向芯軸可以相對于外框架做徑向的移動； 所述的壓緊調節裝置有4個，分別安裝在框架的4個安裝面上、用于調節爬升行走 裝置的各驅動輪組和導向輪組對對拉索的壓緊力。 其進一步技術方案是所述的每套驅動輪組包括由驅動輪、從動輪、壓緊輪組、安 裝框架和行走履帶組成的行走部分和履帶張緊機構； 驅動輪和從動輪是能通過行走履帶同步傳遞動力、外圈帶相同齒形的圓柱形結
構，驅動輪側向安裝有動力傳動機構，用來接受從動力機械傳遞來的動力； 壓緊輪組的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面； 安裝框架是兩側板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架，其兩
側板上中部安裝有連接鉸鏈； 行走履帶是環形柔性帶結構，其與驅動輪、從動輪配合的內表面帶有與驅動輪和
從動輪外圈相同的齒型，其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數的條紋； 驅動輪、從動輪、壓緊輪組通過各自的輪軸安裝在安裝框架的兩塊側板中間，兩側
用螺母夾緊固定，其中驅動輪安裝在前上部，從動輪安裝在后上部，壓緊輪組的各個壓緊輪
安裝在底部的同一高度上，行走履帶套裝在驅動輪、從動輪和壓緊輪組的外圍，其內齒與驅動輪和從動輪的外齒相配合，整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈單向自由擺動。 所述的每個壓緊調節裝置包括導向芯軸、調節螺柱、導向螺母和壓緊彈簧，導向螺
母與外框架的安裝面垂直地安裝在框架的安裝面上、調節螺柱安裝在導向螺母上、導向芯
軸穿入調節螺柱中心的導向長孔中并限位，壓緊彈簧套在導向芯軸的外部并安裝在調節螺
柱和爬升行走裝置的鉸鏈之間，旋動調節螺柱通過壓緊彈簧調節爬升行走裝置的各驅動輪
組和導向輪組對拉索的壓緊力。 由于采用上述結構，本實用新型之履帶式拉索爬升行走裝置與現有輪式結構的拉 索爬升行走裝置相比，具有提高了爬升機構行走的可靠性和穩定性，提高了爬升機構的負 重能力等以下有益效果。 1 、作為爬升行走裝置的驅動輪組采用履帶式爬升機構行走裝置，提高了爬升機構 行走的可靠性和穩定性，提高了爬升機構的負重能力等有益效果 ①傳動可靠性和穩定性好行走履帶通過內表面的同步齒在整個寬度范圍上與帶
有外齒的驅動輪和從動輪全嚙合同步傳動，傳動效率高，傳動可靠性和穩定性好；行走履帶
帶有增摩條紋的外表面與拉索表面在有壓緊輪組布置的長度范圍內實現面接觸，摩擦系數
較大，爬升機構可以獲得較大的摩擦驅動力，也增加了傳動的可靠性和穩定性好。
②沿拉索表面的導向性更好壓緊輪組32的各壓緊輪通過其帶有圓弧面的輪體
外表面把行走履帶38壓緊在拉索表面上，行走履帶38與拉索表面的接觸面積更大，可獲得
的摩擦驅動力更大，同時沿拉索表面的導向性更好，可以使爬升機構更可靠、更穩定地沿拉
索表面爬升或下降。 ③行走裝置通過安裝框架33上中部的連接鉸鏈39受到外部壓緊裝置的壓緊力， 可以使多組壓緊輪32對拉索的壓緊力在整個接觸長度范圍內分布置更均勻、更可靠，從而 可以更穩定、更可靠地獲得較大的摩擦驅動力。 2、外框架采用了四面體框架結構，兩套驅動輪組3對稱地安裝在外框架1的上、下 兩個安裝面上，兩套導向輪組2也對稱地安裝在外框架1的左、右兩個安裝面上，所述由導 向芯軸4、調節螺柱5、導向螺母6和壓緊彈簧7組成的壓緊調節裝置分別與各安裝面垂直 地安裝在框架的4個安裝面上，對稱旋動調節螺柱5可以方便地調節行走裝置的各驅動輪 組3和導向輪組2對拉索的壓緊力，并容易使之平衡，亦進一步提高了爬升機構行走的可靠 性和穩定性。 3、導向輪組2兩端的導向滾輪14外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面，對
