一种水下墩柱作业用的环形机器人的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种机器人，尤其是一种水下墩柱作业用的环形机器人，属于机械领域。


背景技术：

[0002]
现有水下机器人有爬行式、轮式、履带式、吸附式等，这些机器人有些结构复杂，多数不适合应用于墩柱的测量、维修等工程作业，特别是墩柱的水下测量等。在高流速的河流，吸附式一类的机器人还有被水流冲刷而滑坠、掉落的危险，虽然可以加大吸附力或加吊绳解决掉落的问题，但必须牺牲机动性，同时，滑坠或掉落后需要对测量点的重新定位，不利于重复测量与合成测量的结果。此外，水下墩柱因附着物影响、水流冲刷、有害介质的腐蚀、碰撞等原因，表面存在大量剥落、腐蚀、冲刷造成的病变。机器人在墩柱垂直壁面运动，需要跨越这些缺陷，在重量、壁面摩擦力和动力三个方面，需要动力越大则，重量也越大，表面摩擦力较小或不一致时，极容易出现滑坠或无力爬升等问题。


技术实现要素：

[0003]
实用新型目的：提供一种水下墩柱作业用的环形机器人能够在一定范围内自适应墩柱形状的变化，可进行墩柱的测量与维修等作业，抗水流冲刷，无滑坠与掉落的危险。
[0004]
技术方案：本实用新型所述的水下墩柱作业用的环形机器人，包括上环形桁架、下环形桁架以及作业承台；
[0005]
在上环形桁架上固定安装有各个用于按压在墩柱侧壁上的上侧夹持推杆；在下环形桁架上固定安装有各个用于按压在墩柱侧壁上的下侧夹持推杆；在上环形桁架与下环形桁架之间竖向安装有各个升降驱动推杆；作业承台安装在上环形桁架和/或下环形桁架上，用于安装作业设备。
[0006]
进一步的，在上环形桁架和/或下环形桁架上安装有环形轨道；作业承台沿环形轨道滑移式安装在上环形桁架和/或下环形桁架上。
[0007]
进一步的，还包括一个滑移驱动机构，用于驱动作业承台沿环形轨道滑移。
[0008]
进一步的，滑移驱动机构包括减速电机、驱动齿轮以及驱动链条；驱动链条沿环形轨道设置；减速电机固定安装在作业承台上；驱动齿轮固定安装在减速电机的输出轴上，并与驱动链条相啮合。
[0009]
进一步的，在作业承台上安装有用于支撑作业承台平稳滑移的支撑滚轮。
[0010]
进一步的，在上环形桁架和/或下环形桁架上设置有用于支撑滚轮支撑行走的行走支撑板。
[0011]
进一步的，在作业承台的边缘螺纹旋合安装有至少两根张紧调节螺栓；在张紧调节螺栓上安装有一个第一l形卡扣，以及一根用于推动第一l形卡扣向作业承台边缘移动的张紧压簧；第一l形卡扣弯折卡扣端滑动式扣压在行走支撑板的边缘上。
[0012]
进一步的，沿环形轨道的侧边缘设置有卡扣翻边；在作业承台上设置有滑动式卡
扣在卡扣翻边上的第二l形卡扣。
[0013]
进一步的，在作业承台上通过支撑柱安装有设备安装板；在设备安装板上滑动式安装有一个用于安装作业设备的滑移底座，以及安装有一个用于推动滑移底座滑移的位置调节推杆。
[0014]
进一步的，上环形桁架和下环形桁架均由多个桁架单元拼装构成；各个桁架单元之间为可拆卸连接，或通过弹性连接件弹性连接。
[0015]
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
附图说明
[0016]
图1为本实用新型的局部安装结构示意图；
[0017]
图2为本实用新型的上环形桁架整体安装结构示意图；
[0018]
图3为本实用新型的弹性连接件安装结构示意图。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0020]
实施例1：
[0021]
如图1和2所示，本实用新型公开的水下墩柱作业用的环形机器人包括：上环形桁架1、下环形桁架2以及作业承台6；
[0022]
在上环形桁架1上固定安装有各个用于按压在墩柱9侧壁上的上侧夹持推杆3；在下环形桁架2上固定安装有各个用于按压在墩柱9侧壁上的下侧夹持推杆4；在上环形桁架1与下环形桁架 2之间竖向安装有各个升降驱动推杆5；作业承台6安装在上环形桁架1和/或下环形桁架2上，用于安装作业设备8。上侧夹持推杆3、下侧夹持推杆4以及升降驱动推杆5可采用现有的液压缸或电推杆，为了满足不同直径墩柱9的适用，上环形桁架1和下环形桁架2的直径，以及上侧夹持推杆3、下侧夹持推杆4和升降驱动推杆5的行程均可对应设置。
[0023]
利用各个升降驱动推杆5安装在上环形桁架1和下环形桁架2之间，能够在上侧夹持推杆3释放夹持后驱动上环形桁架1上下移动，在下侧夹持推杆4释放夹持后驱动下环形桁架2上下移动，从而实现整体在墩柱9上的上下攀爬移动；利用作业承台6来安装作业设备8，从而对墩柱9相应位置处进行作业处理。
