一种桥梁斜拉索除冰雪机器人的制作方法

技术领域：

本发明涉及桥梁运营安全防护领域，具体说是一种桥梁斜拉索除冰雪机器人装置。

背景技术：
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在桥梁运营中，不可避免会出现冰雪等自然天气，当桥梁在遇到冰雪天气及低温时时，斜拉索上会堆积冰、雪等物质，待气温上升时，冰雪开始融化，冰雪和斜拉索的摩擦力变小，冰、雪、水等混合物在重力作用下开始向下滑动以致坠落，冰、雪、水混合物的坠落对于桥梁上的行人和车辆的安全，存在着很大的安全隐患。

目前除冰雪的技术主要包括三种：电热除冰雪技术、机械除冰雪技术；防覆盖除冰雪技术；电热除冰雪技术是利用电路的局部短路产生热量，进而融化冰雪；其中机械除冰雪技术是利用除雪铲人工或者机械进行除冰雪，防覆盖除冰雪技术是利用冰雪对覆盖材料本身的不易附着或者增加对太阳光能量的吸收，从而达到除冰雪的效果。

针对桥梁斜拉索而言，电热除冰雪技术和防覆盖除冰雪技术并不太实用；电热除冰雪技术在桥梁斜拉索上很难形成局部短路进而产生热量进行除冰雪；防覆盖除冰雪技术在防覆盖材料对于-5℃以下效果并不明显，大多北部寒冷地区并不适用，同时在斜拉索上包裹覆盖材料影响桥梁的美观，机械除冰雪技术不但适用性比较强，而且也可以达到更好的除冰雪效果。

技术实现要素：
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针对现有技术的缺陷，本方案提供一种桥梁斜拉索除冰雪机器人。

为实现上述目的，本发明一种桥梁斜拉索除冰雪技术采用的技术方案为：主要由斜拉索、上攀体、下攀体、快速连接装置、卡扣、固定转动轴、加劲肋、固定杆、带转轴的轮式限位器、滚轴、前臂杆、后臂杆、转动轴、双向电液伸缩杆、限位转动轴、液压抓手、柱塞、硬质橡胶、快锁螺母、除雪铲、快插快锁装置、测距传感器、观察口、泄水孔、密封堵、液压装置箱、信号接收器、保护罩集成于一体，形成智能攀爬装置，其特征为：上、下攀体为对称结构，该装置中含有两对对称的轮式限位器，当上攀体、下攀体闭合后，上攀体、下攀体中的轮式限位器形成一个滑槽，可起到一定的限位作用；在滑槽上、下设有滚轴，当该装置沿着斜拉索移动时，滚轴可自由转动，减小斜拉索和轮式限位器所产生的摩擦力。

液压抓手，液压抓手为上下两部分，两部分合成为一个圆，其中上下每一部分均是一个半圆形液压腔体，腔体内有多个柱塞可实现液压抓手对斜拉索的握紧和松开。为了防止柱塞对斜斜拉索保护层的损坏，柱塞端面贴有一层硬质橡胶，橡胶上刻有花纹以增大液压抓手对斜拉索的摩擦力。

前臂杆、后臂杆上固定有一个双向电液伸缩杆，双向电液伸缩杆的伸长使两臂杆趋于张开，双向电液伸缩杆的收缩使两臂杆趋于合并，张合的大小由双向电液伸缩杆的伸缩量进行控制。

为了使两臂杆可以上抬和下压，该装置设置了带转轴的轮式限位器、转动轴和限位转动轴，使臂杆只能在平面内进行曲动，带转轴的轮式限位器、转动轴和限位转动轴的转动可使臂杆产生上抬和下压动作。

为了让上、下攀体之间进行闭合，一侧通过固定转动轴进行连接，上、下攀体可以实现0°～180°的转动；另一侧通过卡扣连接，卡扣只需用手轻按，即可实现卡扣闭合，以此将上、下攀体固定；在下攀体内设有液压装置箱、信号接收器和保护罩，下攀体底面两侧设有泄水孔，该泄水孔工作状态下敞开，不工作时由密封堵头封闭。

除雪铲前端设有刀锋，可以很好的清除冰雪；除雪铲后端设有可快插的快锁连接件，上攀体和下攀体前后端部也设有快速连接装置，工作时可快速插入，旋转锁死在上、下攀体上；除雪铲可根据斜拉索直径的大小进行更换；除雪铲前端内侧含有毛刷，可以清除刀锋铲未清除的冰、雪渣。

当该装置靠近斜拉索端部时，测距传感器可以检测到该装置离斜拉索端部的距离，当距离达到预设警戒距离时，该装置可实现自动掉头。

为防止应力集中损坏上、下攀体并提高其刚度，在上、下攀体上布置三条环向加劲肋，加劲肋连接于固定杆。

为了使该装置可以适应不同直径的斜拉索，除雪铲、带转轴的轮式限位器、液压抓手均可根据斜拉索直径的大小进行更换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将用于桥梁斜拉索的清除冰雪等任务，该技术形成的装置简单易用、适用性强；能够更好在不同直径的斜拉索上进行攀爬；除雪铲可以更好地清除冰雪物质；攀爬装置可以防止与斜拉索端部的碰撞，实现自动掉头，安全可靠、智能程度高等优点。

