一种悬挂式高空钢索除冰雪机器人 |
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| 申请号 | CN201810179382.7 | 申请日 | 2018-03-05 | 公开(公告)号 | CN108396705A | 公开(公告)日 | 2018-08-14 |
| 申请人 | 安徽理工大学; | 发明人 | 李宪华; 孙青; 吕磊; 费思先; 范凯杰; 盛蕊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高空 钢 索悬挂式除 冰 机器人 ，包括底座、行走机构、 除冰 机构、 除 雪 机 构和 蓄 电池 ；底座是由 底板 、除雪机构底座、行走机构底座一和行走机构底座二组成；行走机构是由行走机构架、螺钉一、螺钉二、 电机 一、行走机构带轮一、行走机构皮带、行走机构带轮二、主动轮、从动轮、从动轮轴、平键一、 轴承 一、主动轮轴、平键二和轴承二组成；除冰机构是由螺钉三、套筒、除冰齿、 联轴器 、电机二、端盖、螺钉四、平键三、除冰轴、轴承三和轴承四组成；除雪机构是由螺钉五、电机三、除雪机构带轮一、除雪机构皮带、除雪机构带轮二、除雪轴、除雪机构端盖、螺钉六、 螺栓 、 螺母 、除雪刀和轴承五组成； 蓄电池 为电源；本结构设计新颖且安全可靠。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高空钢索悬挂式除冰机器人，其特征在于：由底座(1)、行走机构(2)、除冰机构(3)、除雪机构(4)和蓄电池(5)组成；所述的底座(1)是一个焊接件，由底板(101)、除雪机构底座(102)、行走机构底座一(103)和行走机构底座二(104)组成，底座(1)的底板(101)与除雪机构底座(102)、行走机构底座一(103)和行走机构底座二(104)通过焊接连接而成；所述的行走机构(2)是由行走机构架(201)、螺钉一(202)、螺钉二(203)、电机一(204)、行走机构带轮一(205)、行走机构皮带(206)、行走机构带轮二(207)、主动轮(208)、从动轮(209)、从动轮轴(210)、平键一(211)、轴承一(212)、主动轮轴(213)、平键二(214)和轴承二(215)组成，行走机构架(201)与行走机构底座二(104)通过螺钉一(202)连接，电机一(204)与行走机构架(201)通过螺钉二(203)连接，行走机构带轮一(205)与电机一(204)通过键配合关系连接，行走机构带轮二(207)与主动轮轴(213)通过键配合关系连接，行走机构带轮一(205)与行走机构带轮二(207)通过行走机构皮带(206)进行传动连接，主动轮轴(213)与主动轮(208)通过平键一(211)配合连接，主动轮轴(213)与行走机构架(201)通过轴承一(212)进行配合安装，从动轮轴(210)与从动轮(209)通过平键二(214)配合连接，从动轮轴(210)与行走机构架(201)通过轴承二(215)进行配合安装，主动轮(208)和从动轮(209)与钢索(6)通过啮合运动；所述的除冰机构(3)是由螺钉三(301)、套筒(302)、除冰齿(303)、联轴器(304)、电机二(305)、端盖(306)、螺钉四(307)、平键三(308)、除冰轴(309)、轴承三(310)和轴承四(311)组成，套筒(302)与底板(101)通过螺钉三(301)连接，除冰轴(309)与套筒(302)通过轴承三(310)和轴承四(311)进行配合安装，除冰轴(309)与电机二(305)通过联轴器(304)连接，除冰轴(309)与除冰齿(303)通过平键三(308)进行连接，端盖(306)与套筒(302)通过螺钉四(307)连接；所述的除雪机构(4)是由螺钉五(401)、电机三(402)、除雪机构带轮一(403)、除雪机构皮带(404)、除雪机构带轮二(405)、除雪轴(406)、除雪机构端盖(407)、螺钉六(408)、螺栓(409)、螺母(410)、除雪刀(411)和轴承五(412)组成，电机三(402)与底板(101)通过螺钉五(401)连接，除雪机构带轮一(403)与电机三(402)通过键配合关系连接，除雪机构带轮二(405)与除雪轴(406)通过键配合关系连接，除雪机构带轮一(403)与除雪机构带轮二(405)通过除雪机构皮(404)带进行传动连接，除雪轴(406)与除雪机构底座(102)通过轴承五(412)进行配合安装，除雪机构端盖(407)与除雪机构底座(102)通过螺钉六(408)连接，除雪刀(411)与除雪轴(406)通过螺栓(409)和螺母(410)进行连接； |
