一种缆索检测爬行机器人的制作方法

本实用新型涉及缆索检测爬行机器人。

背景技术：

拉索桥梁因此美观漂亮备受世界各国的青睐，其中缆索是斜拉桥的主要承力部分，由于缆索的工作环境风吹日晒环境恶劣，缆索容易生锈，造成腐蚀直至断裂，而且桥梁的随机振动也会引发缆索中钢丝束之间的摩擦甚至疲劳断裂。因此缆索的定期检查和维护对桥梁的安全就显得尤为重要。但是我国大型斜拉桥缆索数目较大，高度较高，若人工检测既费时又不安全，因此为了降低缆索的检测维修费用，实现缆索的及时定期检测，利用缆索的爬行装置成为缆索检测的有效方法。

现在有的缆索检测爬行装置如专利申请号为201611090862.3的专利文献中公开了一种新型电驱动的缆索检测装置及检测方法。检测装置包括圆形固定架、连接板、缆索夹紧传感爬行装置、缆索检测系统和控制系统。检测方法为通过检测压紧力、转速调节压紧力，通过缆索检测系统采集信息进行检测。利用本发明的检测装置和检测方法，过各种传感数据的比较以及智能化程序的判断和控制，精准调节滚轮与缆索之间的压紧力，及时避免滚轮打滑，使检测装置和缆索之间的摩擦力达到最优，结构简单，工作可靠，体积小。该检测装置爬行的速度也可调节。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、能适用于不同直径缆索、具有预紧力的缆索检测爬行机器人。

为达到上述目的，一种缆索检测爬行机器人，包括蛇头关节、蛇尾关节和一节以上的蛇身关节，相邻的蛇身关节通过第一驱动机构连接形成蛇身关节组件，蛇头关节通过第二驱动机构连接在蛇身关节组件的一端，蛇尾关节通过第三驱动机构连接在蛇身关节组件的另一端；在蛇头关节上设有第一弹性件，在蛇尾关节上连接有第二弹性件，第一弹性件与第二弹性件之间设有连接机构。

上述结构，如需要使用，将缆索检测爬行机器人抱住缆索，通过连接机构连接，当第一、第二和第三驱动机构工作时，蛇头关节、蛇身关节和蛇尾关节会摆动，在缆索检测爬行机器人与缆索存在着摩擦力的作用下，缆索检测爬行机器人会在缆索上滚动攀爬。在本实用新型的结构中，缆索检测爬行机器人仅仅由蛇头、蛇尾和蛇身关节组成，使得结构简单，成本低，另外，蛇身关节是单独的关节，可根据缆索的直径选择蛇身关节的数量，从而适用于不同直径的缆索，由于采用了第一、第二弹性件，因此，当缆索检测爬行机器人安装到缆索后，能给予一定的预紧力，使得缆索检测爬行机器人在缆索上既能爬行，又能提供一定的摩擦力。

进一步的，相邻的蛇身关节为正交连接，蛇头关节与蛇身关节组件为正交连接，蛇尾关节与蛇身关节组件之间为正交连接。在缆索检测爬行机器人与缆索存在着摩擦力的作用下以及正交连接的相互作用下，缆索检测爬行机器人会在缆索上更加可靠的滚动攀爬。

进一步的，蛇身关节、蛇头关节和蛇尾关节的表面上均附有弹性外皮。用以保证攀爬时与缆索接触的摩擦力。

进一步的，蛇头关节包括蛇头壳体和连接在蛇头壳体上的蛇头连接架；所述的第二驱动机构为设在蛇头壳体内的蛇头电机和蛇头电池，蛇头电池与蛇头电机电性连接，蛇头电机的输出轴与蛇身关节组件的一端连接。通过蛇头电池给蛇头电机供电，当蛇头电机工作时，蛇头电机带动蛇头关节摆动。