爬升機構沿著拉索行走的穩定性更好，使之不易旋轉或跑偏。 4、爬行行走裝置只有兩套驅動輪組，減輕了自重，提高了負重能力。 以下，結合附圖和實施例，對本實用新型之履帶式拉索自動爬升機構的技術特征
作進一步說明。
圖1 、圖2是本實用新型履帶式拉索自動爬升機構的結構示意圖，其中圖l是俯視 圖，圖2是圖1的右視圖； 圖3、圖4是驅動輪組的結構示意圖，其中圖3是主視圖，圖4是圖3的A_A剖視 圖；[0027] 圖5、圖6是導向輪組的結構示意圖，其中圖5是主視圖，圖6是圖5的俯視圖。 圖中，有關標號意義是 外框架1，導向輪組2包括導向輪組安裝架21、導向滾輪22、導向輪組連接鉸鏈
23 ; 驅動輪組3包括驅動輪31、壓緊輪組32、安裝框架33、從動輪34、輪軸35、張緊 支架36，傳動齒輪37和行走履帶38，連接鉸鏈39 ; 壓緊調節裝置包括導向芯軸4、調節螺柱5、導向螺母6和壓緊彈簧7， 8是外框架1上的鉸銷，9是安裝在行走裝置的各驅動輪組3和導向輪組2上的限
向直桿，10是外框架1上的行走裝置限向孔，減速器11，電動機12。
具體實施方式
—種履帶式拉索自動爬升機構，如圖1、圖2所示，包括外框架1、安裝在外框架1 上的爬升行走裝置和壓緊調節裝置； 所述的外框架1帶有四個對稱的安裝面，其中一面做成鉸接式，可以自由開閉； 所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結構的驅動輪組3 和兩套導向輪組2，兩套驅動輪組3通過導向芯軸4對稱地安裝在外框架1的上、下兩個安 裝面上，兩套導向輪組2通過導向芯軸4對稱地安裝在外框架1的左、右兩個安裝面上，行 走裝置的驅動輪組、導向輪組2通過導向芯軸4可以相對于外框架1做徑向的移動，以適應 不同直徑拉索的壓緊、爬升要求； 所述的壓緊調節裝置有4個，分別與各安裝面垂直地安裝在框架的4個安裝面上， 每個壓緊調節裝置包括導向芯軸4、調節螺柱5、導向螺母6和壓緊彈簧7，導向螺母6與外 框架1的安裝面垂直地安裝在外框架的4個安裝面上、調節螺柱5安裝在導向螺母6上、導 向芯軸4穿入調節螺柱5中心的導向長孔中并限位，壓緊彈簧7套在導向芯軸4的外部并 安裝在調節螺柱5和爬升行走裝置的鉸鏈之間，旋動調節螺柱5通過壓緊彈簧7調節爬升 行走裝置的各驅動輪組3和導向輪組2對拉索的壓緊力； 如圖3、圖4所示所述具有履帶式拉索爬升行走裝置結構的驅動輪組3包括由驅 動輪31、從動輪34、壓緊輪組32、安裝框架33和行走履帶38組成的履帶式行走裝置和履帶 張緊機構以及驅動履帶式行走裝置的電動機12以及減速器11 ; 驅動輪31和從動輪34是外圈帶相同齒形的圓柱形結構、能通過行走履帶同步傳 遞動力，驅動輪31側向通過鍵安裝有傳動齒輪37，用來接受從電動機12傳遞來的動力； 安裝框架33是兩側板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架，其 兩側板上中部安裝有連接鉸鏈39 ; 行走履帶38是環形柔性帶結構，其與驅動輪31 、從動輪34配合的內表面帶有與驅 動輪31和從動輪34外圈相同的齒型，其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數的 條紋； 驅動輪31、從動輪34、壓緊輪組32通過各自的輪軸35安裝在安裝框架33的兩塊 側板中間，兩側用螺母夾緊固定，其中驅動輪31安裝在前上部，從動輪34安裝在后上部，壓 緊輪組32的各個壓緊輪安裝在底部的同一高度上，行走履帶38套裝在各個輪組的外圍，其 內齒與驅動輪31和從動輪34的外齒相配合，整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈39單向自由擺動； 本實施例中，所述的履帶張緊機構是張緊支架36，該張緊支架36通過從動輪34的 輪軸35安裝在安裝框架33的尾部，將行走履帶38張緊并用螺母夾緊固定。 