一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器

摘要

本发明提供一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，包括外壳、卷线机构、锁止机构和导电滑环；卷线机构包括卷簧、卷线盘和加强电缆，卷簧固定设置，卷线盘可转动设置且连接卷簧，加强电缆卷绕于卷线盘上；锁止机构包括锁止卡爪和锁止槽，锁止卡爪一端与卷线盘可转动连接、另一端通过拉簧固定，使锁止卡爪可随卷线盘转动，且在卷线盘加速转动时锁止卡爪被甩出进而可被锁止槽卡住；导电滑环可转动安装于卷线盘上，且一端连接加强电缆，另一端穿出外壳。本发明的有益效果：在爬壁机器人坠落时锁止机构迅速锁死，防止意外坠落；持续对爬壁机器人进行电能供应，延长了爬壁机器人的持续工作时间，扩展了爬壁机器人的工作环境。

权利要求

1.一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：包括外壳、以及设置于所述外壳内的卷线机构、锁止机构和导电滑环；

所述卷线机构包括卷簧、卷线盘和加强电缆，所述卷簧固定设置，所述卷线盘可转动设置且连接所述卷簧，所述加强电缆卷绕于所述卷线盘上，且一端穿出所述外壳以连接爬壁机器人；

所述锁止机构包括锁止卡爪和锁止槽，所述锁止卡爪一端与所述卷线盘可转动连接、另一端通过拉簧固定，使所述锁止卡爪可随所述卷线盘转动，且在所述卷线盘加速转动时所述锁止卡爪被甩出进而可被所述锁止槽卡住，所述锁止卡爪靠近所述拉簧的一端设有弧形的约束槽，所述卷线盘上设有穿过所述约束槽的定位柱；

所述锁止卡爪的数量设置为多个，各所述锁止卡爪环绕所述卷线盘轴线分布，所述锁止槽设有多个卡槽，所述卡槽与所述锁止卡爪一一对应，每一所述卡槽位于其对应的所述锁止卡爪的运动路径的外侧，所述锁止卡爪为扇形块，各所述锁止卡爪的外壁位于同一圆周上，各所述锁止卡爪位于一圆周上，所述卡槽为该圆周上向外延伸的一缺口形成，所述卡槽包括弧形的导向面、以及与所述导向面连接向内延伸的止动面；

所述导电滑环可转动安装于所述卷线盘上，且一端连接所述加强电缆，另一端穿出所述外壳。

2.如权利要求1所述的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：所述卷线机构还包括第一轴承，所述第一轴承安装于所述外壳一端，所述卷线盘的一侧与所述第一轴承连接。

3.如权利要求2所述的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：所述卷簧的外侧安装于所述外壳内壁，所述卷线盘的盘轴穿过所述卷簧中部被卡紧且连接所述第一轴承。

4.如权利要求1所述的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：还包括安全绳，其一端连接所述外壳上部。

5.如权利要求1所述的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：还包括下挂钩，所述下挂钩安装于所述加强电缆穿出所述外壳的一端。

6.如权利要求1所述的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，其特征在于：所述加强电缆包括加强钢绳、以及环绕所述加强钢绳周围的多根电源线。

说明书

一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器

技术领域

[0001] 本发明涉及高空作业防坠器技术领域，尤其涉及一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器。

背景技术

[0002] 爬壁机器人具有运动灵活性高、环境适应性强、可协同运作等优势，在竖直空间内可应用于工件加工、环境重构、环境勘探等领域，具有广阔的应用前景。传统防坠器只能提供防坠功能，主要适用于货物吊装，保护地面操作人员的生命安全和防止被吊工件物体的损坏。然而爬壁机器人在壁面作业环境，与货物吊装等作业方式和环境有很大区别，传统防坠器无法为爬壁机器人供应能量，导致爬壁机器人必须从单独连接电源线或者负载大质量电池，这极大地制约了爬壁机器人的运动能力，较多线缆也十分混乱。

发明内容

[0003] 有鉴于此，针对爬壁机器人的防坠和供电问题，本发明的实施例提供了一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器。

[0004] 本发明的实施例提供一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，包括外壳、以及设置于所述外壳内的卷线机构、锁止机构和导电滑环；

[0005] 所述卷线机构包括卷簧、卷线盘和加强电缆，所述卷簧固定设置，所述卷线盘可转动设置且连接所述卷簧，所述加强电缆卷绕于所述卷线盘上，且一端穿出所述外壳以连接爬壁机器人；

