一种基于可调弹性多连杆悬架的爬索机器人

本发明属于机器人，具体涉及一种基于可调弹性多连杆悬架的爬索机器人。

背景技术：

1、随着现在科技的不断发展，缆索作为悬索桥和斜拉桥的关键部件，长期暴露在自然环境中，受到风吹、日晒、雨淋、冰冻等自然因素的影响，导致表面的pe护套出现各种损坏，严重威胁桥梁的安全性。因此，定期检查和维护缆索是必要的。

2、目前，国内外的大学和科研机构开发了多种成熟的缆索检测机器人，逐渐替代了人工检测。这不仅提高了检测效率，降低了风险，还避免了对缆索的二次损伤。

3、目前的缆索检测机器人主要分为轮式、磁吸附式、履带式和夹持式等。轮式机器人大多是刚性结构，能够在缆索上快速移动，但与缆索的是点和线的接触，无法承载较大的压力；履带式机器人与缆索有大面积接触，具有较高的爬升稳定性，但自身重量较大，爬升速度受限；夹持式机器人以其独特的移动方式具有出色的越障能力，但移动速度较慢；磁吸附式机器人只能使用于磁性材料的缆索，不具备普遍适应性。其中，履带式和磁吸附式机器人由于自身结构问题，难以实现越障功能，且自身质量较大，不易于装卸。以上刚性结构的爬升机器人，通过姿态或结构的调整完整越障的功能，本发明通过弹性多连杆悬架的设计，完成越障。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于可调弹性多连杆悬架的爬索机器人，该机器人结构简单、拆装方便、越障能力强，能够运用于不同直径大小的缆索外表检查的爬索机器人。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于可调弹性多连杆悬架的爬索机器人，包括：

4、两组主动轮式爬升子机构，两组所述主动轮式爬升子机构上下对称设置；

5、两组从动轮式爬升子机构，两组所述从动轮式爬升子机构上下对称设置；

6、两个提升机构，一个所述提升机构设置在两组主动轮式爬升子机构之间，且上下端与两组主动轮式爬升子机构连接，另一个所述提升机构设置在两组从动轮式爬升子机构之间，且上下端与从动轮式爬升子机构连接；

7、一个框架机构，两组所述主动轮式爬升子机构以及与之相连的提升机构设置在框架机构内的一侧，两组所述从动轮式爬升子机构以及与之相连的提升机构设置在框架机构内的另一侧；

8、至少两个防偏机构，所述防偏机构对称设置在框架机构的两侧，且所述防偏机构位于主动轮式爬升子机构和从动轮式爬升子机构之间的对称线上。

9、进一步地，所述框架机构包括两个对称设置的主动子系统安装板和从动子系统安装板，所述主动子系统安装板和从动子系统安装板两侧固定连接有至少一个框架机臂，所述主动子系统安装板和从动子系统安装板同一侧的两个框架机臂之间可拆卸连接。

10、进一步地，所述框架机臂上开设有若干个等间距分布的用于螺栓穿过的第一调节孔。

11、进一步地，所述主动轮式爬升子机构包括与主动子系统安装板上下端固定连接的固定板，所述固定板上远离主动子系统安装板的一侧面的两侧固定连接有连接板，所述连接板上远离固定板的一侧面的上下端分别转动连接有长连杆和短连杆，所述短连杆另一端转动连接有弹簧连杆，所述弹簧连杆另一端与长连杆中部转动连接，同一主动轮式爬升子机构上的两个弹簧连杆之间安装有弹簧长轴，所述弹簧长轴中部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端固定连接有弹簧短轴，所述弹簧短轴固定连接在固定板上；

