一種兩段式履帶檢測機器人的制作方法

一種兩段式履帶檢測機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種兩段式履帶檢測機器人，包括框架、V形橡膠履帶、離合器、下降限速裝置和至少兩個V形負重輪。V形橡膠履帶包覆在所有V形負重輪的外周，V形橡膠履帶內封裝有磁吸附單元。至少一個V形負重輪為驅動輪。下降限速裝置通過離合器與其中一個V形負重輪相連接。框架包括對稱設置在V形橡膠履帶兩側的機架，每個機架均為兩段式結構。采用上述結構后，結構緊湊、操作簡便、越障能力強。V形橡膠履帶能提高機器人防脫軌的能力；磁吸附單元封裝在履帶內，能緩沖與拉索表面的碰撞，同時磁吸附單元根據負重輪半徑設計尺寸，可以避免履帶繞過負重輪時產生沖擊現象。另外，下降速度可調節，且能適應不同斜度的拉索。
【專利說明】
一種兩段式履帶檢測機器人
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種應用在大型斜拉橋纜索檢測的故障機器人，特別是一種兩段 式履帶檢測機器人。
【背景技術】
[0002] 斜拉橋是目前使用極為廣泛的橋梁，靠多根拉索來承受載荷，因此拉索關系到整 個橋梁的安全性，必須對拉索定期檢測與維護。拉索的檢測屬于高空作業，這種危險的工作 完全可以由機器人來替代。
[0003] 對于專門用于斜拉橋檢測的機器人，根據實際需要，必須滿足以下幾點要求：（1) 能適應不同直徑的拉索，這可以大大降低開發的成本；（2)由于斜拉橋由多根拉索組成，為 了減少工作時間和人員投入，必須要提高機器人的工作速度，特別是要減少安裝機器人的 時間；（3)拉索的表面很可能是凹凸不平的，甚至會有一段凸起的部分，這就需要機器人具 備一定的越障能力；（4)當機器人發生電氣故障時，需要能從高空安全回收的裝置。
[0004] 在拉索機器人的結構設計中，需要同時兼顧越障能力、安裝時間以及管徑適應能 力等多種要求。另外，現有的安全回收方案多以摩擦片式限速為主，這種回收方法的缺點是 不能適應不同斜度的拉索，如果制動力太小，起不到限速的作用，制動力太大則會卡死。所 以，需要開發一種能滿足工程實踐需要的新型機器人。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種兩段式履 帶檢測機器人，該兩段式履帶檢測機器人結構緊湊、操作簡便、越障能力強，同時還配有可 調節下降速度的液壓阻尼式的下降限速裝置。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：
[0007] -種兩段式履帶檢測機器人，包括框架、V形橡膠履帶、離合器、下降限速裝置和至 少兩個V形負重輪。
[0008] V形橡膠履帶包覆在所有V形負重輪的外周，V形橡膠履帶內封裝有磁吸附單元。
[0009] 至少一個V形負重輪為驅動輪。
[0010] 下降限速裝置通過離合器與其中一個V形負重輪相連接。
[0011] 框架包括對稱設置在V形橡膠履帶兩側的機架，每個機架均包括兩塊相互鉸接的 三角形板。
[0012] 所述下降限速裝置為由活塞、連桿、油缸和曲柄輪構成的曲柄連桿機構；曲柄輪與 離合器相連接，曲柄輪轉動，帶動活塞在油缸內上下移動;活塞位于油缸內部分沿周向設置 有若干個阻尼孔。
[0013] 所述V形負重輪有三個，其中有兩個V形負重輪為驅動輪，一個V形負重輪為從動 輪，下降限速裝置通過離合器與從動輪相連接。
[0014] 每塊三角形板的三個角點處均各設置有一個鉸接孔，其中兩個鉸接孔分別套裝在 對應V形負重輪的轉軸上，另一個鉸接孔通過支撐軸與另一側相對應的三角形板相連接。
[0015] 其中一個驅動輪通過皮帶傳動裝置與從動輪相連接;皮帶傳動裝置包括同步帶和 同步輪。
[0016] 所述驅動輪的驅動裝置為錐齒輪和電機。
[0017] 所述磁吸附單元的尺寸根據V形負重輪的半徑尺寸進行設計。
[0018] 本實用新型采用上述結構后，具有如下有益效果：
[0019] 1 .V形橡膠履帶能提高機器人防脫軌的能力，橡膠材料還能增大滑動摩擦系數。
