CN104131518A - 平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，包括以下步骤：1）用弹簧支撑装置将所有独立悬挂装置中的平行四边形框架撑开，使弹簧被拉伸，车轮与车体中轴间距拉大；2）将脚扣式固定装置安装在拉索上；3）将缆索检测机器人车体同一侧的联接件打开，使车体呈张开状态；4）使拉索位于张开的车体中，合拢车架，并将一根拉力传递轴勾在脚扣式固定装置的钩子上；5）调整缆索检测机器人对应联接件的位置，至车轮压在拉索上后，将联接件固定定位；6）卸下弹簧支撑装置，卸下脚扣式固定装置，安装完成。本方法是一种操作简便、快速，节省人力的安装方法，降低了高空作业危险性，仅需一人即可在高空实现机器人的安装。

Description

平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法

技术领域

本发明是基于平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，属于机器人应用领域。 

背景技术

随着经济、交通事业的迅速发展，大跨度桥梁的发展也越来越快，斜拉桥作为现代桥梁的新型式，在世界范围内得到了广泛的应用。斜拉桥、悬索桥建成后，其主要受力构件之一的缆索长期暴露在空气之中，缆索表面的聚乙烯（PE）保护层将出现不同程度的硬化老化等破坏现象，缆索内部钢丝束也因空气中的水分和其他酸性物质而受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象，危及桥梁的安全。至今国内外已经发生过几起通车仅几年就因缆索腐蚀严重而导致斜拉桥全部换索的不幸工程实例，为了降低缆索的维修费用， 避免单根或全体缆索腐蚀而换索，定期的缆索内外部检查、修复都是必须的。 

至今对斜拉索的检查和维护方式还相对比较落后，早期是利用卷扬机使设备沿缆索移动，记录测试数据或储存以作分析；近几年上海交通大学机器人研究所利用特种机器人技术，采用电驱动摩擦轮压紧使机器人连续爬升或气驱动气缸夹紧蠕动爬升，利用随带的喷涂、磁检测等装置，实现了在役缆索的涂装、内部检测等作业，但是这两种机器人还有诸多不足之处：例如比较笨重、能量消耗较大等缺点。于此同时，由于斜拉锁根部的锚头和保护套离地面有一定高度，在桥面安装机器人往往需要借助扶梯或是工程车，高空作业就使得繁琐的机器人安装变得艰难而危险。此专利主要针对这一问题，提出了一种平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法。  

发明内容

技术问题：本发明提供一种操作简便、快速，节省人力，降低了高空作业危险性，仅需一人即可在高空实现机器人的快速拆装的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法。       

技术方案：本发明的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，包括以下步骤：

1）用弹簧支撑装置将所有独立悬挂装置中的平行四边形框架撑开，具体操作方法为：将压杆的端部卡在拉力传递轴上，同时将支撑杆的直角卡槽顶在缆索检测机器人的车架上，然后旋转下压压杆，直至压杆与支撑杆的夹角超过180度，压杆的杆体被定位柱限位，从而将独立悬挂装置中的平行四边形框架撑开，使弹簧被拉伸，车轮与车体中轴间距拉大；

2）调节脚扣式固定装置的活动钩与扣体之间的距离，将脚扣式固定装置安装在拉索上；

3）将缆索检测机器人车体同一侧的联接件打开，旋转车体的两个车架，使车体呈张开状态；

4）移动缆索检测机器人，使拉索位于张开的车体中，然后合拢车架，并将一根拉力传递轴勾在脚扣式固定装置的钩子上，从而将机器人悬挂在拉索上；

5）调整缆索检测机器人两个车架上对应联接件的位置，至车轮压在拉索上后，将两个车架的联接件固定定位；

6）回转上提压杆，直至回到初始位置，使拉力传递轴仅受弹簧的拉力，从而将车轮压紧在拉索上，然后松开钩子，卸下脚扣式固定装置，完成缆索检测机器人的安装。

本发明方法的一种优选方案中，弹簧支撑装置包括通过螺栓相互铰接的压杆和支撑杆，所述支撑杆一端设置有定位柱，另一端设置有用于顶压机器人车身的直角卡槽，所述压杆一端设置有用于卡住拉力传递轴的圆弧卡槽，另一端为手柄。 

本发明方法的一种优选方案中，步骤5）中，利用设置在联接件上底面或下底面的搭扣固定定位销柱，即在定位孔中插入定位销柱，用搭扣的钩子钩住定位销柱的凹槽后，将搭扣的把手复位，固定住定位销柱。 

