一種張緊輪式鋼絲繩爬行器的製造方法

2023-06-12 09:57:46

一種張緊輪式鋼絲繩爬行器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，可對鋼絲繩及鋼絲繩電纜上進行外觀檢查，它由機架、運動部件、驅動系統、控制系統、無線通訊模塊、高清攝像頭、鋰電池組和位移傳感器組成。通過在爬行器上安裝攝像頭，利用爬行器沿鋼絲繩上下循環移動的功能，通過滾輪沿鋼絲繩軸向滾動，實現沿鋼絲繩上下自動爬行，並通過裝載的電機、控制電路、攝像頭、位移傳感器、無線信號發射器在上下移動的過程中進行鋼絲繩外觀圖像的採集、實時傳輸和存儲。所述驅動系統包括驅動電機、第一皮帶、第二皮帶、減速器、滾輪、彈簧、壓緊螺栓、滾輪軸及軸承、張緊輪、支撐軸及軸承。本發明安全、操作靈活、降低了檢測人員的工作強度和減少漏檢。
【專利說明】一種張緊輪式鋼絲繩爬行器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，特別是設計一種在鋼絲繩及鋼絲繩電纜上進行外觀檢查的裝置。
【背景技術】
[0002]在現實生活中，鋼絲繩的現狀對正常生產、生活起到了重大的影響，通過張緊輪式鋼絲繩爬行器可以對鋼絲繩的腐蝕、斷絲的情況進行近距離觀察，降低漏檢的可能性，有效排除由於鋼絲繩質量問題造成的事故。
[0003]以往的鋼絲繩檢查方式，由檢測人員在橋梁塔頂安裝滑輪，由拉鎖將檢測裝置由上至下滑動，以得到鋼絲繩使用情況的數據資料，或者相關人員用望遠鏡對鋼絲繩的外表面進行目視檢查，以了解鋼絲繩的外觀狀況，從而判斷鋼絲繩是否還能繼續使用。
[0004]但是，將檢測裝置由塔頂下放的方式增加了檢測人員攜帶裝置爬行的危險性，並且控制爬行器向下運動的拉繩也增加了檢測過程潛在的威脅。而人工目視的方式，可能造成漏檢，並且長時間的使用望遠鏡也增加了檢測人員的工作強度。為此，設計一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，可以降低工人勞動強度和人工檢查風險，高效完成對鋼絲繩的外觀檢查十分必要。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，用於對鋼絲繩及鋼絲繩電纜進行外觀檢查的裝置，實現對鋼絲繩外觀的全面檢查，並且可以拍攝鋼絲繩周圍一定距離的其它設備的外觀照片，達到同時對其它設備的外觀檢查的目的。從而降低鋼絲繩檢查的安全風險和工人的勞動強度。
[0006]本發明採用的技術方案為:
[0007]本發明一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，由機架、運動部件、驅動系統、控制系統、無線通訊模塊、高清攝像頭、鋰電池組和位移傳感器組成。通過在爬行器上安裝攝像頭，利用爬行器沿鋼絲繩上下循環移動的功能，通過滾輪沿鋼絲繩軸向滾動，實現沿鋼絲繩上下自動爬行，並通過裝載的電機、控制電路、攝像頭、位移傳感器、無線通訊模塊在上下移動的過程中進行鋼絲繩外觀圖像的採集、實時傳輸和存儲。
[0008]驅動系統安裝在機架上，所述驅動系統包括驅動電機、第一皮帶、第二皮帶、減速器、滾輪、彈簧、壓緊螺栓、滾輪軸及軸承、張緊輪、支撐軸及軸承。驅動電機、第一皮帶與減速器連接為一體，安裝在機架上一側；第一皮帶用於驅動電機與減速器之間傳遞扭矩，減速器輸出端通過第二皮帶與滾輪的軸連接，帶動滾輪沿鋼絲繩軸向滾動。滾輪通過鍵固定在滾輪軸上，軸兩端安裝有軸承。壓緊螺栓軸線方向安裝有彈簧，張緊輪軸承由螺栓壓緊，張緊輪通過鍵與支撐軸連接；滾輪和張緊輪表面材料是硬質橡膠，滾輪凹槽、張緊輪凹槽與鋼絲繩靠螺栓壓緊力緊密接觸。滾輪、張緊輪運動所需的摩擦力靠螺栓壓緊彈簧來提供。運動過程中滾輪前進所需的摩擦力隨壓緊螺栓擰緊的程度變化，螺栓的周圍應有刻度線，以針對不同直徑的鋼絲繩調整螺栓至相應的刻度線，保證滾輪有足夠的壓緊力。