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| 说明书全文 | 一种悬挂式高空钢索除冰雪机器人技术领域背景技术[0002] 大多数旅游景区所存在的索道都设置在高空处，为了解决钢索因雨雪天气而造成的冰冻问题，进而为钢索想了各种各样的除冰方法，有手工除冰法，有加热融冰法，还有气动脉冲，机械除冰法等等，手工除冰法主要的缺陷是慢和危险，加热融冰法耗能比较多，不够经济，此外，气动脉冲法用起来比较困难。然而，机械除冰法简单且易于实现，效果也应该较为理想，国外一些国家的地理情况与我国相似，甚至有比我国更为恶劣的，为了提高高空钢索除冰雪的效率，维护工人的安全，开发一种可以替代工人进行除冰的新型设备一直是国内外相关研究的热点，因此研究机械除冰装置具有重要的实际应用价值和较好的应用前景。随着众多科研人员的探究，也出现了很多成果，同时也伴随着一些缺陷，如：除冰装置在钢索上行走不稳定和打滑；若缆线上有积雪甚至产生冰锥，很多装置除冰雪效果就会不够好。为此，需要设计出一种既能稳定行走，也能拥有很好除冰效果的除冰装置。 发明内容[0003] 本发明的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种结构简单、成本低、操作方便的悬挂式高空钢索除冰雪机器人。 [0004] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： [0005] 一种悬挂式高空钢索除冰雪机器人，包括底座、行走机构、除冰机构、除雪机构和蓄电池；所述的底座是一个焊接件，由底板、除雪机构底座、行走机构底座一和行走机构底座二组成，底座的底板与除雪机构底座、行走机构底座一和行走机构底座二通过焊接连接而成；所述的行走机构是由行走机构架、螺钉一、螺钉二、电机一、行走机构带轮一、行走机构皮带、行走机构带轮二、主动轮、从动轮、从动轮轴、平键一、轴承一、主动轮轴、平键二和轴承二组成，行走机构架与行走机构底座二通过螺钉一连接，电机一与行走机构架通过螺钉二连接，行走机构带轮一与电机一通过键配合关系连接，行走机构带轮二与主动轮轴通过键配合关系连接，行走机构带轮一与行走机构带轮二通过行走机构皮带进行传动连接，主动轮轴与主动轮通过平键一配合连接，主动轮轴与行走机构架通过轴承一进行配合安装，从动轮轴与从动轮通过平键二配合连接，从动轮轴与行走机构架通过轴承二进行配合安装，主动轮和从动轮与钢索通过啮合运动；所述的除冰机构是由螺钉三、套筒、除冰齿、联轴器、电机二、端盖、螺钉四、平键三、除冰轴、轴承三和轴承四组成，套筒与底板通过螺钉三连接，除冰轴与套筒通过轴承三和轴承四进行配合安装，除冰轴与电机二通过联轴器连接，除冰轴与除冰齿通过平键三进行连接，端盖与套筒通过螺钉四连接；所述的除雪机构是由螺钉五、电机三、除雪机构带轮一、除雪机构皮带、除雪机构带轮二、除雪轴、除雪机构端盖、螺钉六、螺栓、螺母、除雪刀和轴承五组成，电机三与底板通过螺钉五连接，除雪机构带轮一与电机三通过键配合关系连接，除雪机构带轮二与除雪轴通过键配合关系连接，除雪机构带轮一与除雪机构带轮二通过除雪机构皮带进行传动连接，除雪轴与除雪机构底座通过轴承五进行配合安装，除雪机构端盖与除雪机构架通过螺钉六连接，除雪刀与除雪轴通过螺栓和螺母进行连接；所述的蓄电池为电源，为电机一、电机二和电机三提供电源，底座的底板与蓄电池通过螺钉七连接。 [0006] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：一种悬挂式高空钢索除冰雪机器人具有结构简单、成本低、操作方便、稳定性好、使用效果好等特点，由于主动轮和从动轮大小不同，可以提高机器人行走的稳定性；此外，由于主动轮内焊有点状尖刀刺，增大了动摩擦因数，进而防止在行走过程中出现打滑；同时，在比较恶劣的环境下，钢索上的积雪较厚甚至产生冰锥，此时，除雪机构不仅可以通过除雪刀的旋转除去钢索上的积雪还可以打断冰锥；此外，除冰齿的特殊圆弧内齿形状，使得一对除冰齿可以较好与钢索表面啮合，接着通过除冰齿进而除去钢索表面所附着的冰层，进而达到更加的效果。 