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点： 

（1）在以往的缆索检测机器人安装过程中，需将机器人两个车架分开，调节机器人压紧缆索；而在本安装方法中利用了可调节凹槽的结构，机器人在安装时可以在不分开两个车架的情况下张开车体环抱拉索 ，节省了人力。

（2）区别于之前的利用丝杠结构预拉弹簧的过程，本安装方法提出了一种弹簧支撑装置，此装置利用一种带自锁的脚架机构和杠杆原理，使得机器人悬挂部分的弹簧可以通过人力轻松的张开，获得一个预张力，撑开机器人的悬挂臂，便于安装。同时在拆卸脚架的时候，杠杆机构使得拆卸过程非常省力和方便。 

（3）在平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装过程中，机器人可以挂在脚扣式的固定装置上，利用机器人的自重获得的摩擦力使得机器人固定，无需在高空多人协作手扶机器人即可完成安装过程。在安装完毕后，可以轻松取下固定装置，实现固定装置与机器人和拉索的脱离。 

（4）区别于之前的利用螺栓螺母固定联接件的安装方法，本方法提出了使用搭扣配合定位销柱的安装方案，省去了在高空使用扳手等工具的复杂安装工序，使得机器人的联接件在安装固定的时候更加快捷简便。 

总之，由于使用了以上一系列的改进方法，本安装方法在平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装过程中解放了人力，不再需要两人在高空配合作业，仅需一人即可独立实现机器人的安装过程，操作更加简便、快速，降低了高空作业危险性。  

附图说明

图1为本发明中弹簧支撑装置示意图； 

图2为本发明步骤1）中弹簧支撑装置初始安装示意图；

图3为本发明步骤1）中弹簧支撑装置拉伸弹簧示意图；

图4为本发明中脚扣式固定装置示意图；

图5为本发明步骤3）中机器人车体张开状态示意图；

图6为本发明步骤4）中机器人环抱拉索挂在钩子上状态示意图；

图7为本发明步骤5）中机器人车轮接触拉索且联接件固定状态示意图；

图8为本发明中机器人安装在拉索上的最终状态示意图。

图9为本发明中机器人安装在拉索上的最终状态侧视图。 

图中有：机器人1、弹簧支撑脚架2、脚扣式固定装置3、拉索4、车身11、悬挂12、联接件一13、压杆21、支撑杆22、定位柱23、螺栓24、活动钩31、扣体32、防滑橡胶垫33、钩子34、弹簧121、拉力传递轴122、轮子123、搭扣结构131、定位孔132、定位螺栓133、定位销柱134、可调节凹槽135。 

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。 

本发明方法是针对基于平行四边形独立悬挂的缆索检测机器人提出的，该机器人结构如图5、图9所示。机器人包括车体11、设置在车体上的独立悬挂装置12、安装在独立悬挂装置上的车轮123，独立悬挂装置12包括平行设置的两组平行四边形框架、连接两组平行四边形框架的拉力传递轴122、与拉力传递轴122连接的预紧弹簧121，平行四边形框架由依次连接的四根连杆连接而成。机器人由对应设置的两个车体11组合而成，所述的两个车体11对称设置在缆索4两侧，并通过联接件13连接组合为一体，两个车架上安装的独立悬挂装置12和车轮123沿缆索4对称设置。 

本发明的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，其中的弹簧支撑装置2包括压杆21、支撑杆22、定位柱23和螺栓24四部分组成，其中支撑杆22一端为直角卡槽与机器人车身固定，另一端固定定位柱23对压杆21限位，中间孔处通过螺栓24与压杆21连接，压杆21一端圆弧卡槽与拉力传递轴122固定，另一端为把手。 

本发明的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，包括以下步骤： 

1）用弹簧支撑装置2将所有独立悬挂装置12中的平行四边形框架撑开，具体操作方法为：把弹簧支撑装置2安装在未撑开的平行四边形框架上的弹簧121的侧边，其初始位置如图2所示，压杆21的端部卡在拉力传递轴122上，同时支撑杆22的直角卡槽顶在缆索检测机器人的车架11上；然后旋转下压压杆21，直至压杆21与支撑杆22的夹角超过180度，借助预紧弹簧121的压力使压杆21的杆体紧紧压在定位柱23上，使压杆21被定位柱23限位，到达机构的死角，从而实现撑开预紧弹簧121的功能，从而将独立悬挂装置12中的平行四边形框架撑开，使弹簧121被拉伸，车轮与车体中轴间距拉大，撑开后的状态如图3所示；