进一步的，蛇头连接架包括蛇头连接臂、连接在蛇头连接臂之间的蛇头连接横臂，在蛇头连接横臂上枢接有蛇头连接板，第一弹性件连接在蛇头连接板上。通过设置蛇头连接臂和蛇头横臂，让蛇头关节受到第一弹性件的拉力均匀，由于设置了蛇头连接板，因此，蛇头连接板可以自由旋转，不会造成第一弹性件缠绕的现象。

进一步的，蛇尾关节包括蛇尾壳体、连接蛇尾壳体上的蛇尾铰接臂和蛇尾连接架；所述的第三驱动机构为设置蛇身关节组件内的蛇尾电机和蛇尾电池，蛇尾电机的输出轴与蛇尾铰接臂连接，蛇尾电池与蛇尾电机电性连接。通过蛇尾电池给蛇尾电机供电，当蛇尾电机工作时，蛇尾电机带动蛇尾关节摆动。

进一步的，蛇尾连接架包括蛇尾连接臂、连接在蛇尾连接臂之间的蛇尾连接横臂，在蛇尾连接横臂上枢接有蛇尾连接板，第二弹性件连接在蛇尾连接板上。通过设置蛇尾连接臂和蛇尾横臂，让蛇尾关节受到第二弹性件的拉力均匀，由于设置了蛇尾连接板，因此，蛇尾连接板可以自由旋转，不会造成第二弹性件缠绕的现象。

进一步的，所述的蛇身关节包括蛇身壳体和设在蛇身壳体上的蛇身铰接臂；所述的第一驱动机构为设在蛇身壳体内的蛇身电机和蛇身电池，蛇身电池与蛇身电机电性连接，蛇身电机的输出轴与相邻的蛇身关节的蛇身铰接臂连接。当蛇身电机工作时，蛇身电机带动相邻的蛇身关节旋转，实现爬行。

进一步的，所述的连接机构为连接在第一弹性件上的公扣和连接在第二弹性件上的母扣。该结构，连接机构能实现快速的连接和拆卸。

进一步的，第一弹性件为弹簧，第二弹性件为弹簧。

附图说明

图1为缆索检测爬行机器人的示意图。

图2为蛇头关节的示意图。

图3为蛇身关节的示意图。

图4为蛇身关节的内部结构示意图。

图5为蛇尾关节的示意图。

图6为缆索检测爬行机器人安装到缆索上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1和图6所示，缆索检测爬行机器人包括蛇头关节1、蛇尾关节3和一节以上的蛇身关节2。相邻的蛇身关节2通过第一驱动机构连接形成蛇身关节组件，蛇头关节1通过第二驱动机构连接在蛇身关节组件的一端，蛇尾关节3通过第三驱动机构连接在蛇身关节组件的另一端；在蛇头关节1上设有第一弹性件41，在蛇尾关节3上连接有第二弹性件42，第一弹性件41与第二弹性件42之间设有连接机构。

如图2所示，蛇头关节1包括蛇头壳体11和连接在蛇头壳体11上的蛇头连接架12。蛇头连接架12包括蛇头连接臂121、连接在蛇头连接臂之间的蛇头连接横臂122，在蛇头连接横臂上枢接有蛇头连接板123，在本实施例中，蛇头连接臂121有两个，且相对于蛇头壳体的中心对称设置，第一弹性件41连接在蛇头连接板123上。通过设置蛇头连接臂121和蛇头横臂122，让蛇头关节1受到第一弹性件41的拉力均匀，由于设置了蛇头连接板123，因此，蛇头连接板可以自由旋转，不会造成第一弹性件41缠绕的现象。

蛇头关节1表面上附有弹性外皮13。用以保证攀爬时与缆索接触的摩擦力。

蛇头关节上装有无线通信模块14，可实现200米的无线通讯。

所述的第二驱动机构为设在蛇头壳体内的蛇头电机100和蛇头电池（未示出），蛇头电池与蛇头电机100电性连接，蛇头电机100的输出轴与蛇身关节组件的一端连接，即与蛇身关节组件一端的一节蛇身关节上的蛇身铰接臂连接。通过蛇头电池给蛇头电机供电，当蛇头电机100工作时，蛇头电机带动蛇头关节摆动。