[0006] 所述锁止机构包括锁止卡爪和锁止槽，所述锁止卡爪一端与所述卷线盘可转动连接、另一端通过拉簧固定，使所述锁止卡爪可随所述卷线盘转动，且在所述卷线盘加速转动时所述锁止卡爪被甩出进而可被所述锁止槽卡住；

[0007] 所述导电滑环可转动安装于所述卷线盘上，且一端连接所述加强电缆，另一端穿出所述外壳。

[0008] 进一步地，所述锁止卡爪的数量设置为多个，各所述锁止卡爪环绕所述卷线盘轴线分布，所述锁止槽设有多个卡槽，所述卡槽与所述锁止卡爪一一对应，每一所述卡槽位于其对应的所述锁止卡爪的运动路径的外侧。

[0009] 进一步地，所述锁止卡爪为扇形块，各所述锁止卡爪的外壁位于同一圆周上。

[0010] 进一步地，各所述锁止卡爪位于一圆周上，所述卡槽为该圆周上向外延伸的一缺口形成。

[0011] 进一步地，所述卡槽包括弧形的导向面、以及与所述导向面连接向内延伸的止动面。

[0012] 进一步地，所述卷线机构还包括第一轴承，所述第一轴承安装于所述外壳一端，所述卷线盘的一侧与所述第一轴承连接。

[0013] 进一步地，所述卷簧的外侧安装于所述外壳内壁，所述卷线盘的盘轴穿过所述卷簧中部被卡紧且连接所述第一轴承。

[0014] 进一步地，还包括安全绳，其一端连接所述外壳上部。

[0015] 进一步地，还包括下挂钩，所述下挂钩安装于所述加强电缆穿出所述外壳的一端。

[0016] 进一步地，所述加强电缆包括加强钢绳、以及环绕所述加强钢绳周围的多根电源线。

[0017] 本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，利用卷线机构使爬壁机器人在运动过程中加强电缆实时收紧，保证加强电缆整齐，有效提升了爬壁机器人的运动能力；并且在爬壁机器人坠落时利用锁止机构受加强电缆的牵引作用迅速锁死，防止爬壁机器人意外坠落；同时可以在爬壁机器人运动过程中持续对爬壁机器人进行电能供应，延长了爬壁机器人的持续工作时间，避免再使用线缆对爬壁机器人供电，扩展了爬壁机器人的工作环境。

附图说明

[0018] 图1是本发明一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器的爆炸图；

[0019] 图2是本发明一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器的立体图；

[0020] 图3是图1中卷线盘5的立体图一；

[0021] 图4是图1中卷线盘5的立体图二；

[0022] 图5是图4中锁止卡爪6的连接示意图；

[0023] 图6是图1中加强电缆4的示意图。

[0024] 图中：1‑外壳、2‑第一轴承、3‑卷簧、4‑加强电缆、5‑卷线盘、6‑锁止卡爪、7‑拉簧、8‑导电滑环、9‑锁止槽、10‑安全绳、11‑上挂钩、12‑下挂钩、13‑卡槽、14‑导向面、15‑止动面、16‑电源线、17‑加强钢绳、18‑第二轴承、19‑约束槽、20‑定位柱、21‑铰接轴。

具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

[0026] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0027] 请参考图1和2，本发明的实施例提供了一种具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器，包括外壳1、以及设置于所述外壳1内的卷线机构、锁止机构和导电滑环8。

[0028] 如图1所示，所述外壳1为一端封闭设置、另一端开口设置的圆筒。所述外壳1上部连接有安全绳10，所述安全绳10的上端设有上挂钩11，通过所述上挂钩11可以悬挂在高处固定不动的防护绳索或栏杆上。

[0029] 继续如图1和3所示，所述卷线机构包括卷簧3、卷线盘5和加强电缆4。所述卷簧3、所述卷线盘5、所述外壳1三者同轴设置，且所述卷簧3外侧一端与所述外壳1的内壁固定连接。所述卷线盘5通过第一轴承2可转动安装，具体的，所述第一轴承2为深沟球轴承，其安装于所述外壳1封闭一端的端面上，所述卷线盘5靠近所述外壳1封闭一端具有盘轴，所述卷线盘5的盘轴穿过所述卷簧3中部被卡紧，且与所述轴承2插接。

[0030] 所述加强电缆卷4绕于所述卷线盘5上，所述外壳1的底边设有穿孔，所述加强电缆卷4的一端由所述穿孔穿出所述外壳以连接爬壁机器人。如图6所示，所述加强电缆4包括加强钢绳16、以及环绕所述加强钢绳16周围的多根电源线17，通过加强钢绳17来提高所述加强电缆4的抗拉强度。并且所述加强电缆4下端设有下挂钩12，所述下挂钩12安装于所述加强电缆4穿出所述外壳的一端，所述下挂钩12用于悬挂所述爬壁机器人。

