一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種障礙物檢測裝置，特別是一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置。
【背景技術】
[0002]纜索由于長期使用，環境惡劣，表面防護層經常出現破損，導致內部鋼絲斷開并翹起來，爬升機器人在經過這些障礙時極易被掛住，被迫停留在高空纜索上，無法成功返回地面。而爬升機器人停留在高空纜索上，本身就很危險。因此機器人的障礙檢測是一個急需解決的技術問題。
[0003]針對此問題，本案創新性設計了一種應用于高空纜索爬行機器人的障礙感應裝置，該裝置能夠在爬升和下降過程中，對前方路徑上的障礙進行及時準確地檢測。一旦檢測到前方路徑上存在障礙，及時向控制系統發出報警信號，控制系統可以根據故障報警采取下一步處理措施，能夠從根本上解決爬升機器人被障礙物掛在高空的技術難題。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種能對纜索進行360°全周方向完整檢測、障礙觸發靈敏且輕巧的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，包括至少兩個感應開關，每個感應開關均包括探針和開關體；開關體包括感應開關連接塊和同軸固定設置在感應開關連接塊兩端的兩個彈性連接塊；每根探針包括一段弧形探頭和至少一根針閥，針閥的一端與弧形探頭固定連接，針閥的另一端與開關體浮動連接，針閥能觸動開關體中開關量信號的導通與斷開；至少兩段弧形探頭同軸設置，且能圍合形成一個環狀結構。
[0006]每根所述針閥上均同軸設置有若干個球形觸點，開關體內設置有與球形觸點數量相等的球窩；球窩的容積大于球形觸點的體積，當球形觸點與球窩任一點接觸時，均能觸動開關體中開關量信號的導通。
[0007]所述針閥與彈性連接塊固定連接。
[0008]每個所述彈性連接塊內均設置有彈性變形空腔。
[0009]所述球形觸點與球窩的數量均為兩個。
[0010]至少兩段所述弧形探頭的首尾相互拼接，形成一個圓環。
[0011]所述感應開關為三個。
[0012]每根所述探針均包括兩根相互平行設置的針閥。
[0013]還包括支架，該支架包括圓環和沿圓環周向固定設置的若干個連接件，所述感應開關固定在圓環上。
[0014]采用上述結構后，具有如下有益技術效果: 1、上述弧形探頭圍合形成的環狀結構，能覆蓋纜索整個外圓周，能對纜索外圓柱面進行360°全周向的故障檢測，檢測無死角。
[0015]2、障礙可能是任何形狀，任何姿態，比如障礙可能是翹起來的鋼絲，破損的防護層等等，上述感應開關中球形觸點與球窩的設置等，使得感應開關碰到任何形狀的障礙均能夠被靈敏地觸發，產生報警開關量信號。
[0016]3、整體結構小巧，可靠，重量輕，有利于高空作業。
【附圖說明】
[0017]圖1顯示了本發明探針式障礙檢測裝置(包含支架)的結構示意圖；
圖2顯示了本發明探針式障礙檢測裝置(不包含支架)的結構示意圖；
圖3顯示了實施例感應開關的立體結構示意圖；
圖4顯示了探針的結構示意圖；
圖5顯示了圖3中感應開關的縱向剖視圖；
圖6顯不了感應開關另一實施例的結構不意圖；
圖7顯示了圖6中感應開關的縱向剖視圖；
圖8顯示了本發明探針式障礙檢測裝置與機器人安裝的結構示意圖；
圖9顯示了本發明探針式障礙檢測裝置進行障礙檢測時的結構示意圖；
圖10顯示了本發明探針式障礙檢測裝置未觸碰到障礙時的結構示意圖；
圖11顯示了本發明探針式障礙檢測裝置中弧形探頭正中觸碰到障礙時的結構示意圖；
圖12顯示了本發明探針式障礙檢測裝置中弧形探頭一側觸碰到障礙時的結構示意圖。
[0018]其中有:
1.感應開關；
2.探針；
21.弧形探頭；
22.針閥；
221.弧形觸點；
3.開關體；
31.感應開關連接塊；
311.球窩；
32.彈性連接塊；
321.彈性變形空腔；
4.支架；
41.圓環；42.連接件；
5.障礙；
6.爬升機器人；
7.高空纜索。
[0019]另外，圖中，SI表示開關體的接線端子；S2表示針閥的接線端子； 圖11中d表示針閥向下移動的距離；圖12中Θ表示針閥偏轉角度值。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體較佳實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0021]如圖8所示，一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，可以安裝在爬升機器人6的頂端，也可安裝在爬升機器人6的底端，也可以同時安裝在爬升機器人6的頂端和底端，用于高空纜索7上的障礙5檢測。
[0022]如圖1和圖2所示，一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，包括至少兩個感應開關I和一個支架4，感應開關I的數量優選為三個。
[0023]支架4包括圓環41和沿圓環周向固定設置的若干個連接件42，感應開關I優選固定在圓環41上。連接件42的另一端固定在爬升機器人6上。作為替換，感應開關I也可直接固定在爬升機器人6上，也在本發明的保護范圍之內。
[0024]如圖3所示，每個感應開關I均包括探針2和開關體3。
[0025]探針2有如下兩種優選實施例。
[0026]實施例1
如圖4所示，每根探針2包括一段弧形探頭21和一根針閥22。
[0027]實施例2
如圖6所示，每根探針2包括一段弧形探頭21和兩根相互平行設置的針閥22。