[0024]
进一步的，在上环形桁架1和/或下环形桁架2上安装有环形轨道7；作业承台6沿环形轨道7 滑移式安装在上环形桁架1和/或下环形桁架2上。通过环形轨道7来滑移安装作业承台6，从而便于作业设备8围绕墩柱9作环形运动，实现对墩柱9外壁四周进行全面测量或其他作业。
[0025]
进一步的，还包括一个滑移驱动机构，用于驱动作业承台6沿环形轨道7滑移。通过滑移驱动机构能够便于驱动作业承台6沿环形轨道7滑移，实现作业设备8的作业位置调节。
[0026]
进一步的，滑移驱动机构包括减速电机19、驱动齿轮以及驱动链条21；驱动链条21沿环形轨道7设置；减速电机19固定安装在作业承台6上；驱动齿轮固定安装在减速电机19的输出轴上，并与驱动链条21相啮合。利用驱动齿轮与驱动链条21的啮合，能够实现滑移的驱动，且能够进行精确定位，确保作业精度。
[0027]
进一步的，在作业承台6上安装有用于支撑作业承台6平稳滑移的支撑滚轮14。利用支撑滚轮14能够便于对作业承台6进行平稳滑移支撑。
[0028]
进一步的，在上环形桁架1和/或下环形桁架2上设置有用于支撑滚轮14支撑行走的行走支撑板15。通过行走支撑板15能够便于支撑滚轮14支撑行走，确保作业承台6的稳定性。
[0029]
进一步的，在作业承台6的边缘螺纹旋合安装有至少两根张紧调节螺栓20；在张紧调节螺栓20上安装有一个第一l形卡扣10，以及一根用于推动第一l形卡扣10向作业承台6边缘移动的张紧压簧16；第一l形卡扣10弯折卡扣端滑动式扣压在行走支撑板15的边缘上。利用张紧调节螺栓20、第一l形卡扣10以及张紧压簧16构成弹性卡扣结构，能够确保作业承台6与行走支撑板15之间的平行式滑移安装，实现作业承台6在行走支撑板15上的稳定行走。
[0030]
进一步的，沿环形轨道7的侧边缘设置有卡扣翻边；在作业承台6上设置有滑动式卡扣在卡扣翻边上的第二l形卡扣23。利用卡扣翻边与第二l形卡扣23的滑移安装，能够进一步增强作业承台6的稳定性，且能够使得作业承台6实现悬吊式安装。
[0031]
进一步的，在作业承台6上通过支撑柱22安装有设备安装板17；在设备安装板17上滑动式安装有一个用于安装作业设备8的滑移底座，以及安装有一个用于推动滑移底座滑移的位置调节推杆18。利用滑移底座和位置调节推杆18的配合，能够对作业设备8与墩柱9外壁的距离进行调节，满足作业要求；位置调节推杆18采用现有的液压缸或电推杆。
[0032]
如图3所示，进一步的，上环形桁架1和下环形桁架2均由四个桁架单元24拼装构成；各个桁架单元24之间为可拆卸连接或通过弹性连接件25弹性连接，弹性连接件25可以是弹簧钢片，中间设置有圆弧形的弯折，便于实现一定量的弹性伸缩，从而在墩柱9表面不平整的情况下下实现一定量的弹性调节。
[0033]
进一步的，在上侧夹持推杆3和下侧夹持推杆4的夹持按压端部均设置有用于弹性按压在墩柱9侧壁上的弹性按压端头12，例如采用弹性橡胶垫。通过弹性按压端头12的设置能够避免刚性碰撞，防止损伤墩柱9的外壁。
[0034]
进一步的，为了以较小的动力获得较大的机动性，在上环形桁架1和下环形桁架2上设置有浮力支撑块，用于提供水下浮力与环形机器人的重量相匹配，以确保机器人在水下整体重量与浮力相抵消。
[0035]
本实用新型公开的水下墩柱作业用的环形机器人在工作时：
[0036]
爬升动作为：由各个下侧夹持推杆4端部伸出夹持住墩柱9后，各个上侧夹持推杆3则持缩回状态，升降驱动推杆5则伸出到设定的高度；然后各个上侧夹持推杆3端部伸出夹持住墩柱9 后，各个下侧夹持推杆4则持缩回状态，升降驱动推杆5则缩回一个上升高度；
[0037]
下降动作为：由各个上侧夹持推杆3端部伸出夹持住墩柱9后，各个下侧夹持推杆4则持缩回状态，升降驱动推杆5则缩回到设定的高度；然后各个下侧夹持推杆4端部伸出夹持住墩柱9 后，各个上侧夹持推杆3则持缩回状态，升降驱动推杆5则伸出一个下降高度。
[0038]
本实用新型公开的水下墩柱作业用的环形机器人解决了在墩柱9上测量时水流冲击所造成的机器人滑坠、脱落等问题；各个上侧夹持推杆3和下侧夹持推杆4的夹持设计可获得足够的支撑力的情况下，同时保证机器人自适应墩柱9表面不平整与不一致；环形轨道7可在一个作业承台6上获得整个墩柱9的作业机动能力，可使墩柱9的测量等作业更方便可
靠，浮力支撑块的设计可以以较小动力获得极大的机动性，从而大大提高了桥墩测量效率，减小了测量的危险性。
[0039]
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。