CN106917352A - 一种螺旋式攀爬装置及用于斜拉索桥检测的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋式攀爬装置及用于斜拉索桥检测的机器人，包括安装架，安装架设置有用于套在攀爬物上并调节直径的开口，安装架的内壁均匀布置安装有三根以上的安装杆；安装架的内壁与安装杆的一端连接，安装杆的另一端分别安装有电动机，电动机的转轴安装有主动轮，主动轮都与安装架呈10°‑30°的夹角；安装架上还安装有用于给所述电动机供电的蓄电池，在安装架上安装有用于拍摄的摄像机，所述摄像机通过Wi‑Fi连接，单片机控制端与电动机连接，主动轮采用电机带动，主动轮与安装架呈10°‑30°的夹角，实现攀爬时螺旋向上以及返回时螺旋向下。结构十分简单，成本低，实现了攀爬斜拉索。

Description

一种螺旋式攀爬装置及用于斜拉索桥检测的机器人

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种用于斜拉索桥检测的机器人。

背景技术

目前在跨越峡谷、海湾、大江大河等不易维修桥墩的地方架设大跨径的特大桥梁时，往往选择斜拉桥。大量斜拉索桥需要大量的日常维护及检修，定期检修和维护保养斜拉索大桥有助于延长其使用寿命并且保障大桥的安全性。为了完成检修工作，目前一般采用的是人工攀爬检修，维修工人工作量大，高空检查危险系数高。为此出现了斜拉索桥攀爬检查机器人，该机器人造价昂贵，维护成本也相当高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋式攀爬装置及采用该装置用于检测斜拉索桥的机器人，该机器人结构简单，成本低，便于推广使用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种螺旋式攀爬装置，其特征在于，包括安装架，所述安装架设置有用于套在攀爬物上的开口，所述安装架的内壁均匀布置安装有三根以上的安装杆；

所述安装架的内壁与安装杆的一端连接，所述安装杆的另一端分别安装有电动机，所述电动机的转轴安装有主动轮，所述主动轮都与所述安装架呈10°-30°的夹角；

所述安装架上还安装有用于给所述电动机供电的蓄电池。

显著效果：螺旋式攀爬装置套在斜拉索上，主动轮采用电机带动，主动轮与安装架呈10°-30°的夹角，实现攀爬时螺旋向上以及返回时螺旋向下。结构十分简单，成本低，实现了攀爬斜拉索。

进一步，所述安装架为圆形的一段。

采用进一步技术方案有益效果：安装架为圆形的一段，结构稳定，便于套在斜拉索上。

进一步，靠近所述安装架的开口处安装有丝杠电机，所述丝杠电机的输出轴与丝杠的一端连接，所述丝杠的另一端与所述安装架开口另一侧螺纹配合。

采用进一步技术方案有益效果：通过设置丝杠，便于根据斜拉索的直径调节安装架的直径，方便螺旋式攀爬装置安装或取下。由于斜拉索的直径会有不同，通过调节安装架的直径，便于攀爬装置适应不同直径的斜拉索安装要求。

进一步，所述安装架的上、下面分别设置有上安装架和下安装架，所述上安装架和下安装架采用铝合金材料制成，所述安装架、上安装架和下安装架都平行设置且采用连杆连接，在所述上安装架和下安装架内侧都连接有若干根杆，在杆的末端安装有万向轮。

采用进一步技术方案有益效果：采用铝合金材料制成，结构轻便，且弹性良好，上安装架和下安装架且安装万向轮，便于在螺旋爬行时结构的稳固和爬行时良好的方向性。

进一步，所述上安装架的内侧还安装有毛刷连杆，所述毛刷连杆末端连接有设置有开口的环状毛刷安装架，该毛刷安装架的内侧安装有环状毛刷。

采用进一步技术方案有益效果：设置毛刷，便于在爬行时将斜拉索表面刷干净，便于检测。

进一步，所述安装架、连杆、上安装架和下安装架都采用铝合金制成，且都镂空设计。

采用进一步技术方案有益效果：安装架、连杆、上安装架和下安装架都镂空设计，结构轻便。

进一步，所述主动轮的数目为三个。

采用进一步技术方案有益效果：三个主动轮结构轻便，且能够包饶斜拉索，结构稳定，攀爬效果好。

一种用于斜拉索桥检测的机器人，其特征在于，采用螺旋式攀爬装置，在所述安装架、上安装架或下安装架上安装有用于拍摄的摄像机，所述摄像机连接有单片机，所述单片机控制端还与所述电动机连接，所述单片机的通信端连接有无线通信模块。