12、两个所述长连杆另一端之间转动连接有轮轴，所述轮轴上固定连接有轮毂，所述轮毂外围表面套有丁晴橡胶轮套，其中一个所述长连杆外侧面固定连接有内侧齿轮箱盖，以及与内侧齿轮箱盖固定连接的外侧齿轮箱盖，所述内侧齿轮箱盖与外侧齿轮箱盖之间通过套筒固定连接，所述内侧齿轮箱盖固定连接有电机，所述电机的输出端延伸至齿轮箱盖内且固定连接有小同步带轮，所述轮轴端部延伸至齿轮箱内且固定连接有大同步带轮，所述小同步带轮与大同步带轮之间通过同步带啮合连接。

13、进一步地，所述从动轮式爬升子机构包括与从动子系统安装板上下端固定连接的固定板，所述固定板上远离从动子系统安装板的一侧面的两侧固定连接有连接板，所述连接板上远离固定板的一侧面的上下端分别转动连接有长连杆和短连杆，所述短连杆另一端转动连接有弹簧连杆，所述弹簧连杆另一端与长连杆中部转动连接，同一从动轮式爬升子机构上的两个弹簧连杆之间安装有弹簧长轴，所述弹簧长轴中部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端固定连接有弹簧短轴，所述弹簧短轴固定连接在固定板上；

14、两个所述长连杆另一端之间转动连接有轮轴，所述轮轴上固定连接有轮毂，所述轮毂外围表面套有丁晴橡胶轮套。

15、进一步地，所述长连杆与连接板之间通过第一连接轴连接，所述短连杆与连接板之间通过第二连接轴连接，所述短连杆与弹簧连杆之间通过第三连接轴连接，长连杆与弹簧连杆之间通过第四连接轴连接。

16、进一步地，所述丁晴橡胶轮套的外表面设置为内凹的沟槽。

17、进一步地，所述提升机构包括中部与主动子系统安装板和从动子系统安装板转动连接的双向丝杠，所述双向丝杠上下端不同旋向上分别螺纹连接有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块上固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧另一端与上端的第三连接轴固定连接，所述第二滑块上固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧另一端与下端的第三连接轴固定连接。

18、进一步地，所述主动子系统安装板和从动子系统安装板上设置有滑槽，所述第一滑块和第二滑块位于滑槽内滑动。

19、进一步地，所述防偏机构包括与框架机臂可拆卸连接的防偏饵片和防偏支架，所述防偏支架上开设有若干个等间距分布的第二调节孔，所述防偏支架内侧端固定连接有防偏轮支架，所述防偏轮支架上转动连接有防偏轮。

20、关于上述技术方案中涉及到的名词、连接词或者形容词部分解释如下：

21、固定连接是指将零件或部件固定后，没有任何相对运动的连接。其中分为可拆式连接和不可拆式两种。

22、(1)可拆连接是利用螺杆、花键、楔销等将零部件固定在一起。这种连接方式在维修时可以拆卸，且不会损坏零件。但使用的连接件规格必须正确(如螺栓、键、楔销的长度)，并紧固适当。

23、(2)不可拆连接主要指焊接、铆接和过榫配合等。由于维修或更换时需锻、锯或氧割才能拆卸，所以零配件一般不能二次使用。同时在连接时，应注意工艺质量、技术检测及补救措施(如校正、磨光等)。

24、螺纹连接是指用螺纹件(或被连接件的螺纹部分)将被连接件连成一体的可拆卸连接。

25、滑动连接是指两个物体接触，但不固定，二者可相对滑动。

26、转动连接是指零件之间的连接可使零件相互转动。

27、本发明的有益效果：

28、本发明中，机器人的提升机构由双向丝杠、带内螺纹的滑块和弹簧机构组成，通过旋转双向丝杠，能够使得机器人的车轮压紧或离开缆索表面；机器人爬升机构由多连杆和弹簧结构组成，结构精简轻巧，使得机器人本体重量较低，占用空间更小。并且能够灵活适应不同的力和运动要求，具有一定的变形能力，从而获得更稳定的爬升性能。

29、在爬升过程中，当车轮遇到障碍物时，在外力的作用下，弹簧被进一步被拉伸，车轮将被抬起一定的高度，实现越障。