一种悬索桥缆索系统检修机器人

技术领域

本申请实施例涉及机器人领域，具体涉及一种悬索桥缆索系统检修机器人。

背景技术

悬索桥的跨越能力是所有桥型中最大的，目前1000m以上跨径的桥梁一般为悬索桥。主缆和吊索是悬索桥的主要承重构件，由于常年受风、雨、冰冻、温度及湿度的变化等自然因素作用，造成主缆和吊索防护层老化开裂，水汽从裂缝侵入内部引起钢丝腐蚀，加速断丝。为保证桥梁安全运行，需定期对主缆和吊索进行检测维护。

目前主缆检查仍以人工巡视为主，主缆下半部分无法抵近观察，存在检查盲区，精准性差、效率低、高空作业安全隐患高等问题；吊索长度从几米到上百米不等，现有爬索机器人无法跨越减振架障碍，登高车无法抵达上百米高度，严重缺乏抵近观察的手段。

现有技术悬索桥缆索系统检修机器人包括爬缆机器人和爬索机器人，爬缆机器人针对主缆进行检修，爬索机器人针对吊索进行检修，因而现有技术对悬索桥进行检修需要使用多种机器人，操作繁琐。

发明内容

本申请实施例提供了一种悬索桥缆索系统检修机器人，用于提供可适用于悬索桥主缆和吊索的的检修机器人。

本申请实施例第一方面提供了一种悬索桥缆索系统检修机器人，包括：母机器人和子机器人；

母机器人和子机器人通过牵引绳连接，子机器人通过驱动牵引绳沿吊索上下运动；

母机器人包括牵引部件和第一检修部件，第一检修部件安装在牵引部件，牵引部件与主缆的扶手绳配合，牵引部件带动母机器人沿扶手绳运动，第一检修部件用于检修主缆；

子机器人包括基座、支撑结构和第二检修部件，支撑结构和第二检修部件安装在基座，第二检修部件用于检修吊索，支撑结构用于攀附吊索以稳定子机器人姿态。

基于本申请实施例第一方面，本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，子机器人还包括基座滑轨；

基座和支撑结构通过基座滑轨连接，支撑结构能够在滑轨上滑动，基座滑轨的延伸方向垂直于吊索和主缆所在平面。

基于本申请实施例第一方面或第一方面的第一种实现方式，本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，子机器人还包括基座电机、滑动传动条、滑动传动轮；

基座电机固定安装在基座，基座电机的输出端连接滑动传动轮，滑动传动条的两端固定连接支撑结构，滑动传动条与滑动传动轮匹配，使得基座电机能够驱动支撑结构在滑轨上滑动。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式和第二种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，支撑结构包括同步伸缩组件和两个支撑臂；

两个支撑臂分别固定安装在同步伸缩组件的两端，同步伸缩组件的两端能够相背或相向运动，使得两个支撑臂相互远离或靠近。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第三种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，同步伸缩组件包括；同步伸缩电机、双输出轴减速机、第一同步伸缩丝杠、第二同步伸缩丝杠、同步伸缩安装座、第一伸缩滑块、第二伸缩滑块、第一同步伸缩框、第二同步伸缩框；

双输出轴减速机、第一同步伸缩丝杠、第二同步伸缩丝杠、第一伸缩滑块和第二伸缩滑块安装在同步伸缩安装座内，第一同步伸缩框、第二同步伸缩框分别安装在同步伸缩安装座外侧两端；

同步伸缩电机的输出端连接双输出轴减速机的输入端，双输出减速机的两个输出端分别连接第一同步伸缩丝杠和第二同步伸缩丝杠，第一伸缩滑块在第一同步伸缩丝杠上运动，第二伸缩滑块在第二同步伸缩丝杠上运动，第一同步伸缩丝杠和第二同步伸缩丝杠旋向相反，第一伸缩滑块和第一同步伸缩框固定连接，第二伸缩滑块和第二同步伸缩框固定连接，使得同步伸缩电机驱动第一同步伸缩框和第二同步伸缩框相对基座沿平行主缆方向相背或相向运动。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第四种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，基座安装有至少三个卷扬机；

所述至少三个卷扬机中，至少存在一个与其他卷扬机不共线。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第五种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，基座设置有配重块；

配重块用于使得子机器人的重心在竖直方向的投影，位于以卷扬机为顶点的多边形内。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第六种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，支撑臂包括接触轮、轮架、臂架和支撑臂电机；

一个轮架的一侧安装至少两个接触轮，轮架的中心与臂架旋转连接，支撑臂电机驱动轮架绕臂架旋转，使得一个轮架上的至少两个接触轮攀附或脱离吊索。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第七种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，支撑臂还包括支撑臂传动件；

