CN201473887U - 履带式拉索自动爬升机构 - Google Patents
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Abstract
一种履带式拉索自动爬升机构，包括外框架、安装在外框架上的爬升行走装置和压紧调节装置，外框架带有四个对称的安装面，其中一面做成铰接式，可以自由开闭；爬升行走装置包括两套具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组和两套导向轮组，两套驱动轮组、两套导向轮组分别通过导向芯轴对称地安装在外框架的4个安装面上，4个压紧调节装置分别安装在框架的4个安装面上、用于调节爬升行走装置的各驱动轮组和导向轮组对拉索的压紧力；每套驱动轮组包括由驱动轮、从动轮、压紧轮组、安装框架和行走履带组成的行走部分和履带张紧机构。该爬升机构能在拉索表面稳定、可靠地爬升及下降，机构动力分布合理，负重能力强，行走装置对拉索的压紧平衡调节方便。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种缆索维护设备，特别是一种斜拉桥缆索上作业的缆索维护机器人拉索自动爬升机构，属于机器人技术领域。
背景技术：
现有斜拉桥缆索上作业的缆索维护机器人采用的拉索自动爬升机构的不足主要有：
1、采用轮式爬升行走装置，行走可靠性和稳定性较差，爬升机构附重能力较差；
2、采用在拉索圆周上均布三组行走轮的机构支承及行走轮的压紧方式，爬升机构三组行走轮对拉索的压紧不易调节平衡，爬升机构行走的稳定性较差；
3、在三组行走轮上分别布置三组动力，机构自重较大，附重能力较差。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种履带式拉索自动爬升机构，该爬升机构能在拉索表面稳定、可靠地爬升及下降，该机构动力分布合理，负重能力强，行走装置对拉索的压紧平衡调节方便。
解决上述技术问题的技术方案是：一种履带式拉索自动爬升机构，包括外框架、安装在外框架上的爬升行走装置和压紧调节装置，所述的外框架带有四个对称的安装面，其中一面做成铰接式，可以自由开闭；所述的爬升行走装置包括两套具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组和两套导向轮组，两套驱动轮组通过导向芯轴对称地安装在外框架的两个安装面上，两套导向轮组通过导向芯轴对称地安装在外框架的另两个安装面上，行走装置的驱动轮组、导向轮组通过导向芯轴可以相对于外框架做径向的移动；
所述的压紧调节装置有4个，分别安装在框架的4个安装面上、用于调节爬升行走装置的各驱动轮组和导向轮组对对拉索的压紧力。
其进一步技术方案是：所述的每套驱动轮组包括由驱动轮、从动轮、压紧轮组、安装框架和行走履带组成的行走部分和履带张紧机构；
驱动轮和从动轮是能通过行走履带同步传递动力、外圈带相同齿形的圆柱形结构，驱动轮侧向安装有动力传动机构，用来接受从动力机械传递来的动力；
压紧轮组的各个轮体外表加工有直径和拉索相同或相近的圆弧面；
安装框架是两侧板下部加工有轮轴安装叉口、横截面为倒U字型形的框架，其两侧板上中部安装有连接铰链；
行走履带是环形柔性带结构，其与驱动轮、从动轮配合的内表面带有与驱动轮和从动轮外圈相同的齿型，其与拉索表面接触的外表面带有能增加摩擦系数的条纹；
驱动轮、从动轮、压紧轮组通过各自的轮轴安装在安装框架的两块侧板中间，两侧用螺母夹紧固定，其中驱动轮安装在前上部，从动轮安装在后上部，压紧轮组的各个压紧轮安装在底部的同一高度上，行走履带套装在驱动轮、从动轮和压紧轮组的外围，其内齿与驱动轮和从动轮的外齿相配合，整个行走装置可以绕着连接铰链单向自由摆动。
所述的每个压紧调节装置包括导向芯轴、调节螺柱、导向螺母和压紧弹簧，导向螺母与外框架的安装面垂直地安装在框架的安装面上、调节螺柱安装在导向螺母上、导向芯轴穿入调节螺柱中心的导向长孔中并限位，压紧弹簧套在导向芯轴的外部并安装在调节螺柱和爬升行走装置的铰链之间，旋动调节螺柱通过压紧弹簧调节爬升行走装置的各驱动轮组和导向轮组对拉索的压紧力。