[0028]作為替換，針閥22的數量還可以是3根或3根以上，均在本申請的保護范圍之內。
[0029]上述每根針閥22的一端與弧形探頭21固定連接，優選針閥22的頂端與弧形探頭21的中部固定連接。
[0030]針閥22的另一端與開關體3浮動連接，針閥22能觸動開關體3中開關量信號的導通與斷開。
[0031]上述弧形探頭21均同軸設置，且能圍合形成一個環狀結構。優選，弧形探頭21的首尾相互拼接，形成一個圓環。作為替換，弧形探頭21的首尾之間也可僅為相互靠近無拼接關系，或者弧形探頭21不同心設置，但同軸設置，弧形探頭21的首尾之間有重合等，也均在本申請的保護范圍之內。
[0032]弧形探頭21圍合形成的環狀結構，能覆蓋纜索整個外圓周，能對纜索外圓柱面進行360°全周向的故障檢測，檢測無死角。
[0033]如圖5和圖7所示，每根針閥22上均同軸設置有若干個球形觸點221，優選為兩個。
[0034]開關體3包括感應開關連接塊31和同軸固定設置在感應開關連接塊31兩端的兩個彈性連接塊32。每個彈性連接塊32內優選均設置有彈性變形空腔321。
[0035]感應開關連接塊31內同軸設置有與球形觸點221數量相等的球窩311 ;球窩311的容積大于球形觸點221的體積。因此，在感應開關I未觸碰到障礙時，球形觸點221能位于球窩311的正中心，而不與球窩311接觸，如圖10所示。
[0036]當球形觸點221與球窩311任一點接觸時，均能觸動開關體3中開關量信號的導通。
[0037]上述針閥22與彈性連接塊32固定連接，針閥與感應開關連接塊間能進行浮動的彈性支承連接，在彈性連接塊32的彈性支承作用下能實現空間6個自由度的運動，這就保證了探針在任意位置碰觸到任意形狀的障礙時，球形觸點221能夠在任意位置以任意姿態與感應開關連接塊內部的球窩311接觸，產生開關量信號。
[0038]如圖9所示，顯示了本發明的探針式障礙檢測裝置進行障礙檢測的示意圖。
[0039]當本發明的探針式障礙檢測裝置沒有接觸到任何障礙時，球形觸點將不會接觸到感應開關連接塊，SI與S2斷開，如圖10所示。
[0040]當本發明的探針式障礙檢測裝置中弧形探頭的正中碰觸到障礙時，針閥將向下移動距離d，球形觸點與球窩的下部接觸，SI與S2導通，如圖11所示。
[0041]當本發明的探針式障礙檢測裝置中弧形探頭的一側碰觸到障礙時，針閥將發生偏轉，偏轉角度為Θ，上部球形觸點與上部球窩在左側偏下位置接觸，下部球形觸點與球窩在右側偏下位置接觸，探針偏轉角度SI與S2導通，如圖12所示。
[0042]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:包括至少兩個感應開關，每個感應開關均包括探針和開關體；開關體包括感應開關連接塊和同軸固定設置在感應開關連接塊兩端的兩個彈性連接塊；每根探針包括一段弧形探頭和至少一根針閥，針閥的一端與弧形探頭固定連接，針閥的另一端與開關體浮動連接，針閥能觸動開關體中開關量信號的導通與斷開；至少兩段弧形探頭同軸設置，且能圍合形成一個環狀結構。2.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:每根所述針閥上均同軸設置有若干個球形觸點，開關體內設置有與球形觸點數量相等的球窩；球窩的容積大于球形觸點的體積，當球形觸點與球窩任一點接觸時，均能觸動開關體中開關量信號的導通。3.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:所述針閥與彈性連接塊固定連接。4.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:每個所述彈性連接塊內均設置有彈性變形空腔。5.根據權利要求2所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:所述球形觸點與球窩的數量均為兩個。6.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:至少兩段所述弧形探頭的首尾相互拼接，形成一個圓環。7.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:所述感應開關為三個。8.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:每根所述探針均包括兩根相互平行設置的針閥。9.根據權利要求1所述的用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，其特征在于:還包括支架，該支架包括圓環和沿圓環周向固定設置的若干個連接件，所述感應開關固定在圓環上。
【專利摘要】本發明公開了一種用于高空纜索爬升機器人的探針式障礙檢測裝置，包括呈環狀結構的探針和開關體。開關體包括感應開關連接塊和兩個彈性連接塊。采用上述結構后，在對纜索進行全周方向完整檢測的同時，上述針閥與彈性連接塊固定連接，針閥與感應開關連接塊間能進行浮動的彈性支承連接，在彈性連接塊的彈性支承作用下能實現空間6個自由度的運動，這就保證了探針在任意位置碰觸到任意形狀的障礙時，球形觸點能夠在任意位置以任意姿態與感應開關連接塊內部的球窩接觸，產生開關量信號。
【IPC分類】B62D57/00
【公開號】CN105329331
【申請號】CN201510718775
【發明人】徐豐羽, 胡金龍, 蔣國平
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月29日