一个臂架安装多个轮架，支撑臂电机通过支撑臂传动件同时驱动多个轮架。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第八种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第九种实现方式中，母机器人还包括门型支撑部件；

门型支撑部件的顶部为安装框架，安装框架两侧下方各安装一个升降支腿组件，升降支腿组件安装检修设备，以对主缆进行检修。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第九种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第十种实现方式中，升降支腿组件包括支撑框架、升降导轨、升降滑块、支座、支座电机、支座传动轮、支座传动条，支座安装有检修设备；

升降导轨固定安装在支撑框架，升降导轨沿竖直方向延伸，升降滑块与升降导轨滑动配合，支座与升降滑块固定连接，支座电机固定安装在支座，支座传动条的两端固定在支撑框架，支座电机的输出端安装支座传动轮，支座传动轮与支座传动条配合，使得支座电机驱动支座上下运动。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第十种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第十一种实现方式中，母机器人还包括中部检修部件；

安装框架中部下方安装中部检修部件，中部检修部件能够沿竖直方向伸缩，中部检修部件的下方安装检修设备以检修主缆。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第十一种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第十二种实现方式中，中部检修部件包括中部底板、中部上导轨、中部下导轨、剪叉机构、中部连接杆、中部电机、中部传动轮、中部传动条；

中部上导轨安装在安装框架，中部下导轨设置在中部底板，中部上导轨和中部下导轨平行，剪叉机构上方沿中部上导轨运动，剪叉机构的下方沿中部下导轨运动；

中部底板相对的两侧对称设置剪叉机构，剪叉机构之间通过中部连接杆连接以使得各个剪叉机构同步伸缩；

中部电机安装在中部底板，中部电机的输出端连接中部传动轮，中部传动轮与中部传动条配合，中部传动条的两端固定连接中部连接杆，中部电机驱动中部连接杆带动剪叉机构伸缩，以控制中部底板相对安装框架的距离。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第十二种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第十三种实现方式中，母机器人还包括至少两个变轨部件；

变轨部件在牵引部件的驱动下沿扶手绳运动；

每个变轨部件包括：第一抱靴组件、变轨电机和第二抱靴组件，变轨电机驱动第一抱靴组件和第二抱靴组件相向运动或相背运动，或变轨电机控制第一抱靴组件和第二抱靴组件相对静止；

第一抱靴组件运动在第一扶手绳，第二抱靴组件运动在第二扶手绳。

基于本申请实施例第一方面、第一方面的第一种实现方式至第十三种实现方式任一种，本申请实施例第一方面的第十四种实现方式中，每个变轨部件还包括：第一变轨滑块、第一变轨丝杠、双输出轴减速机、第二变轨滑块、第二变轨丝杠；

变轨电机的输出端连接双输出轴减速机的输入端，双输出轴减速机的第一输出轴连接第一变轨丝杠，第一变轨滑块在第一变轨丝杠上运动，第一抱靴组件和第一变轨滑块固定连接；双输出轴减速机的第二输出轴连接第二变轨丝杠，第二变轨滑块在第二变轨丝杠上运动，第二抱靴组件和第二变轨滑块固定连接；

第一变轨丝杠和第二变轨丝杠的螺纹旋向相反。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请由母机器人和子机器人构成子母机器人系统，母机器人负责检检主缆，以及存储和释放子机器人，子机器人负责检修吊索。

母机器人的牵引部件以扶手绳为攀爬轨道，使用第一检修部件实现对主缆检修。子机器人和母机器人通过牵引绳连接，母机器人使用第一检修部件实现对主缆检修。母机器人运行至索夹处时，释放子机器人，子机器人通过驱动牵引绳使其第二检修部件对吊索进行检修，实现对悬索桥缆索体系进行一体化检测。

附图说明

图1是本申请实施例的悬索桥缆索系统检修机器人工作状态图；

图2是本申请实施例的子机器人一种立体图；

图3是本申请实施例的子机器人的另一种立体图；

图4是本申请实施例的同步伸缩组件的立体图；

图5是本申请实施例的同步伸缩组件的内部图；

图6是本申请实施例的支撑臂的一种立体图；

图7是本申请实施例的支撑臂的另一种立体图；

图8是本申请实施例的母机器人工作状态图；

图9是本申请实施例的母机器人立体图；

图10是本申请实施例的门型支撑部件立体图；

图11是本申请实施例的升降支腿组件立体图；

图12是本申请实施例的升降支腿组件内部图；

图13是本申请实施例的中部检修部件立体图；

图14是本申请实施例悬索桥缆索系统检修机器人的装配图；

图15是本申请实施例牵引部件立体图；

图16是本申请实施例变轨部件立体图；

图17是本申请实施例变轨部件内部结构图；

图18是本申请实施例变轨部件仰视图；

图19是本申请实施例变轨部件后视图；

图20是本申请实施例变轨部件侧视图；

图21是本申请实施例抱靴组件立体图；

图22是本申请实施例抱靴组件内部结构图；

图23是本申请实施例支撑轮组件立体图；

附图标记：

1-母机器人；

11-牵引部件；12-变轨部件；13-中部检修部件；；14-门型支撑部件；

141-安装框架；142-升降支腿组件；143-检修设备；1421-支撑框架；1422-升降导轨安装座；1423-支座传动条；1424-升降导轨；1425-支座；1426-万向轮；1427-支座传动轮；1428-支座减速机；1429-支座电机；