由于采用上述结构，本实用新型之履带式拉索爬升行走装置与现有轮式结构的拉索爬升行走装置相比，具有提高了爬升机构行走的可靠性和稳定性，提高了爬升机构的负重能力等以下有益效果。
1、作为爬升行走装置的驱动轮组采用履带式爬升机构行走装置，提高了爬升机构行走的可靠性和稳定性，提高了爬升机构的负重能力等有益效果：
①传动可靠性和稳定性好：行走履带通过内表面的同步齿在整个宽度范围上与带有外齿的驱动轮和从动轮全啮合同步传动，传动效率高，传动可靠性和稳定性好；行走履带带有增摩条纹的外表面与拉索表面在有压紧轮组布置的长度范围内实现面接触，摩擦系数较大，爬升机构可以获得较大的摩擦驱动力，也增加了传动的可靠性和稳定性好。
②沿拉索表面的导向性更好：压紧轮组32的各压紧轮通过其带有圆弧面的轮体外表面把行走履带38压紧在拉索表面上，行走履带38与拉索表面的接触面积更大，可获得的摩擦驱动力更大，同时沿拉索表面的导向性更好，可以使爬升机构更可靠、更稳定地沿拉索表面爬升或下降。
③行走装置通过安装框架33上中部的连接铰链39受到外部压紧装置的压紧力，可以使多组压紧轮32对拉索的压紧力在整个接触长度范围内分布置更均匀、更可靠，从而可以更稳定、更可靠地获得较大的摩擦驱动力。
2、外框架采用了四面体框架结构，两套驱动轮组3对称地安装在外框架1的上、下两个安装面上，两套导向轮组2也对称地安装在外框架1的左、右两个安装面上，所述由导向芯轴4、调节螺柱5、导向螺母6和压紧弹簧7组成的压紧调节装置分别与各安装面垂直地安装在框架的4个安装面上，对称旋动调节螺柱5可以方便地调节行走装置的各驱动轮组3和导向轮组2对拉索的压紧力，并容易使之平衡，亦进一步提高了爬升机构行走的可靠性和稳定性。
3、导向轮组2两端的导向滚轮14外圈加工有与拉索直径相同或相近的圆弧面，对爬升机构沿着拉索行走的稳定性更好，使之不易旋转或跑偏。
4、爬行行走装置只有两套驱动轮组，减轻了自重，提高了负重能力。
以下，结合附图和实施例，对本实用新型之履带式拉索自动爬升机构的技术特征作进一步说明。
附图说明：
图1、图2是本实用新型履带式拉索自动爬升机构的结构示意图，其中图1是俯视图，图2是图1的右视图；
图3、图4是驱动轮组的结构示意图，其中图3是主视图，图4是图3的A-A剖视图；
图5、图6是导向轮组的结构示意图，其中图5是主视图，图6是图5的俯视图。
图中，有关标号意义是：
外框架1，导向轮组2包括：导向轮组安装架21、导向滚轮22、导向轮组连接铰链23；
驱动轮组3包括：驱动轮31、压紧轮组32、安装框架33、从动轮34、轮轴35、张紧支架36，传动齿轮37和行走履带38，连接铰链39；
压紧调节装置包括导向芯轴4、调节螺柱5、导向螺母6和压紧弹簧7，
8是外框架1上的铰销，9是安装在行走装置的各驱动轮组3和导向轮组2上的限向直杆，10是外框架1上的行走装置限向孔，减速器11，电动机12。
具体实施方式：
一种履带式拉索自动爬升机构，如图1、图2所示，包括外框架1、安装在外框架1上的爬升行走装置和压紧调节装置；
所述的外框架1带有四个对称的安装面，其中一面做成铰接式，可以自由开闭；
所述的爬升行走装置包括：两套具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组3和两套导向轮组2，两套驱动轮组3通过导向芯轴4对称地安装在外框架1的上、下两个安装面上，两套导向轮组2通过导向芯轴4对称地安装在外框架1的左、右两个安装面上，行走装置的驱动轮组、导向轮组2通过导向芯轴4可以相对于外框架1做径向的移动，以适应不同直径拉索的压紧、爬升要求；