[0009]所述控制系統主要由驅動電機控制電路、攝像頭旋轉電機控制電路、俯仰電機控制電路、無線通訊模塊和運動控制模塊組成。通過控制驅動電機的正反轉來實現爬行器的上升或下降，驅動電機的啟動、停止由地面程序控制，可以實現自動爬行或手動控制。旋轉電機調節攝像頭水平旋轉角度，俯仰電機調節攝像頭俯仰角度，通過兩者的配合可以調節攝像頭，拍攝到各個角度的圖片。爬行器的運動由運動控制模塊控制，在滾輪旁邊安裝有電磁剎車器，可以在任意位置停止，也可根據使用情況提前設置爬行器運動的參數。
[0010]所述無線通訊模塊主要進行無線信號的傳輸，無線通訊模塊包括攝像頭信號、位移傳感器信號、鋰電池剩餘電量的信號。通過無線通訊模塊，接收地面電腦發出的驅動電機、旋轉電機、俯仰電機工作的指令，傳輸攝像頭的視頻信號和位移傳感器的電信號，再將攝像頭採集到的圖像數據和信號保存到內部數據存儲器中，根據需要隨時傳遞到地面電腦中，對數據進行分析和診斷。
[0011]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0012]1、本發明的張緊輪式鋼絲繩爬行器是一種安全、操作靈活、高效率的鋼絲繩外觀檢測裝置；2、降低作業人員攜帶檢測設備爬井架及橋梁塔頂的風險；3、代替人工用望遠鏡目視的方法，降低了檢測人員的工作強度和提高漏檢；4、圖像資料可以傳回地面電腦並保存，為排除潛在威脅提供了重要的圖像數據資料，便於安全風險分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種張緊輪式鋼絲繩爬行器的主視剖面結構示意圖；
[0014]圖2為本發明的俯視半剖結構示意圖；
[0015]圖3為本發明的側視結構示意圖。
[0016]圖1中，1.減速器；2.第二皮帶；3.滾輪；4.鍵；5.電磁剎車器；6.滾輪軸；7.軸承；8.鋰電池組；9.軸承；10.張緊輪；11.壓板；12.鍵；13.支撐軸；14.壓緊螺栓；15.彈簧；16.橡膠套；17.鍵；18.輸出軸；19.鍵；20.驅動電機；21.第一皮帶；22.機架；23.齒輪軸；24.高清攝像頭；25.俯仰電機；26.旋轉電機；27.位移傳感器；28.運動控制模塊；29.無線通訊模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的技術方案作具體描述:
[0018]本發明提供的張緊輪式鋼絲繩爬行器是用於對鋼絲繩及鋼絲繩電纜進行外觀檢查的裝置。本發明一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，由機架22、運動部件、驅動系統、控制系統、無線通訊模塊29、高清攝像頭24、鋰電池組8和位移傳感器27組成。各部件系統均由螺栓固定在機架22上。利用爬行器沿鋼絲繩上下循環移動的功能，滾輪3沿鋼絲繩軸向滾動，實現沿鋼絲繩上下自動爬行，並通過裝載的驅動電機20、控制電路、高清攝像頭24、位移傳感器27、無線通訊模塊29在上下移動的過程中進行鋼絲繩外觀圖像的採集、實時傳輸和存儲。
[0019]驅動系統安裝在機架22上，所述驅動系統包括驅動電機20、第一皮帶21、第二皮帶2、減速器1、滾輪3、彈簧15、壓緊螺栓14、滾輪軸6及軸承7、張緊輪10、支撐軸13及軸承9。驅動電機20、第一皮帶21與減速器I連接為一體，安裝在機架22上一側；第一皮帶21用於驅動電機20與減速器I之間傳遞扭矩，減速器I輸出端通過第二皮帶2與滾輪3的滾輪軸6連接，帶動滾輪3沿鋼絲繩軸向滾動；滾輪3通過鍵4固定在滾輪軸6上，滾輪軸6兩端安裝有軸承7 ;壓緊螺栓14軸線方向安裝有彈簧15，張緊輪軸承9由螺栓14壓緊，張緊輪10通過鍵12與支撐軸13連接；滾輪3和張緊輪10表面材料是硬質橡膠套16，滾輪3凹槽、張緊輪10凹槽與鋼絲繩靠螺栓14壓緊力緊密接觸。滾輪3、張緊輪10運動所需的摩擦力靠螺栓14壓緊彈簧15來提供。運動過程中滾輪3前進所需的摩擦力隨壓緊螺栓14擰緊的程度變化，螺栓14的周圍有刻度線，以針對不同直徑的鋼絲繩調整螺栓14至相應的刻度線，保證滾輪3有足夠的壓緊力。