所述壓緊輪組32的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面。 如圖5、圖6所示，所述的每一個導向輪組2包括U形安裝架21、安裝在U形安裝 架21兩端的導向滾輪22，導向滾輪22外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面，U形安 裝架21中部是導向輪組連接鉸鏈23，兩套導向輪組2亦通過導向芯軸4對稱地安裝在外框 架1的左、右兩個安裝面上。 所述行走裝置的各驅動輪組3和導向輪組2上安裝有限向直桿9，所述外框架1安
裝面開有行走裝置限向孔10，限向直桿9套在限向孔10內，當調節行走裝置對拉索的壓緊
力時，限向直桿9通過外框架1安裝面上的行走裝置限向孔10保證行走裝置只能繞著鉸鏈
在拉索長度方向上擺動，以增強爬升機構在不同損傷狀況的拉索表面的通過性。 電動機12及減速器11具有停車剎車功能，以避免爬升機構停止時下滑。 作為本實用新型實施例的一種變換，所述的履帶張緊機構也可以采用其他的結構
形式； 作為本實用新型實施例的又一種變換，所述的驅動輪也可以通過聯軸器或鏈輪或
其他動力傳動機構從電機或內燃機或液壓馬達或其他動力裝置處獲得驅動力。 動作原理及過程 打開爬升機構外框架1的帶鉸鏈安裝面，把爬升機構套在橋梁拉索上，把由兩套 驅動輪組3和兩套導向輪組2構成的履帶式拉索爬升行走裝置支撐在拉索表面上，對稱調 節與各驅動輪組3對應的壓緊調節裝置，使爬升機構在電機剎車的情況下通過履帶式拉索 爬升行走裝置能可靠地停止在拉索表面上；再對稱調節與兩套導向輪組2對應的壓緊調節 裝置，使導向輪組2的導向滾輪22可靠地壓在拉索表面上。然后給電機通電，控制電機的啟 動、停止、正轉、反轉和調速，就能驅動爬升機構沿著橋梁拉索長 方向可靠、穩定地運動、 停止、上升、下降和以不同速度運動。
權利要求一種履帶式拉索自動爬升機構，包括外框架、安裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調節裝置，其特征在于所述的框架帶有四個對稱的安裝面，其中一面做成鉸接式，可以自由開閉；所述的爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結構的驅動輪組(3)和兩套導向輪組(2)，兩套驅動輪組(3)通過導向芯軸(4)對稱地安裝在外框架(1)的兩個安裝面上，兩套導向輪組(2)通過導向芯軸(4)對稱地安裝在外框架(1)的另兩個安裝面上，行走裝置的驅動輪組(3)、導向輪組(2)通過導向芯軸(4)可以相對于外框架(1)做徑向的移動；所述的壓緊調節裝置有4個，分別安裝在外框架的4個安裝面上、用于調節爬升行走裝置的各驅動輪組(3)和導向輪組(2)對拉索的壓緊力。
2. 根據權利要求1所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述具有履帶式拉 索爬升行走裝置結構的驅動輪組(3)包括由驅動輪(31)、從動輪(34)、壓緊輪組(32)、安裝 框架(33)和行走履帶(38)組成的行走部分和履帶張緊機構；驅動輪(31)和從動輪(34)是外圈帶相同齒形的圓柱形結構、能通過行走履帶同步傳遞動力，驅動輪(31)側向安裝有動力傳動機構，用來接受從動力機械傳遞來的動力； 通過鍵安裝有傳動齒輪(37)，用來接受從電動機或其他動力機械傳遞來的動力； 壓緊輪組(32)的各個輪體外表加工有直徑和拉索相同或相近的圓弧面； 安裝框架(33)是兩側板下部加工有輪軸安裝叉口、橫截面為倒U字型形的框架，其兩側板上中部安裝有連接鉸鏈(39);行走履帶(38)是環形柔性帶結構，其與驅動輪(31)、從動輪(34)配合的內表面帶有與驅動輪和從動輪外圈相同的齒型，其與拉索表面接觸的外表面帶有能增加摩擦系數的條紋；驅動輪、從動輪、壓緊輪組通過各自的輪軸安裝在安裝框架的兩塊側板中間，兩側用螺 母夾緊固定，其中驅動輪安裝在前上部，從動輪安裝在后上部，壓緊輪組的各個壓緊輪安裝 在底部的同一高度上，行走履帶套裝在驅動輪、從動輪和壓緊輪組的外圍，其內齒與驅動輪 和從動輪的外齒相配合，整個行走裝置可以繞著連接鉸鏈單向自由擺動。
