预应力结构预紧缠绕机器人

摘要

本实用新型公开了一种预应力结构预紧缠绕机器人，包括用于控制缠绕钢丝张力的张力系统、用于将带有设定张力的缠绕钢丝一端整齐的固定排列在被缠绕结构需缠绕部位表面的排线系统、用于带动张力系统和排线系统沿需缠绕结构的需缠绕部位表面运动的驱动系统和用于保障缠绕机器人任意姿态下可靠地围绕在需缠绕结构的需缠绕部位表面进行公转的缠绕姿态保障系统，本实用新型从根本上解决了重型需缠绕结构的缠绕技术难题，可进行原位缠绕施工，垂直缠绕时，缠绕后无需翻转或搬动，其具有操作方便、安全、控制精度高、方便运输、缠绕效率高、大大节省缠绕施工成本的优点。

主权项

一种预应力结构预紧缠绕机器人，其特征是：包括张力系统(200)、排线系统(300)、驱动系统(400)和缠绕姿态保障系统(100)，其中：张力系统(200)用于控制缠绕钢丝(001)张力，张力系统(200)包括钢丝盘(201)、增阻器(202)、张力轮(203)和张力闭环控制装置(204)，缠绕钢丝(001)预先缠绕于钢丝盘(201)上，缠绕钢丝(001)一端从钢丝盘(201)上引出通过增阻器(202)产生设定的张力，其再经过张力轮(203)被放大到设定的张力后，再进入张力闭环控制装置(204)并引出，张力闭环控制装置(204)可检测和分析缠绕钢丝(001)所带张力及其波动值，并随时调整张力轮(203)放大缠绕钢丝(001)张力倍数使其输出的缠绕钢丝(001)达到设定的张力；排线系统(300)用于将带有设定张力的缠绕钢丝(001)一端整齐的固定排列在被缠绕结构需缠绕部位(502)表面，排线系统(300)包括步进排线电机(301)、减速机(302)、滚珠丝杠(303)、直线导轨(304)和排线梁(305)，步进排线电机(301)和直线导轨(304)相对固定定位，步进排线电机(301)通过减速机(302)带动滚珠丝杠(303)旋转，排线梁(305)轴向可滑动且径向止动定位于直线导轨(304)上，排线梁(305)与滚珠丝杠(303)螺纹连接；驱动系统(400)用于带动张力系统(200)和排线系统(300)沿需缠绕结构(500)需缠绕部位(502)表面运动，驱动系统(400)包括驱动电机(401)、驱动链条(405)、驱动链轮组(404)、主链轮(402)和传动链条(403)，驱动链条(405)固定缠绕于被缠绕结构径向外侧的非缠绕面上，驱动电机(401)驱动主链轮(402)，主链轮(402)通过传动链条(403)带动驱动链轮组(404)，驱动链轮组(404)与驱动链条(405)啮合；缠绕姿态保障系统(100)用于保障缠绕机器人任意姿态下可靠地围绕在需缠绕结构的需缠绕部位(502)表面进行公转，缠绕姿态保障系统(100)包括主动行走体(101)、从动行走体(102)和铰接连杆(103)，主动行走体(101)与从动行走体(102)及从动行走体(102)与从动行走体(102)之间通过铰接连杆(103)顺序铰接形成一环状并排列于需缠绕结构(500)表面，主动行走体(101)和从动行走体(102)又包括框架(104)、内约束轮(105)、外约束轮(106)和侧向约束轮(107)，内约束轮(105)、外约束轮(106)和侧向约束轮(107)分别可转动定位于框架(104)位于需缠绕部位(502)两侧的位置上，内约束轮(105)、外约束轮(106)和侧向约束轮(107)相互靠近的圆周面形成一凹槽状，需缠绕结构(500)位于其需缠绕部位(502)两侧分别设有一圈环状凸台(501)，内约束轮(105)和外约束轮(106)的圆周面分别与该环状凸台(501)径向内、外两侧面相切，侧向约束轮(107)的圆周面与该环状凸台(501)轴向端面相切；所述驱动系统(400)的驱动电机(401)及其驱动的主链轮(402)、传动链条(403)和驱动链轮组(404)均固定定位于主动行走体(101)上，张力系统(200)和排线系统(300)均固定定位于从动行走体(102)上，张力系统(200)输出的带有设定张力的缠绕钢丝(001)一端经过排线系统(300)的排线梁(305)与需缠绕结构(500)的需缠绕部位(502)固连。