所述的压紧调节装置有4个，分别与各安装面垂直地安装在框架的4个安装面上，每个压紧调节装置包括导向芯轴4、调节螺柱5、导向螺母6和压紧弹簧7，导向螺母6与外框架1的安装面垂直地安装在外框架的4个安装面上、调节螺柱5安装在导向螺母6上、导向芯轴4穿入调节螺柱5中心的导向长孔中并限位，压紧弹簧7套在导向芯轴4的外部并安装在调节螺柱5和爬升行走装置的铰链之间，旋动调节螺柱5通过压紧弹簧7调节爬升行走装置的各驱动轮组3和导向轮组2对拉索的压紧力；
如图3、图4所示：所述具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组3包括由驱动轮31、从动轮34、压紧轮组32、安装框架33和行走履带38组成的履带式行走装置和履带张紧机构以及驱动履带式行走装置的电动机12以及减速器11；
驱动轮31和从动轮34是外圈带相同齿形的圆柱形结构、能通过行走履带同步传递动力，驱动轮31侧向通过键安装有传动齿轮37，用来接受从电动机12传递来的动力；
安装框架33是两侧板下部加工有轮轴安装叉口、横截面为倒U字型形的框架，其两侧板上中部安装有连接铰链39；
行走履带38是环形柔性带结构，其与驱动轮31、从动轮34配合的内表面带有与驱动轮31和从动轮34外圈相同的齿型，其与拉索表面接触的外表面带有能增加摩擦系数的条纹；
驱动轮31、从动轮34、压紧轮组32通过各自的轮轴35安装在安装框架33的两块侧板中间，两侧用螺母夹紧固定，其中驱动轮31安装在前上部，从动轮34安装在后上部，压紧轮组32的各个压紧轮安装在底部的同一高度上，行走履带38套装在各个轮组的外围，其内齿与驱动轮31和从动轮34的外齿相配合，整个行走装置可以绕着连接铰链39单向自由摆动；
本实施例中，所述的履带张紧机构是张紧支架36，该张紧支架36通过从动轮34的轮轴35安装在安装框架33的尾部，将行走履带38张紧并用螺母夹紧固定。
所述压紧轮组32的各个轮体外表加工有直径和拉索相同或相近的圆弧面。
如图5、图6所示，所述的每一个导向轮组2包括U形安装架21、安装在U形安装架21两端的导向滚轮22，导向滚轮22外圈加工有与拉索直径相同或相近的圆弧面，U形安装架21中部是导向轮组连接铰链23，两套导向轮组2亦通过导向芯轴4对称地安装在外框架1的左、右两个安装面上。
所述行走装置的各驱动轮组3和导向轮组2上安装有限向直杆9，所述外框架1安装面开有行走装置限向孔10，限向直杆9套在限向孔10内，当调节行走装置对拉索的压紧力时，限向直杆9通过外框架1安装面上的行走装置限向孔10保证行走装置只能绕着铰链在拉索长度方向上摆动，以增强爬升机构在不同损伤状况的拉索表面的通过性。
电动机12及减速器11具有停车刹车功能，以避免爬升机构停止时下滑。
作为本实用新型实施例的一种变换，所述的履带张紧机构也可以采用其他的结构形式；
作为本实用新型实施例的又一种变换，所述的驱动轮也可以通过联轴器或链轮或其他动力传动机构从电机或内燃机或液压马达或其他动力装置处获得驱动力。
动作原理及过程：
打开爬升机构外框架1的带铰链安装面，把爬升机构套在桥梁拉索上，把由两套驱动轮组3和两套导向轮组2构成的履带式拉索爬升行走装置支撑在拉索表面上，对称调节与各驱动轮组3对应的压紧调节装置，使爬升机构在电机刹车的情况下通过履带式拉索爬升行走装置能可靠地停止在拉索表面上；再对称调节与两套导向轮组2对应的压紧调节装置，使导向轮组2的导向滚轮22可靠地压在拉索表面上。然后给电机通电，控制电机的启动、停止、正转、反转和调速，就能驱动爬升机构沿着桥梁拉索长度方向可靠、稳定地运动、停止、上升、下降和以不同速度运动。
Claims (7)
1.一种履带式拉索自动爬升机构，包括外框架、安装在外框架上的爬升行走装置和压紧调节装置，其特征在于：
所述的框架带有四个对称的安装面，其中一面做成铰接式，可以自由开闭；
所述的爬升行走装置包括两套具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组(3)和两套导向轮组(2)，两套驱动轮组(3)通过导向芯轴(4)对称地安装在外框架(1)的两个安装面上，两套导向轮组(2)通过导向芯轴(4)对称地安装在外框架(1)的另两个安装面上，行走装置的驱动轮组(3)、导向轮组(2)通过导向芯轴(4)可以相对于外框架(1)做径向的移动；