131-中部上轨道；132-轴承；133-销轴；134-外连杆；135-中部底板；136-中部减速机；137-中部电机；138-中部传动条；139-中部下轨道；1310-链轮座；1311-中部连接杆；1312-内连杆；

111-伸缩框组件；112-固定框组件；113-滑轨；114-链条；115-蠕动电机；116-第一联轴器；117-第一减速机；118-链轮；

121-U型座；122-变轨电机；123-支撑轮组件；124-抱靴组件；125-连接座；126-第一变轨滑块；127-第二变轨滑块；128-第二联轴器；129-双输出轴减速机；1210-滑块导轨组件；1211-第一端盖；1212-轴承座；1213-万向节；1214-销轴；1215-第一变轨丝杠；1216-第二变轨丝杠；

1231-支撑轮安装座；1232-摆杆；1233-减振弹簧；1234-编码器；1235-支撑轮；

1241-抱靴电机；1242-抱靴电机安装座；1243-同步带轮；1244-同步带；1245-夹爪；1246-光电开关；1247-顶盖；1248-第二端盖；1249-导杆；12410-第一夹爪滑块；12411-第二夹爪滑块；12412-双向丝杠；

2-子机器人；

21-基座；22-配重块；23-牵引绳；24-卷扬机；25-支撑臂；26-基座滑轨；27-基座传动条；28-同步伸缩组件；29-基座传动轮；210-基座减速机；211-基座电机；

281-同步伸缩框；282-同步伸缩安装座；283-同步伸缩电机；284-同步伸缩滑轨；285-伸缩滑块；286-第一同步伸缩丝杠；287-轴承座；288-第二同步伸缩丝杠；289-轴承端盖；2810-；

251-接触轮；252-轮架；253-臂架；254-支撑臂电机；255-支撑臂减速机；256-支撑臂传动条；257-支撑臂传动轮；25-；25-；25-；25-；25-；25-；

3-主缆；4-吊索；5-扶手绳；6-上栏杆绳；7-下栏杆绳；8-索夹；9-立柱；10-横撑。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本申请提供了一种悬索桥缆索系统检修机器人，包括：母机器人和子机器人；

母机器人和子机器人通过牵引绳连接，子机器人通过驱动牵引绳沿吊索上下运动；子机器人的数量可以是一个、两个或更多。子机器人的数量为1时，子机器人设置在吊索的一侧；子机器人的数量为2时，子机器人设置在吊索的两侧。母机器人和子机器人之间的牵引绳被卷放或卷收，改变子机器人相对母机器人的高度差。

母机器人包括牵引部件和第一检修部件，第一检修部件安装在牵引部件，牵引部件与主缆的扶手绳配合，牵引部件带动母机器人沿扶手绳运动，第一检修部件用于检修主缆；扶手绳也可以称为母机器人的轨道。

子机器人包括基座、支撑结构和第二检修部件，支撑结构和第二检修部件安装在基座，第二检修部件用于检修吊索，支撑结构用于攀附吊索以稳定子机器人姿态。检修可以仅进行检测，也可以在检测后进行维修。检修部件包括视觉传感器或者维修设备。支撑结构能够攀附或脱离吊索，当支撑结构攀附吊索时，子机器人能够相对吊索保持稳定，使得检修更加可靠；当支撑结构脱离吊索时，子机器人能够随着母机器人沿主缆灵活移动，从一个吊索到达另一个吊索，实现对各个吊索的检修。

本申请由母机器人和子机器人构成子母机器人系统，母机器人负责检检主缆，以及存储和释放子机器人，子机器人负责检修吊索。

母机器人的牵引部件以扶手绳为攀爬轨道，使用第一检修部件实现对主缆检修。子机器人和母机器人通过牵引绳连接，母机器人使用第一检修部件实现对主缆检修。母机器人运行至索夹处时，释放子机器人，子机器人通过驱动牵引绳使其第二检修部件对吊索进行检修，实现对悬索桥缆索体系进行一体化检测。