附图说明 [0007] 图1是本发明的整体结构示意图； [0008] 图2是本发明的整体结构俯视图； [0009] 图3是本发明的底座示意图； [0010] 图4是本发明的行走机构示意图； [0011] 图5是本发明的行走机构局部示意图； [0012] 图6是本发明的除冰机构示意图； [0013] 图7是本发明的除冰机构局部示意图； [0014] 图8是本发明的除雪机构示意图； [0015] 图9是本发明的除雪机构局部示意图； [0016] 图10是本发明的除雪轴和除雪刀示意图； [0017] 图中：1、底座；2、行走机构；3、除冰机构；4、除雪机构；5、蓄电池；6、钢索；101、底板；102、除雪机构底座；103、行走机构底座一；104、行走机构底座二；201、行走机构架；202、螺钉一；203、螺钉二；204、电机一；205、行走机构带轮一；206、行走机构皮带；207、行走机构带轮二；208、主动轮；209、从动轮；210、从动轮轴；211、平键一；212、轴承一；213、主动轮轴；214、平键二；215、轴承二；301、螺钉三；302、套筒；303、除冰齿；304、联轴器；305、电机二； 306、端盖；307、螺钉四；308、平键三；309、除冰轴；310、轴承三；311、轴承四；401、螺钉五； 402、电机三；403、除雪机构带轮一；404、除雪机构皮带；405、除雪机构带轮二；406、除雪轴； 407、除雪机构端盖；408、螺钉六；409、螺栓；410、螺母；411、除雪刀；412、轴承五；501、螺钉七。 具体实施方式[0018] 为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效简单明了，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。 [0019] 参见附图1～10，本发明提供了一种悬挂式高空钢索除冰雪机器人，包括底座1、行走机构2、除冰机构3、除雪机构4和蓄电池5；所述的底座1是一个焊接件，由底板101、除雪机构底座102、行走机构底座一103和行走机构底座二104组成，底座1的底板101与除雪机构底座102、行走机构底座一103和行走机构底座二104通过焊接连接而成；所述的行走机构2是由行走机构架201、螺钉一202、螺钉二203、电机一204、行走机构带轮一205、行走机构皮带206、行走机构带轮二207、主动轮208、从动轮209、从动轮轴210、平键一211、轴承一212、主动轮轴213、平键二214和轴承二215组成，行走机构架201与行走机构底座二104通过螺钉一 202连接，电机一204与行走机构架201通过螺钉二203连接，行走机构带轮一205与电机一 204通过键配合关系连接，行走机构带轮二207与主动轮轴213通过键配合关系连接，行走机构带轮一205与行走机构带轮二207通过行走机构皮带206进行传动连接，主动轮轴213与主动轮208通过平键一211配合连接，主动轮轴213与行走机构架201通过轴承一212进行配合安装，从动轮轴210与从动轮209通过平键二214配合连接，从动轮轴210与行走机构架201通过轴承二215进行配合安装，主动轮208和从动轮209与钢索6通过啮合运动；所述的除冰机构3是由螺钉三301、套筒302、除冰齿303、联轴器304、电机二305、端盖306、螺钉四307、平键三308、除冰轴309、轴承三310和轴承四311组成，套筒302与底板101通过螺钉三301连接，除冰轴309与套筒302通过轴承三310和轴承四311进行配合安装，除冰轴309与电机二305通过联轴器304连接，除冰轴309与除冰齿303通过平键三308进行连接，端盖306与套筒302通过螺钉四307连接；所述的除雪机构4是由螺钉五401、电机三402、除雪机构带轮一403、除雪机构皮带404、除雪机构带轮二405、除雪轴406、除雪机构端盖407、螺钉六408、螺栓409、螺母 410、除雪刀411和轴承五412组成，电机三402与底板101通过螺钉五401连接，除雪机构带轮一403与电机三402通过键配合关系连接，除雪机构带轮二405与除雪轴406通过键配合关系连接，除雪机构带轮一403与除雪机构带轮二405通过除雪机构皮404带进行传动连接，除雪轴406与除雪机构底座102通过轴承五412进行配合安装，除雪机构端盖407与除雪机构底座 102通过螺钉六408连接，除雪刀411与除雪轴406通过螺栓409和螺母410进行连接；所述的蓄电池5为电源，为电机一204、电机二305和电机三402提供电源，底座1的底板101与蓄电池 5通过螺钉七501连接。 [0020] 使用时：首先将机器人安装在钢索上，行走机构上的主动轮与从动轮啮合在钢索上，除冰机构的两个除冰齿啮合在钢索上，除雪机构上的除雪刀与钢索的角度是可调节的，在调节的过程中需注意三个除雪刀与除雪轴的轴线角度差一致，进而避免出现质心偏移，防止出现较大的震动；然后在工作的过程中，除雪机构在最前方，除去钢索上的积雪或冰锥；接着用除冰机构上的除冰齿，除去附着在钢索表面的冰层；同时，行走机构上独特设计的主动轮和从动轮，进而保证了行走过程中的稳定性，也避免了打滑情况的出现。 |
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