[0020] 2.磁吸附單元封裝在履帶內，能緩沖與拉索表面的碰撞，同時磁吸附單元根據負 重輪半徑設計尺寸，可以避免履帶繞過負重輪時產生沖擊現象。
[0021 ] 3.機架采用兩段式結構，機器人會有更好的越障能力。
[0022] 4.結構穩定，并且能在機器人越障時起到限位的作用。
[0023] 5.機器人動力充足。
[0024] 6.采用液壓阻尼式的下降限速裝置，能適應不同斜度的拉索。
[0025] 7.機器人采用磁吸附原理附著于拉索表面，安裝時間會大大減少。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型一種兩段式履帶檢測機器人的立體結構示意圖。
[0027]圖2顯示了本實用新型機器人的仰視圖或俯視圖。
[0028]圖3顯示了 V形橡膠履帶的結構示意圖。
[0029]圖4顯示了 V形橡膠履帶的側視圖。
[0030]圖5顯示了本實用新型機器人越障示意圖。
[0031]圖6顯示了V形負重輪的結構示意圖。
[0032]圖7顯示了下降限速裝置中活塞和油缸的結構示意圖。
[0033]圖8顯示了下降限速裝置中活塞的結構示意圖。
[0034] 其中有：
[0035] 1 ·框架;11 ·機架;12 ·連接板;13 ·支撐軸；
[0036] 2 .V形橡膠履帶;21 ·磁吸附單元；
[0037] 3.離合器；
[0038] 4.電機；
[0039] 5.錐齒輪；
[0040] 6.下降限速裝置;61.活塞;62.連桿;63.油缸;64.曲柄輪;65.阻尼孔；
[00411 7.皮帶傳動裝置;71.同步帶;72.同步輪；
[0042] 8 .V形負重輪;81.轉軸；
[0043] 9.拉索;91.障礙物。
【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖和具體較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0045] 如圖1和圖2所示，一種兩段式履帶檢測機器人，包括框架1、V形橡膠履帶2、離合器 3、下降限速裝置6和至少兩個V形負重輪8。
[0046] V形負重輪8的數量根據需要進行設置，優選為三個，但也可以為多個。其中，至少 一個V形負重輪為驅動輪，但也可以兩個或多個均為驅動輪，具體可根據爬升力需要進行設 置。
[0047]本申請中，以三個V形負重輪，且其中有兩個V形負重輪為驅動輪，一個V形負重輪 為從動輪為例進行說明。
[0048] 每個驅動輪連接一個驅動裝置，驅動輪的驅動裝置優選為錐齒輪5和電機4。電機 通過連接板12固定在機架上。
[0049] 其中一個驅動輪通過皮帶傳動裝置7與從動輪相連接;皮帶傳動裝置優選包括同 步帶71和同步輪72。
[0050] 如圖6所示，每個V形負重輪均套裝在轉軸81的外周。
[0051] 如圖3和圖4所示，V形橡膠履帶包覆在所有V形負重輪的外周，能緩沖與拉索表面 的碰撞。V形橡膠履帶內封裝有磁吸附單元21。
[0052]磁吸附單元的尺寸根據V形負重輪的半徑尺寸進行設計，能夠避免履帶繞過負重 輪時產生沖擊現象。
[0053]框架1包括對稱設置在V形橡膠履帶兩側的機架11，每個機架均為兩段式結構。每 個機架均優選包括兩塊相互鉸接的三角形板，也即框架包括四塊三角形板，四塊三角形板 的排列方向優選一致。
[0054]每塊三角形板的三個角點處均各設置有一個鉸接孔。
[0055]位于V形橡膠履帶兩側對應設置的兩塊三角形板，通過兩根轉軸81和一根支撐軸 13連接，構成框架的一段，結構穩固。也即三角形板中的兩個鉸接孔分別套裝在對應V形負 重輪的轉軸上，另一個鉸接孔通過支撐軸與另一側相對應的三角形板相連接。
[0056]另外，框架通過中間底部的一根轉軸連接機器人的兩段，構成一個兩段式結構。其 中一對三角形板位于另外一對三角形板的內側，并且和位于中間上面的支撐軸13共同作 用，起到限位的目的，防止機器人在越障時翻倒。另外，機架三角形的結構可以為檢測裝置 提供更多的安裝空間。
[0057]如圖5所示，采用兩段式結構的機器人，在翻越纜索9上的障礙物91時，靠上、下兩 對三角形板的擺動使V形負重輪和V形橡膠履帶依次越過障礙。