如图2所示，本申请实施例的一种实现方式中，子机器人还包括基座滑轨；

基座和支撑结构通过基座滑轨连接，支撑结构能够在滑轨上滑动，基座滑轨的延伸方向垂直于吊索和主缆所在平面。子机器人随母机器人到达一个吊索侧边时，支撑结构沿基座滑轨滑动以靠近吊索，实现对吊索的攀附；子机器人对一个吊索检修完毕后，支撑结构沿基座滑轨滑动以远离吊索，实现对吊索的脱离。以主缆轴线方向为前后方向，以吊索轴线方向为上下方向，滑轨的延伸方向为左右方向。

如图3所示，本申请实施例的一种实现方式中，子机器人还包括基座电机、滑动传动条、滑动传动轮；

基座电机固定安装在基座，基座电机的输出端连接滑动传动轮，滑动传动条的两端固定连接支撑结构，滑动传动条与滑动传动轮匹配，使得基座电机能够驱动支撑结构在滑轨上滑动。滑动传动条和滑动传动轮可以是链条和链轮，或者齿条和齿轮，或者皮带和带轮等，具体不作限制。此处以滑动传动条和滑动传动轮是链条和链轮为例，为了能够使得链条与支撑结构形成闭环，可以在基座设置链轮座和链轮以改变链条方向。链条两端分别固定在同步伸缩组件上，通过电机、减速机驱动链轮，实现同步伸缩组件沿基座滑轨移动。

如图4所示，本申请实施例的一种实现方式中，支撑结构包括同步伸缩组件和两个支撑臂；

两个支撑臂分别固定安装在同步伸缩组件的两端，同步伸缩组件的两端能够相背或相向运动，使得两个支撑臂相互远离或靠近。以主缆轴线方向为前后方向，以吊索轴线方向为上下方向，滑轨的延伸方向为左右方向。两个支撑臂安装在基座的前后方向，且在左右方向朝一侧伸出。同步伸缩组件在前后方向能够伸缩。可选的，同步伸缩组件的两端能够相对基座，沿平行于主缆和吊索所在平面，且垂直于吊索的方向相背或相向运动。

如图5所示，本申请实施例的一种实现方式中，同步伸缩组件包括；同步伸缩电机、双输出轴减速机、第一同步伸缩丝杠、第二同步伸缩丝杠、同步伸缩安装座、第一伸缩滑块、第二伸缩滑块、第一同步伸缩框、第二同步伸缩框；

双输出轴减速机、第一同步伸缩丝杠、第二同步伸缩丝杠、第一伸缩滑块和第二伸缩滑块安装在同步伸缩安装座内，第一同步伸缩框、第二同步伸缩框分别安装在同步伸缩安装座外侧两端；

同步伸缩电机的输出端连接双输出轴减速机的输入端，双输出减速机的两个输出端分别连接第一同步伸缩丝杠和第二同步伸缩丝杠，第一伸缩滑块在第一同步伸缩丝杠上运动，第二伸缩滑块在第二同步伸缩丝杠上运动，第一同步伸缩丝杠和第二同步伸缩丝杠旋向相反，第一伸缩滑块和第一同步伸缩框固定连接，第二伸缩滑块和第二同步伸缩框固定连接，使得同步伸缩电机驱动第一同步伸缩框和第二同步伸缩框相对基座沿平行主缆方向相背或相向运动。主缆方向或主缆轴线方向是指主缆或主缆轴线在水平面的投影方向。

可选的，基座滑轨固定在基座上，支撑臂通过螺钉和同步伸缩组件连接。

可选的，同步伸缩框通过螺钉和滑块座连接，滑块座通过螺钉和同步伸缩丝杠连接，同步伸缩丝杠两端通过轴承、轴承座和轴承端盖和同步伸缩安装座连接。同步伸缩安装座侧壁设置滑轨，同步伸缩框通过滑块和滑轨连接。同步伸缩框通过螺钉和滑块连接，同步伸缩电机通过减速机同步驱动同步伸缩丝杠，带动同步伸缩框运动。

可选的，同步伸缩框的顶面的内侧与伸缩滑块固定连接。同步伸缩框没有底面，使得同步伸缩安装座的底面能够固定安装滑块，同步伸缩安装座与基座滑轨滑动连接。

如图2至图3所示，本申请实施例的一种实现方式中，基座安装有至少三个卷扬机；

所述至少三个卷扬机中，至少存在一个与其他卷扬机不共线。如果仅有三个卷扬机，则三个卷扬机位于三角形的三个顶点；若干有超过三个卷扬机，则其中至少三个卷扬机位于三角形的三个顶点。也就是说，不允许所有卷扬机均位于同一直线，这是因为如果所有卷扬机位于同一直线，则子机器人难以保持平衡。