2）如图4所示，调节脚扣式固定装置3的活动钩31与扣体32之间的距离至脚扣式固定装置3环抱住拉索4，插入螺栓，将脚扣式固定装置3利用自身的摩擦力固定在拉索4上；

3）如图5所示，将缆索检测机器人车体同一侧的联接件13打开，旋转车体的两个车架11，使车体呈张开状态；

4）如图6所示，移动缆索检测机器人，使拉索4位于张开的车体中，然后合拢车架11，并将一根拉力传递轴122勾在脚扣式固定装置3的钩子34上，从而将机器人悬挂在拉索4上；

5）如图7所示，调整缆索检测机器人两个车架上对应联接件13的位置，同时保证两个车架11之间相互平行，至车轮123压在拉索4上后，将两个车架的联接件13固定定位，其固定方法为：利用设置在联接件13上底面或下底面的搭扣131固定定位销柱134，即在定位孔132中插入定位销柱134，用搭扣131的钩子钩住定位销柱134的凹槽后，将搭扣131的把手复位，固定住定位销柱134，从而固定联结件13；

6）回转上提压杆21，直至弹簧支撑装置2回到初始位置，即压杆21和支撑杆22的卡槽处不再受力，使拉力传递轴122仅受弹簧121的拉力，从而将车轮123压紧在拉索4上，然后松开钩子34，卸下脚扣式固定装置3，完成缆索检测机器人的安装，最终状态如图8和图9所示。

脚扣式固定装置3是利用杠杆原理，借助机器人的自身重量使得固定装置的两侧紧紧的压在斜拉锁的表面，产生较大的摩擦力，从而将机器人的车体固定在斜拉锁表面。同时，该固定装置具有可调节套环，使其具有适应不同直径拉索的能力。 

可调节凹槽135是根据斜拉锁不同直径而在机器人的联接滑动板上做的调节孔，为方便安装，机器人的调整孔互相联接，使得机器人在缆索上拆装的时候，不需要把主动车和从动车拆分，只需单侧打开，呈环抱状即可实现机器人与缆索的脱离或结合。在找好定位孔之后，插入销钉，用可自锁的搭扣扣上即可。 

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。 

Claims (3)

1.一种平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）用弹簧支撑装置（2）将所有独立悬挂装置（12）中的平行四边形框架撑开，具体操作方法为：将压杆（21）的端部卡在拉力传递轴（122）上，同时将支撑杆（22）的直角卡槽顶在缆索检测机器人的车架（11）上，然后旋转下压压杆（21），直至压杆（21）与支撑杆（22）的夹角超过180度，压杆（21）的杆体被定位柱（23）限位，从而将独立悬挂装置（12）中的平行四边形框架撑开，使弹簧（121）被拉伸，车轮与车体中轴间距拉大；

2）调节脚扣式固定装置（3）的活动钩（31）与扣体（32）之间的距离，将脚扣式固定装置（3）安装在拉索（4）上；

3）将缆索检测机器人车体同一侧的联接件（13）打开，旋转车体的两个车架（11），使车体呈张开状态；

4）移动缆索检测机器人，使拉索（4）位于张开的车体中，然后合拢车架（11），并将一根拉力传递轴（122）勾在脚扣式固定装置（3）的钩子（34）上，从而将机器人悬挂在拉索（4）上；

5）调整缆索检测机器人两个车架上对应联接件（13）的位置，至车轮（123）压在拉索（4）上后，将两个车架的联接件（13）固定定位；

6）回转上提压杆（21），直至回到初始位置，使拉力传递轴（122）仅受弹簧（121）的拉力，从而将车轮（123）压紧在拉索（4）上，然后松开钩子（34），卸下脚扣式固定装置（3），完成缆索检测机器人的安装。

2.按照权利要求1所述的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，其特征在于，所述弹簧支撑装置（2）包括通过螺栓（24）相互铰接的压杆（21）和支撑杆（22），所述支撑杆（22）一端设置有定位柱（23），另一端设置有用于顶压机器人车身的直角卡槽，所述压杆（21）一端设置有用于卡住拉力传递轴（122）的圆弧卡槽，另一端为手柄。

3.按照权利要求1或2所述的平行四边形独立悬挂缆索检测机器人的安装方法，其特征在于，所述步骤5）中，利用设置在联接件（13）上底面或下底面的搭扣（131）固定定位销柱（134），即在定位孔（132）中插入定位销柱（134），用搭扣（131）的钩子钩住定位销柱（134）的凹槽后，将搭扣（131）的把手复位，固定住定位销柱（134）。