3. 根據權利要求2所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述驅動輪(31)側 向安裝的動力傳動機構是傳動齒輪、聯軸器或鏈輪，所述的動力機械是電機或內燃機或液 壓馬達。
4. 根據權利要求3所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述的履帶張緊機 構是張緊支架，該張緊支架通過從動輪的輪軸安裝在安裝框架的尾部，將行走履帶張緊并 用螺母夾緊固定。
5. 根據權利要求1、2、3或4所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述的每 套導向輪組(2)包括U形安裝架(21)、安裝在U形安裝架(21)兩端的導向滾輪(22)，導向 滾輪(22)外圈加工有與拉索直徑相同或相近的圓弧面，U形安裝架(21)中部是導向輪組 連接鉸鏈(23)。
6. 根據權利要求1、2、3或4所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述的每 個壓緊調節裝置包括導向芯軸(4)、調節螺柱(5)、導向螺母(6)和壓緊彈簧(7)，導向螺母 (6)與外框架(1)的安裝面垂直地安裝在框架的(4)個安裝面上、調節螺柱(5)安裝在導向螺母(6)上、導向芯軸(4)穿入調節螺柱(5)中心的導向長孔中并限位，壓緊彈簧(7)套 在導向芯軸(4)的外部并安裝在調節螺柱(5)和爬升行走裝置的鉸鏈之間，旋動調節螺柱 (5)通過壓緊彈簧(7)調節爬升行走裝置的各驅動輪組(3)和導向輪組(2)對拉索的壓緊 力。
7.根據權利要求5所述的履帶式拉索自動爬升機構，其特征在于所述的每個壓緊調 節裝置包括導向芯軸(4)、調節螺柱(5)、導向螺母(6)和壓緊彈簧(7)，導向螺母(6)與外 框架(1)的安裝面垂直地安裝在框架的(4)個安裝面上、調節螺柱(5)安裝在導向螺母(6) 上、導向芯軸(4)穿入調節螺柱(5)中心的導向長孔中并限位，壓緊彈簧(7)套在導向芯軸 (4)的外部并安裝在調節螺柱(5)和爬升行走裝置的鉸鏈之間，旋動調節螺柱(5)通過壓緊 彈簧(7)調節爬升行走裝置的各驅動輪組(3)和導向輪組(2)對拉索的壓緊力。
專利摘要一種履帶式拉索自動爬升機構，包括外框架、安裝在外框架上的爬升行走裝置和壓緊調節裝置，外框架帶有四個對稱的安裝面，其中一面做成鉸接式，可以自由開閉；爬升行走裝置包括兩套具有履帶式拉索爬升行走裝置結構的驅動輪組和兩套導向輪組，兩套驅動輪組、兩套導向輪組分別通過導向芯軸對稱地安裝在外框架的4個安裝面上，4個壓緊調節裝置分別安裝在框架的4個安裝面上、用于調節爬升行走裝置的各驅動輪組和導向輪組對拉索的壓緊力；每套驅動輪組包括由驅動輪、從動輪、壓緊輪組、安裝框架和行走履帶組成的行走部分和履帶張緊機構。該爬升機構能在拉索表面穩定、可靠地爬升及下降，機構動力分布合理，負重能力強，行走裝置對拉索的壓緊平衡調節方便。
文檔編號E01D19/10GK201473887SQ200920302128
公開日2010年5月19日 申請日期2009年4月13日 優先權日2009年4月13日
發明者嚴李榮, 周庠天, 廖恒, 方樹, 李德興, 王曉琳, 趙劼, 鄧年春 申請人:柳州歐維姆機械股份有限公司