需要说明的是，基座也可以仅安装一台或两台卷扬机，也可以安装三台以上卷扬机，具体不作限制。每台卷扬机可以控制一根或多根牵引绳，具体不作限制。

如图2所示，本申请实施例的一种实现方式中，基座设置有配重块；

配重块用于使得子机器人的重心在竖直方向的投影，位于以卷扬机为顶点的多边形内。配重块位置、配置块重量和卷扬机位置的设置，应使得子机器人的重心在支撑结构攀附和脱离吊索的情况下，均位于以卷扬机为顶点的多边形内，以防子机器人倾覆。

可选的，牵引绳通过卷扬机和基座连接，成三角形布置；配重块通过螺钉固定在基座上，通过调节配重块使子机器人重心在三个卷扬机构成的三角形内。

可选的，配重块可以由一个固定重量可移动的机构代替。

如图6至图7所示，本申请实施例的一种实现方式中，支撑臂包括接触轮、轮架、臂架和支撑臂电机；

一个轮架的一侧安装至少两个接触轮，轮架的中心与臂架旋转连接，支撑臂电机驱动轮架绕臂架旋转，使得一个轮架上的至少两个接触轮攀附或脱离吊索。

一个轮架的一侧可以安装两个接触轮、三个接触轮或者更多，此处以一个轮架安装两个接触轮为例。当支撑臂需要攀附吊索时，首先基座电机和同步伸缩电机驱动支撑臂到达吊索侧边，此时同一轮架上的两个接触轮位于吊索的两侧；然后支撑臂电机驱动轮架旋转，使得同一轮架上的两个接触轮夹紧吊索。当支撑臂需要脱离吊索时，首先支撑臂电机驱动轮架旋转，使得同一轮架上的两个接触轮松开吊索；然后同步伸缩电机和基座电机驱动支撑臂向基座收缩。

如图6至图7所示，本申请实施例的一种实现方式中，支撑臂还包括支撑臂传动件；

一个臂架安装多个轮架，支撑臂电机通过支撑臂传动件同时驱动多个轮架。

一个臂架安装多个轮架，增加了与吊索接触的接触轮的数量，能够更加稳定地攀附吊索。同时，为了使得各个轮架同步运动，使用同一支撑臂电机驱动同一臂架上的所有轮架。支撑臂传动件连接支撑臂电机和同一支撑臂上的所有轮架，例如支撑臂传动件为链条和链轮，每个链轮连接一个轮架，链条连接所有的链轮，支撑臂电机驱动链条则所有轮架同步转动。

可选的，接触轮通过轮架和臂架连接，轮架另一侧安装有链轮，支撑臂电机通过减速机驱动链条、链轮运动，实现接触轮和臂架摆动，进而实现接触轮和吊索连接预紧。

如图9至图10所示，本申请实施例的一种实现方式中，母机器人还包括门型支撑部件；

门型支撑部件的顶部为安装框架，安装框架两侧下方各安装一个升降支腿组件，升降支腿组件安装检修设备，以对主缆进行检修。。

升降支腿组件能够在竖直方向伸缩，带动检修设备在竖直方向升降。升降支腿组件伸长，则检修设备下降；升降支腿组件缩短，则检修设备升高。检修设备能够灵活地升降，使得母机器人能够对主缆的上下表面均进行检修。检修设备可以包括机械臂、探测仪和摄像头等。机械臂末端携带检测或者检修工具实现主缆、吊索外观检测遍历或者缺陷处维修。

可选的，两个升降支腿部件通过螺钉固定在安装框架上，机械臂通过螺钉固定在支座上。

如图11至图12所示，本申请实施例的一种实现方式中，升降支腿组件包括支撑框架、升降导轨、升降滑块、支座、支座电机、支座传动轮、支座传动条，支座安装有检修设备；

升降导轨固定安装在支撑框架，升降导轨沿竖直方向延伸，升降滑块与升降导轨滑动配合，支座与升降滑块固定连接，支座电机固定安装在支座，支座传动条的两端固定在支撑框架，支座电机的输出端安装支座传动轮，支座传动轮与支座传动条配合，使得支座电机驱动支座上下运动。

一个升降支腿组件有至少两条升降导轨，此处以一个升降支腿组件有三条升降导轨为例。每条升降导轨内至少有一个升降滑块，此处以每条升降导轨内有两个升降滑块为例。设置多个升降导轨、每个升降导轨设置多个升降滑块能够提高支座的稳定性。升降导轨设置在支座的前方、后方和外侧，此处的外侧是指支座远离主缆的一侧。支座与每条升降导轨均通过两个升降滑块滑动连接。支座电机驱动支座沿升降导轨滑动，进而改变支座上检修设备相对主缆的高度，使得检修设备能够对主缆的上表面和下表面进行检修。