[0020]控制系統包括驅動電機20控制電路、攝像頭24的旋轉電機26控制電路、俯仰電機25控制電路、無線通訊模塊29和運動控制模塊28。通過控制驅動電機20的正反轉來實現爬行器的上升或下降，驅動電機20的啟動、停止由地面程序控制，可以實現自動爬行或手動控制。旋轉電機26調節攝像頭24水平旋轉角度，俯仰電機25調節攝像頭24俯仰角度，通過兩者的配合可以調節攝像頭24，拍攝到各個角度的鋼絲繩圖片。鋼絲繩爬行器的運動由運動控制模塊28控制，在滾輪3旁邊安裝有電磁剎車器5，可以在任意位置停止，也可根據使用情況提前設置爬行器運動的參數。
[0021]無線通訊模塊29主要進行無線信號的傳輸，所述無線通訊模塊29包括攝像頭24信號、位移傳感器27信號、鋰電池組8剩餘電量的信號。通過無線通訊模塊29，接收地面電腦發出的驅動電機20、旋轉電機26、俯仰電機25工作的指令，傳輸攝像頭24的視頻信號和位移傳感器27的電信號，再將攝像頭24採集到的圖像數據和信號保存到內部數據存儲器中，根據需要隨時傳遞到地面電腦中，對數據進行分析和診斷。
【權利要求】
1.一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，由機架(22)、運動部件、驅動系統、控制系統、無線通訊模塊(29)、高清攝像頭(24)、鋰電池組(8)和位移傳感器(27)組成，各部件系統均由螺栓固定在機架(22)上，其特徵在於:利用爬行器沿鋼絲繩上下循環移動的功能，滾輪(3)沿鋼絲繩軸向滾動，實現沿鋼絲繩上下自動爬行，並通過裝載的驅動電機(20)、控制電路、高清攝像頭(24)、位移傳感器(27)、無線通訊模塊(29)在上下移動的過程中進行鋼絲繩外觀圖像的採集、實時傳輸和存儲；所述驅動系統包括驅動電機(20)、第一皮帶(21)、第二皮帶(2)、減速器⑴、滾輪(3)、彈簧(15)、壓緊螺栓(14)、滾輪軸(6)及軸承(7)、張緊輪(10)、支撐軸(13)及軸承(9)，驅動電機(20)、第一皮帶(21)與減速器(I)連接為一體，安裝在機架(22)上一側；第一皮帶(21)用於驅動電機(20)與減速器(I)之間傳遞扭矩，減速器(I)輸出端通過第二皮帶(2)與滾輪(3)的滾輪軸(6)連接，帶動滾輪(3)沿鋼絲繩軸向滾動；滾輪(3)通過鍵(4)固定在滾輪軸(6)上，滾輪軸(6)兩端安裝有軸承(7);壓緊螺栓(14)軸線方向安裝有彈簧(15)，張緊輪軸承(9)由螺栓(14)壓緊，張緊輪(10)通過鍵(12)與支撐軸(13)連接；滾輪⑶和張緊輪(10)表面材料是硬質橡膠套(16)，滾輪(3)凹槽、張緊輪(10)凹槽與鋼絲繩靠螺栓(14)壓緊力緊密接觸；滾輪(3)、張緊輪(10)運動所需的摩擦力靠螺栓(14)壓緊彈簧(15)來提供；所述控制系統包括驅動電機(20)控制電路、攝像頭(24)的旋轉電機(26)控制電路、俯仰電機(25)控制電路、無線通訊模塊(29)和運動控制模塊(28);通過控制驅動電機(20)的正反轉來實現爬行器的上升或下降，驅動電機(20)的啟動、停止由地面程序控制，可以實現自動爬行或手動控制；所述無線通訊模塊(29)包括攝像頭(24)信號、位移傳感器(27)信號、鋰電池組(8)剩餘電量的信號；通過無線通訊模塊(29)，接收地面電腦發出的驅動電機(20)、旋轉電機(26)、俯仰電機(25)工作的指令，傳輸攝像頭(24)的視頻信號和位移傳感器(27)的電信號，再將攝像頭(24)採集到的圖像數據和信號保存到內部數據存儲器中，根據需要隨時傳遞到地面電腦中，對數據進行分析和診斷。
2.根據權利要求1所述的一種張緊輪式鋼絲繩爬行器，其特徵在於:運動過程中滾輪(3)前進所需的摩擦力隨壓緊螺栓(14)擰緊的程度變化，螺栓(14)的周圍有刻度線，以針對不同直徑的鋼絲繩調整螺栓(14)至相應的刻度線，保證滾輪(3)有足夠的壓緊力。
【文檔編號】G01N21/88GK103954558SQ201410217257
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】鍾功祥, 張洋, 呂志忠, 彭彩珍, 彭福國 申請人:西南石油大學