所述的压紧调节装置有4个，分别安装在外框架的4个安装面上、用于调节爬升行走装置的各驱动轮组(3)和导向轮组(2)对拉索的压紧力。
2.根据权利要求1所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述具有履带式拉索爬升行走装置结构的驱动轮组(3)包括由驱动轮(31)、从动轮(34)、压紧轮组(32)、安装框架(33)和行走履带(38)组成的行走部分和履带张紧机构；
驱动轮(31)和从动轮(34)是外圈带相同齿形的圆柱形结构、能通过行走履带同步传递动力，驱动轮(31)侧向安装有动力传动机构，用来接受从动力机械传递来的动力；
通过键安装有传动齿轮(37)，用来接受从电动机或其他动力机械传递来的动力；
压紧轮组(32)的各个轮体外表加工有直径和拉索相同或相近的圆弧面；
安装框架(33)是两侧板下部加工有轮轴安装叉口、横截面为倒U字型形的框架，其两侧板上中部安装有连接铰链(39)；
行走履带(38)是环形柔性带结构，其与驱动轮(31)、从动轮(34)配合的内表面带有与驱动轮和从动轮外圈相同的齿型，其与拉索表面接触的外表面带有能增加摩擦系数的条纹；
驱动轮、从动轮、压紧轮组通过各自的轮轴安装在安装框架的两块侧板中间，两侧用螺母夹紧固定，其中驱动轮安装在前上部，从动轮安装在后上部，压紧轮组的各个压紧轮安装在底部的同一高度上，行走履带套装在驱动轮、从动轮和压紧轮组的外围，其内齿与驱动轮和从动轮的外齿相配合，整个行走装置可以绕着连接铰链单向自由摆动。
3.根据权利要求2所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述驱动轮(31)侧向安装的动力传动机构是传动齿轮、联轴器或链轮，所述的动力机械是电机或内燃机或液压马达。
4.根据权利要求3所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述的履带张紧机构是张紧支架，该张紧支架通过从动轮的轮轴安装在安装框架的尾部，将行走履带张紧并用螺母夹紧固定。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述的每套导向轮组(2)包括U形安装架(21)、安装在U形安装架(21)两端的导向滚轮(22)，导向滚轮(22)外圈加工有与拉索直径相同或相近的圆弧面，U形安装架(21)中部是导向轮组连接铰链(23)。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述的每个压紧调节装置包括导向芯轴(4)、调节螺柱(5)、导向螺母(6)和压紧弹簧(7)，导向螺母(6)与外框架(1)的安装面垂直地安装在框架的(4)个安装面上、调节螺柱(5)安装在导向螺母(6)上、导向芯轴(4)穿入调节螺柱(5)中心的导向长孔中并限位，压紧弹簧(7)套在导向芯轴(4)的外部并安装在调节螺柱(5)和爬升行走装置的铰链之间，旋动调节螺柱(5)通过压紧弹簧(7)调节爬升行走装置的各驱动轮组(3)和导向轮组(2)对拉索的压紧力。
7.根据权利要求5所述的履带式拉索自动爬升机构，其特征在于：所述的每个压紧调节装置包括导向芯轴(4)、调节螺柱(5)、导向螺母(6)和压紧弹簧(7)，导向螺母(6)与外框架(1)的安装面垂直地安装在框架的(4)个安装面上、调节螺柱(5)安装在导向螺母(6)上、导向芯轴(4)穿入调节螺柱(5)中心的导向长孔中并限位，压紧弹簧(7)套在导向芯轴(4)的外部并安装在调节螺柱(5)和爬升行走装置的铰链之间，旋动调节螺柱(5)通过压紧弹簧(7)调节爬升行走装置的各驱动轮组(3)和导向轮组(2)对拉索的压紧力。
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