如图3和图4所示，所述的蛇身关节2包括蛇身壳体21和设在蛇身壳体上的蛇身铰接臂22；所述的第一驱动机构为设在蛇身壳体内的蛇身电机200和蛇身电池20，蛇身电池20与蛇身电机200电性连接，蛇身电机200的输出轴与相邻的蛇身关节的蛇身铰接臂连接。当蛇身电机200工作时，蛇身电机200带动相邻的蛇身关节旋转，实现滚动。

蛇身关节2表面上附有弹性外皮23。用以保证攀爬时与缆索接触的摩擦力。

如图5所示，蛇尾关节3包括蛇尾壳体31、连接蛇尾壳体31上的蛇尾铰接臂32和蛇尾连接架33。在本实施例中，蛇尾铰接臂设置有两个，且相对于蛇尾关节的中心对称设置。蛇尾连接架33包括蛇尾连接臂331、连接在蛇尾连接臂之间的蛇尾连接横臂332，在蛇尾连接横臂上枢接有蛇尾连接板333，第二弹性件42连接在蛇尾连接板333上。通过设置蛇尾连接臂和蛇尾横臂，让蛇尾关节受到第二弹性件42的拉力均匀，由于设置了蛇尾连接板，因此，蛇尾连接板可以自由旋转，不会造成第二弹性件42缠绕的现象。

蛇身关节3表面上附有弹性外皮34。用以保证攀爬时与缆索接触的摩擦力。

所述的第三驱动机构为设置蛇身关节组件内的蛇尾电机和蛇尾电池，蛇尾电机的输出轴与蛇尾铰接臂连接，蛇尾电池与蛇尾电机电性连接。通过蛇尾电池给蛇尾电机供电，当蛇尾电机工作时，蛇尾电机带动蛇尾关节摆动。

在本实施例中，相邻的蛇身关节为正交连接，即相邻的蛇身电机的输出轴轴线在两相互平行的平面内，当具有90度的夹角。蛇头关节与蛇身关节组件为正交连接，即蛇头电机与其最近的蛇身电机的输出轴轴线在两相互平行的平面内，但具有90的夹角。蛇尾关节与蛇身关节组件之间为正交连接，即蛇尾电机与其最近的蛇身电机的输出轴轴线在两相互平行的平面内，但具有90的夹角。在缆索检测爬行机器人与缆索存在着摩擦力的作用下以及正交连接的相互作用下，缆索检测爬行机器人会在缆索上更加可靠的滚动攀爬。

第一弹性件41为弹簧，第二弹性件42为弹簧。在本实施例中，第一弹性件设置了两根弹簧，第二弹性件设置了两根弹簧。

所述的连接机构为连接在第一弹性件上的公扣51和连接在第二弹性件上的母扣52。该结构，连接机构能实现快速的连接和拆卸。

上述结构，如需要使用，如图6所示，将缆索检测爬行机器人抱住缆索，通过公扣和母扣连接，让缆索检测爬行机器人与缆索1000之间有抱紧力，当第一、第二和第三驱动机构工作时，蛇头关节1、蛇身关节2和蛇尾关节3会摆动，在缆索检测爬行机器人与缆索存在着摩擦力的作用下及相互正交的作用下，缆索检测爬行机器人会在缆索上滚动攀爬。在本实用新型的结构中，缆索检测爬行机器人仅仅由蛇头、蛇尾和蛇身关节组成，使得结构简单，成本低，另外，蛇身关节是单独的关节，可根据缆索的直径选择蛇身关节的数量，从而适用于不同直径的缆索，由于采用了第一、第二弹性件，因此，当缆索检测爬行机器人安装到缆索后，能给予一定的预紧力，使得缆索检测爬行机器人在缆索上既能爬行，又能提供一定的摩擦力。