[0031] 所述锁止机构包括锁止卡爪6和锁止槽9。所述锁止槽9与所述外壳1开口一端盖合并固定连接。所述锁止卡爪6被安装于所述卷线盘5靠近所述锁止槽9的一侧的侧面上。所述锁止卡爪6一端与所述卷线盘5可转动连接，另一端通过拉簧7固定。如本实施例中所述锁止卡爪6与所述卷线盘5通过铰接轴21铰接连接，使所述锁止卡爪6可绕该铰接轴21转动。所述锁止卡爪6的另一端连接所述拉簧7的一端，所述拉簧7的另一端朝向所述卷线盘5圆心延伸且与所述卷线盘5侧面固定，这样在所述拉簧7的约束作用下，所述锁止卡爪6保持一预定位置。

[0032] 另外，如图5所示，本实施例中，所述锁止卡爪6靠近所述拉簧7的一端设有弧形的约束槽19，所述卷线盘5上设有穿过所述约束槽19的定位柱20，所述定位柱固定于所述卷线盘5上。所述锁止卡爪6在绕所述铰接轴21转动时，所述约束槽19绕所述定位柱20运动，在所述锁止卡爪6受的离心力大于所述拉簧7的拉力时，所述锁止卡爪6可以沿着预定的轨迹向外偏移。

[0033] 由此，在所述爬壁机器人运动过程中，所述加强电缆4牵引所述卷线盘5转动，会带动所述锁止卡爪6一起转动。在爬壁机器人正常工作时所述卷线盘5匀速转动，受所述拉簧7的作用，所述锁止卡爪6仍然保持在预定位置，所述卷线盘5转动不受影响，不会影响所述爬壁机器人的运动；而在爬壁机器人坠落时所述卷线盘5加速转动，所述锁止卡爪6所受离心力大于所述拉簧7的拉力时，所述锁止卡爪6离开预定位置向外偏移，使所述锁止卡爪6被甩出进而可被所述锁止槽9卡住。

[0034] 如图4所示，优选的，所述锁止卡爪6的数量设置为多个，各所述锁止卡爪6环绕所述卷线盘5轴线均匀分布，所述锁止槽9设有多个卡槽13，所述卡槽13与所述锁止卡爪6一一对应，每一所述卡槽13位于其对应的所述锁止卡爪6的运动路径的外侧。这样在在爬壁机器人坠落时所述卷线盘5加速转动，可以将所有锁止卡爪6同时甩出，使每一锁止卡爪6被其对应的所述卡槽13卡住，所述卷线盘5多个位置被同时卡死，可以更稳定对所述卷线盘5锁止。

[0035] 所述锁止卡爪6前端的形状与所述卡槽13的形状相适配，以使所述锁止卡爪6和所述卡槽13更好的相互卡合。如图4所示，本实施例中，所述锁止卡爪6为扇形块，各所述锁止卡爪6的外壁位于同一圆周上。所述卡槽13为该圆周上向外延伸的一缺口形成，该缺口恰好可以与所述锁止卡爪6前端的顶角卡死。

[0036] 另外为了保证所述锁止卡爪6前端能准确运动至所述卡槽13内，所述卡槽13包括弧形的导向面14、以及与所述导向面14连接向内延伸的止动面15。在所述锁止卡爪6被甩出后外侧面与所述导向面14贴合，并沿着所述导向面14运动，直至前端被所述止动面15抵紧。

[0037] 所述导电滑环8可转动安装于所述卷线盘5上，如图1所示，所述导电滑环8靠内一端通过第二轴承18安装于卷线盘5内，所述导电滑环8另一端与所述锁止槽9的内侧面贴合并紧固连接。所述导电滑环8一端的接头与所述加强电缆4的电源线16连接、另一端的接头贯穿所述锁止槽9以连接电源，这样可以持续对所述爬壁机器人供电。

[0038] 上述具有能量供应功能的爬壁机器人防坠器在工作时，利用卷线机构使爬壁机器人在运动过程中加强电缆4实时收紧，保证加强电缆4整齐，有效提升了爬壁机器人的运动能力；并且在爬壁机器人坠落时利用锁止机构受加强电缆的牵引作用迅速锁死，防止爬壁机器人意外坠落；同时可以在爬壁机器人运动过程中持续对爬壁机器人进行电能供应，延长了爬壁机器人的持续工作时间，避免再使用线缆对爬壁机器人供电，扩展了爬壁机器人的工作环境。

[0039] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

[0040] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

[0041] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。