支座传动条和支座传动轮可以是链条和链轮，或者齿条和齿轮，或者皮带和带轮等，具体不作限制。

可选的，支撑框架上设置滑块导轨安装座，一个滑块导轨安装座安装一条升降导轨。升降导轨通过滑块导轨安装座和螺钉固定在支撑框架上，支座通过螺钉和升降滑块连接。以支座传动条和支座传动轮是链条和链轮为例，链条两端固定在滑块导轨安装座上下两端，支座电机、支座减速机和链轮通过螺钉固定在支座上，通过支座电机驱动支座减速机，然后带动链轮实现支座上下移动。

可选的，在支撑框架的底部安装万向轮，方便在地面推动母机器人。万向轮通过螺钉固定在支撑框架底部。

如图9所示，本申请实施例的一种实现方式中，母机器人还包括中部检修部件；

安装框架中部下方安装中部检修部件，中部检修部件能够沿竖直方向伸缩，中部检修部件的下方安装检修设备以检修主缆。

安装中部检修部件能够对主缆的上表面进行检修。中部检修部件在竖直方向伸缩，方便母机器人越过障碍。牵引部件和中部检修部件通过螺钉固定在门型支撑部件上

如图13所示，本申请实施例的一种实现方式中，中部检修部件包括中部底板、中部上导轨、中部下导轨、剪叉机构、中部连接杆、中部电机、中部传动轮、中部传动条；

中部上导轨安装在安装框架，中部下导轨设置在中部底板，中部上导轨和中部下导轨平行，剪叉机构上方沿中部上导轨运动，剪叉机构的下方沿中部下导轨运动；

中部底板相对的两侧对称设置剪叉机构，剪叉机构之间通过中部连接杆连接以使得各个剪叉机构同步伸缩；剪叉机构可以设置在中部底板的左右两侧或前后两侧，此处以左右两侧为例。一个剪叉机构可以有一对或多对连杆，此处以一对连杆为例。一对连杆包括内连杆和外连杆，内连杆的下端铰接中部下轨道，内连杆的上端通过轴承与中部上轨道滑动连接；外连杆的上端铰接中部上轨道，外连杆的下端通过轴承与中部下轨道滑动连接。中部连接杆连接两个外连杆的下端，使得两个剪叉机构能够同步伸缩。

中部电机安装在中部底板，中部电机的输出端连接中部传动轮，中部传动轮与中部传动条配合，中部传动条的两端固定连接中部连接杆，中部电机驱动中部连接杆带动剪叉机构伸缩，以控制中部底板相对安装框架的距离。

中部电机除了安装在中部底板，也可以安装在安装框架，具体不做限制。

中部传动条和中部传动轮可以是链条和链轮，或者齿条和齿轮，或者皮带和带轮等，具体不作限制。此处以中部传动条和中部传动轮是链条和链轮为例，为了能够使得链条与中部连接杆形成闭环，可以在中部底板设置链轮座和链轮以改变链条方向。链条两端固定在中部连接杆上，中部电机、中部减速机固定在中部底板上，链轮通过销轴和链轮座连接，链轮座通过螺钉固定在中部底板上，通过中部电机、中部减速机驱动链轮旋转实现中部底座上下升降。

可选的，剪叉机构的内连杆和外连杆通过销轴连接，内连杆和中部上导轨以轴承作为滑块，内连杆和轴承通过销轴连接；外连杆和中部下导轨以轴承作为滑块，外连杆和轴承通过销轴连接。中部底板通过螺钉和中部下导轨连接，中部连接杆通过螺钉和外连杆连接。

如图14所示，本申请实施例的一种实现方式中，母机器人还包括至少两个变轨部件；使用模块化设计，便于组装拆卸。

变轨部件在牵引部件的驱动下沿轨道运动；驱动部件使得整个悬索桥缆索系统检修机器人能够沿着轨道运动，而变轨部件则使得整个悬索桥缆索系统检修机器人能够适应变化的轨距。悬索桥缆索系统检修机器人以主缆扶手绳作为轨道，同一主缆的扶手绳间距一般是不变的，不同主缆的扶手绳间距则可能是不同的。扶手绳也可以称为轨道。

每个变轨部件包括：第一抱靴组件、变轨电机和第二抱靴组件，变轨电机驱动第一抱靴组件和第二抱靴组件相向运动或相背运动，或变轨电机控制第一抱靴组件和第二抱靴组件相对静止；变轨驱动电机正转或反转时，第一抱靴组件和第二抱靴组件相互靠近或相互远离。变轨电机静止时，第一抱靴组件和第二抱靴组件相对静止。