附图说明

图1为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人结构闭合示意图；

图2为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人结构下攀体示意图；

图3为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人结构剖面示意图；

图4为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人中限位器示意图；

图5为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人中液压抓手示意图；

图6为本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人中除雪铲示意图。

图中：斜拉索1、上攀体2、下攀体3、快速连接装置4、卡扣5、固定转动轴6、加劲肋7、固定杆8、带转轴的轮式限位器9、滚轴10、前臂杆11、后臂杆12、转动轴13、双向电液伸缩杆14、限位转动轴15、液压抓手16、柱塞17、硬质橡胶18、快锁螺母19、除雪铲20、快插快锁装置21、测距传感器22、观察口23、泄水孔24、密封堵25、液压装置箱26、信号接收器27、保护罩28。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人作进一步详细说明，如图所示本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人是由多个部件集成于一体，形成智能攀爬装置，其操作步骤如下：

步骤一，打开卡扣5，拆下泄水孔24上的密封堵25，将上攀体2、下攀体3打开至180°展开状态，使斜拉索1落于下攀体3上带转轴的轮式限位器9滑槽之中，之后盖上上攀体2，并以卡扣5进行锁闭；步骤二，通过上攀体2上的观察口24，观察斜拉索1位置是否正确，通过观察口4人工手动用快锁螺母19将液压抓手16锁紧，盖好观察口23；人工手动插入除雪铲20，并旋转锁紧；

步骤三，起动遥控器，信号接收器27接收信号，程序自动检测各部位是否正确，左右侧上下两对双向电液伸缩杆14均处于收缩终态，远程遥控器指示灯亮；

步骤四，开始工作时，装置内左侧一对双向电液伸缩杆14同步伸出活塞杆，前臂杆11和后臂杆12放下，此时液压抓手16圆形腔体内同时伸出多个柱塞17，推动液压抓手16紧紧抱死斜拉索1，带动整个装置向左移动；

当步骤五，左侧一对双向电液伸缩杆14活塞杆全部缩回时，此时装置内右侧一对双向电液伸缩杆14同步伸出活塞杆，前臂杆11和后臂杆12放下，此时液压抓手16圆形腔体内同时伸出多个柱塞17，推动液压抓手16紧紧抱死斜拉索1，带动整个装置继续向左移动；步骤六，依次重复执行步骤四和步骤五，智能攀爬装置爬行前进的同时，前端除雪铲20在刀锋切割下使粘附与斜拉索1上冰雪脱落；步骤七，当上攀体2前端测距传感器22监测装置与斜拉索1末端的距离达到警戒距离时，装置自动返回，返回操作与步骤四和步骤五类似。

本发明一种桥梁斜拉索除冰雪机器人结构其特征为：上攀体2和下攀体3一侧通过固定转动轴6进行连接，上攀体2、下攀体3可以实现0°～180°的转动；另一侧通过卡扣5连接，卡扣5只需用手轻按，即可实现卡扣闭合，以此将上攀体2、下攀体3固定；在下攀体3内有液压装置箱26、信号接收器27、保护罩28，保护罩28可以使斜拉索1未清除干净的冰雪、融水落在保护罩28外侧，流出下攀体3；下攀体3重于上攀体2，使整个装置处于平衡；下攀体3底面两端各设有一个泄水孔24；在上攀体2、下攀体3内侧壁上均设有三道环向加劲肋7，在上攀体2、下攀体3上相邻两道加劲肋7与固定杆8焊接，所述的固定杆8上下平行两根，在固定杆8中间位置安设带转轴的轮式限位器9。

上攀体2、下攀体3闭合后，上下两个带转轴的轮式限位器9形成滑槽，滑槽对斜拉索1可以起到一定的限位作用；当该智能攀爬装置沿着斜拉索1移动时，带转轴的轮式限位器9上滚轴10可进行转动，减小斜拉索1对带转轴的轮式限位器9所产生的摩擦力；后臂杆12连接在带转轴的轮式限位器9上，后臂杆12通过转动轴13连接前臂杆11；所述前臂杆11另一端连接于液压抓手16上，在前臂杆11和后臂杆12之间固定有双向电液伸缩杆14；液压抓手16为上下两半圆形腔体，腔体内有多个柱塞柱塞17，为了防止柱塞17对斜拉索保护层的损坏，柱塞17端面贴有一层硬质橡胶18，当上攀体2、下攀体3合并后，上下两半合并为一个圆，液压抓手两侧设有快锁螺母19，通过快锁螺母19将液压抓手16上下两半固定在一起，液压抓手16可以单独抓紧和松开；

在上攀体2和下攀体3前后端部设有除雪铲20，除雪铲20前端设有刀锋，可以很好的清除冰雪；除雪铲20后端设有快插快锁装置21；上攀体2和下攀体3前后端部也设有快速连接装置4，工作时可快速插入，旋转锁死在上攀体2和下攀体3前后端上；除雪铲20可根据斜拉索1直径的大小进行更换；所述除雪铲6刀锋为三角形刃口，可以很好的清除冰雪；除雪铲6前端内侧设有毛刷，可以清除刀锋铲未清除的冰、雪渣；在上攀体2的外表面上有测距传感器22，所述的测距传感器22，可以感知智能攀爬装置与斜拉索1端部的距离，当该智能攀爬装置靠近斜拉索1端部时，测距传感器5可以检测到离斜拉索1端部的距离，当距离达到预设警戒距离时，该智能攀爬装置可实现自动掉头；所述的智能攀爬装置在上攀体2的上表面有观察口23，可以通过观察口23，观察智能攀爬装置内各个部位的位置是否正确，也可以通过观察口23人工参与调整位置。

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