[0058]下降限速裝置6為由活塞61、連桿62、油缸63和曲柄輪64構成的曲柄連桿機構。曲 柄輪與離合器3相連接，離合器的另一端優選與從動輪相連接。當曲柄輪轉動時，能帶動活 塞在油缸內上下移動。
[0059]當機器人發生電氣故障時，在離合器3的作用下，曲柄輪64和V形負重輪8以相同的 角速度轉動，并通過連桿62帶動活塞61的往復移動。油缸63內裝有液壓油，利用油液的粘度 來損耗活塞運動時的壓力，將其轉化為熱能，這樣活塞的運動需要更大的力F，設機器人下 降時活塞的功率為P，則根據功率
，該限速機構能夠有效降低活塞61的移動速度 V，進而也降低了整個機器人的下降速度。
[0060] 如圖7和圖8所示，活塞位于油缸內部分沿周向設置有若干個阻尼孔65。液壓油的 平均流速等于活塞的移動速度v，流經阻尼孔65時可視作層流的情況，根據液體層流時的沿
，每個阻尼孔65的壓力損失Δ p與流速v成正比，壓力損失p即 活塞運動中增加的額外壓力，λ為沿程阻力系數，1為阻尼孔65的深度，d為阻尼孔65的孔徑， P為油液的密度。根據以上分析可知，采用液壓阻尼的方式，該機構可以適應不同斜度的拉 索，當機器人下降速度很快時，損耗的壓力也會相應增大。
[0061]以上詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實 施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進 行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:包括框架、V形橡膠履帶、離合器、下降限 速裝置和至少兩個V形負重輪； V形橡膠履帶包覆在所有V形負重輪的外周，V形橡膠履帶內封裝有磁吸附單元； 至少一個V形負重輪為驅動輪； 下降限速裝置通過離合器與其中一個V形負重輪相連接； 框架包括對稱設置在V形橡膠履帶兩側的機架，每個機架均包括兩塊相互鉸接的三角 形板。2. 根據權利要求1所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:所述下降限速裝置為由 活塞、連桿、油缸和曲柄輪構成的曲柄連桿機構；曲柄輪與離合器相連接，曲柄輪轉動，帶動 活塞在油缸內上下移動;活塞位于油缸內部分沿周向設置有若干個阻尼孔。3. 根據權利要求1所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:所述V形負重輪有三個， 其中有兩個V形負重輪為驅動輪，一個V形負重輪為從動輪，下降限速裝置通過離合器與從 動輪相連接。4. 根據權利要求3所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:每塊三角形板的三個角 點處均各設置有一個鉸接孔，其中兩個鉸接孔分別套裝在對應V形負重輪的轉軸上，另一個 鉸接孔通過支撐軸與另一側相對應的三角形板相連接。5. 根據權利要求3所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:其中一個驅動輪通過皮 帶傳動裝置與從動輪相連接;皮帶傳動裝置包括同步帶和同步輪。6. 根據權利要求1所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:所述驅動輪的驅動裝置 為錐齒輪和電機。7. 根據權利要求1所述的兩段式履帶檢測機器人，其特征在于:所述磁吸附單元的尺寸 根據V形負重輪的半徑尺寸進行設計。
【文檔編號】B62D55/265GK205686500SQ201620653409
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620653409.8, CN 201620653409, CN 205686500 U, CN 205686500U, CN-U-205686500, CN201620653409, CN201620653409.8, CN205686500 U, CN205686500U
【發明人】徐豐羽, 王越
【申請人】南京郵電大學