第一抱靴组件运动在第一轨道，第二抱靴组件运动在第二轨道。抱靴组件能够抱紧和松开轨道，使得悬索桥缆索系统检修机器人能够与轨道稳定配合。

如图16至图20所示，本申请的一种实现方式中，每个变轨部件还包括：第一变轨滑块、第一变轨丝杠、双输出轴减速机、第二变轨滑块、第二变轨丝杠；

变轨电机的输出端连接双输出轴减速机的输入端，双输出轴减速机的第一输出轴连接第一变轨丝杠，第一变轨滑块在第一变轨丝杠上运动，第一抱靴组件和第一变轨滑块固定连接；双输出轴减速机的第二输出轴连接第二变轨丝杠，第二变轨滑块在第二变轨丝杠上运动，第二抱靴组件和第二变轨滑块固定连接；变轨部件的动力由变轨电机发出，动力的传输路径有两条，一条传输路径依次经过双输出轴减速机、第一变轨丝杠和第一变轨滑块，到达第一抱靴组件；另一条传输路径依次经过双输出轴减速机、第二变轨丝杠和第二变轨滑块，到达第二抱靴组件。变轨电机的输出端可以通过第二联轴器连接双输出轴减速机的输入端。

第一变轨丝杠和第二变轨丝杠的螺纹旋向相反；因此第一变轨丝杠和第二变轨丝杠沿同一方向旋转时，第一变轨滑块和第二变轨滑块相向或相背运动。

本申请实施例中，悬索桥缆索系统检修机器人有至少两个变轨部件，每个变轨部件有两个抱靴组件，两个抱靴组件分别在不同的轨道上运动。由于变轨部件的两个抱靴组件之间的距离可以调节，因而本申请的悬索桥缆索系统检修机器人能够适应不同的轨道间距。变轨部件的两个抱靴组件通过变轨电机调节距离，调节灵活准确，且调节完成后抱靴组件之间的距离能够保持稳定。

除了使用丝杠外，变轨电机还可以通过齿轮齿条或皮带等驱动第一抱靴组件和第二抱靴组件，具体不做限制

如图16至图20所示，变轨部件可以包括滑块导轨组件，变轨滑块安装在滑块导轨组件内，变轨滑块沿滑块导轨组件滑动，滑块导轨组件内设置轴承座以支撑变轨丝杠。变轨部件可以包括U型座，U型座倒扣在滑块导轨组件上。U型座的两端设有第一端盖。

本申请的一种实现方式中，第一变轨丝杠和第二变轨丝杠的螺纹导程相等。双输出轴减速机的两个输出轴是同向同速的，在螺纹导程相等的情况下，第一变轨滑块和第二变轨滑块的运动速度就是相同的。

如图17至图18所示，本申请的一种实现方式中，双输出轴减速机的第一输出轴通过万向节连接第一变轨丝杠；

双输出轴减速机的第二输出轴通过万向节连接第二变轨丝杠。

使用万向节连接双输出轴减速机的输出轴和变轨丝杠，使得双输出轴减速机和变轨丝杠之间的安装位置更加灵活，对误差的容忍度增大。

如图21至图22所示，本申请的一种实现方式中，抱靴组件包括：夹爪、抱靴传动件、抱靴电机；

抱靴电机通过抱靴传动件驱动夹爪开合。夹爪闭合则夹紧轨道，夹爪打开则松开轨道。

如图21至图22所示，本申请的一种实现方式中，抱靴传动件包括：主动同步带轮、同步带、从动同步带轮、双向丝杠、第一夹爪滑块、第二夹爪滑块；

主动同步带轮安装在抱靴电机的输出端，从动同步带轮与双向丝杠同轴固定连接，主动同步带轮通过同步带连接从动同步带轮；抱靴电机带动主动同步带轮转动，主动同步带轮通过同步带带动从动同步带轮转动，从动同步带轮带动双向丝杠转动。

夹爪包括第一分趾和第二分趾；

第一夹爪滑块和第一分趾固定连接，第二夹爪滑块和第二分趾固定连接；

第一夹爪滑块和第二夹爪滑块分别安装在双向丝杠中点的两侧，双向丝杠转动时第一夹爪滑块和第二夹爪滑块相向或相背运动。第一夹爪滑块和第二夹爪滑块相向运动，则第一分趾和第二分趾相向运动，夹爪闭合；第一夹爪滑块和第二夹爪滑块相背运动，则第一分趾和第二分趾相背运动，夹爪打开。

抱靴组件还包括导杆、第二端盖和顶盖，导杆两端固定在第二端盖，顶盖将导杆和滑块等盖住。第一夹爪滑块和第二夹爪滑块沿导杆运动。

抱靴组件还可以包括光电开关，光电开关安装在第一分趾和第二分趾之间，光电开关用于检测抱靴组件是否在轨道上。

如图23所示，本申请的一种实现方式中，变轨部件还包括支撑轮组件，支撑轮组件与抱靴组件固定连接，支撑轮组件包括：支撑轮、支撑轮安装座、摆杆、减震弹簧；

摆杆的一端安装支撑轮，摆杆的另一端铰接支撑轮安装座；减震弹簧的两端分别铰接支撑轮安装座和摆杆，支撑轮安装座、摆杆和减震弹簧之间的铰接点位于三角形的三个顶点。抱靴组件和变轨滑块通过连接座固定连接，在连接座内插入销轴定位，支撑轮组件的支撑轮安装座固定安装在连接座。减震弹簧具有伸缩性，因此摆杆能够相对支撑轮安装座转动。支撑轮能在轨道上运动，为了能够更加稳定地与轨道配合，支撑轮的中部直径小于两端直径，支撑轮的轴截面呈“H”形，或者支撑轮的轴截面下半部呈拱桥形。支撑轮的形状还可以是其他的，具体不做限制。支撑轮可以是橡胶轮、尼龙轮等。

如图23所示，本申请的一种实现方式中，支撑轮组件还包括：编码器；

编码器与支撑轮同轴安装，编码器用于记录支撑轮的转动。使用编码器能够记录支撑轮转动的圈数，结合支撑轮的周长就能计算出悬索桥缆索系统检修机器人运动的距离，结合转动的时间就能计算出悬索桥缆索系统检修机器人运动的速度。安装多个编码器时，可以取所有编码器的平均值。

如图14至图15所示，本申请的一种实现方式中，牵引部件包括：固定框组件、伸缩框组件、蠕动电机、传动条、传动轮；

固定框组件和伸缩框组件各安装至少一个变轨部件；

固定框组件和伸缩框组件均为矩形框，固定框组件的纵边框和伸缩框组件的纵边框通过滑轨滑动连接，传动条的两端分别固定在固定框组件的两条横边框；矩形框包括横边框和纵边框，横边框与轨道垂直，纵边框与轨道平行。如图15所示，固定框组件的纵边框内侧安装滑轨与伸缩框组件的纵边框外侧连接。滑轨通过螺钉固定在固定框组件上，伸缩框组件沿固定框组件滑轨自由滑动。

此外还可以在伸缩框组件的纵边框内侧安装滑轨与固定框组件的纵边框外侧连接，具体不作限制。传动条与轨道平行，传动条的两端一前一后固定在固定框组件的两条横边框。传动条可以穿过伸缩框组件的一条横边框。

蠕动电机固定安装在伸缩框组件的横边框，蠕动电机的输出端安装传动轮，传动轮与传动条配合，使得蠕动电机能够驱动伸缩框组件和固定框组件相对滑动。蠕动电机通过第一联轴器和第一减速机连接传动轮。

蠕动电机驱动悬索桥缆索系统检修机器人沿轨道运动的过程如下：

101、变轨部件调整第一抱靴组件和第二抱靴组件的间距后，如图1所示，将悬索桥缆索系统检修机器人放置在扶手绳上，支撑轮组件的支撑轮与轨道配合；

102、固定框组件的抱靴组件抱紧轨道，伸缩框组件的抱靴组件放开轨道，蠕动电机驱动伸缩框组件相对固定框组件滑动；

103、固定框组件的抱靴组件放开轨道，伸缩框组件的抱靴组件抱紧轨道，蠕动电机驱动固定框组件相对伸缩框组件滑动；

交替执行步骤102和步骤103即可使得悬索桥缆索系统检修机器人沿轨道运动。在步骤102和步骤103中蠕动电机的转动方向是相反的，即一个是正转，一个是反转。

如图14至图15所示，本申请的一种实现方式中，固定框组件的横边框包括第一横边框和第二横边框，伸缩框组件横边框包括第三横边框和第四横边框，第二横边框和第三横边框安装在第一横边框和第四横边框之间；如图15所示，从右到左依次为第一横边框、第三横边框、第二横边框和第四横边框。蠕动电机安装在第三横边框上，传动条的两端固定在第一横边框和第二横边框，且传动条穿过第三横边框。

第一横边框安装变轨部件，第四横边框安装变轨部件。如图14所示，在固定框组件的第一横边框安装一个变轨部件，在伸缩框组件的第四横边框安装另一个变轨部件。变轨部件可以安装在横边框的侧面或底面。变轨部件可以通过螺钉固定在横边框。需要说明的是，还可以在其他横边框安装变轨部件，具体不作限定。

本申请的一种实现方式中，传动条为链条，传动轮为链轮；或者

传动条为齿条，传动轮为齿轮。传动条和传动轮相互匹配，传动条和传动轮还可以是其他组合，具体不作限定。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。