由于采用了螺旋式攀爬装置，只需要一个摄像机便可以进行对斜拉桥索进行良好的检测，而不需要像现有技术的机器人需要三个摄像机，大大降低成本，机器人结构简单，攀爬灵活，使用方便。

进一步，所述摄像机为基于Wi-Fi的无线摄像头。

采用进一步技术方案有益效果：为了传输实时视频信号，采用Wi-Fi摄像头进行传输。这种摄像头可以基于Wi-Fi传输机器人所探测的斜拉索大桥，同时与基于蓝牙的控制系统互相不会干扰。Wi-Fi技术使得操作者可以在操控机器人的同时监测到斜拉索大桥的状况，提升了实用的便利性。Wi-Fi技术目前已经十分成熟，可在有固定Wi-Fi基站信号的地方对于机器人进行远程监控。因而未来可以在极远的地方对机器人进行控制，不需要近距离操控。

进一步，无线通信模块为蓝牙无线通信模块，该蓝牙通信模块与无线通信模块通信，通过单片机用于控制电动机。

采用进一步技术方案有益效果：为了通过手机对于机器人进行控制，省去复杂的线缆，采用蓝牙对于机器人进行控制及必要的数据传输。采用蓝牙串口模块，并且在手机上通过监视蓝牙的软件进行控制，从而可以对于机器人进行远程的操控，同时也降低了机器人的成本，提升了便捷性。

附图说明

图1为螺旋式攀爬装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种螺旋式攀爬装置，包括安装架1，所述安装架1为圆形的一段。在安装架1上设有用于套在攀爬物上的开口，安装架1的内壁安装有三根安装杆3；安装架1的内壁与安装杆3的一端连接述安装杆3的另一端分别安装有电动机4，所述电动机4的转轴安装有主动轮5，主动轮5都与所述安装架1呈10°-30°的夹角；安装架1上还安装有用于给所述电动机4供电的蓄电池。

在靠近所述安装架1的开口处安装有丝杠电机8，所述丝杠电机8的输出轴与丝杠9的一端连接，所述丝杠9的另一端与所述安装架1开口另一侧螺纹配合。

安装架1的上、下面分别设置有上安装架6和下安装架7，安装架1、上安装架6和下安装架7采用铝合金材料制成，且都镂空设计。安装架1、上安装架6和下安装架7都平行设置且采用连杆2连接，在所述上安装架6和下安装架7内侧都连接有若干根杆，在杆的末端安装有万向轮10。

在上安装架6的内侧还安装有毛刷连杆，所述毛刷连杆末端连接有设置有开口的环状毛刷安装架，该毛刷安装架的内侧安装有环状毛刷11。

用于斜拉索桥检测的机器人，采用螺旋式攀爬装置，在所述安装架1、上安装架6或下安装架7上安装有用于拍摄的摄像机，所述摄像机连接有单片机，所述单片机控制端还与所述电动机4连接，所述单片机的通信端连接有无线通信模块。摄像机为基于Wi-Fi的无线摄像头。无线通信模块为蓝牙无线通信模块，该蓝牙通信模块与无线通信模块通信，通过单片机用于控制电动机4。

本发明解决了爬行斜拉索这一较为复杂的问题，同时通过蓝牙、Wi-Fi这些无线传输工具对其进行控制，从而在简单的结构上满足了检修及维护的需要。建造这样的一款机器人有助于使得该行业摆脱目前成本高，操作复杂，机械结构复杂等问题，同时这个结构可以高效率地满足检修人员的需要。若这款机器人大批量投入工业生产及工业使用，将很大程度上改变目前斜拉索大桥检修等现状，大幅度提升该行业的安全性及便捷性，使得工作人员可以更高频率地对于斜拉索大桥进行日常检修维护，提升大桥自身结构安全系数。机器人的控制及检测，使得操作者可以通过手机进行所有的操作，避免了试用复杂的数据线及大型设备进行控制，这也是本课题在便捷性上所做的改进。通过蓝牙与Wi-Fi相结合的控制方式，可以通过我们日常所常用的无线设备操作机器人进行爬行及作业，相比于传统设备具有优势。

最后，以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋式攀爬装置，其特征在于，包括安装架(1)，所述安装架(1)设置有用于套在攀爬物上的开口，所述安装架(1)的内壁安装有三根以上安装杆(3)；

所述安装架(1)的内壁与安装杆(3)的一端连接，所述安装杆(3)的另一端分别安装有电动机(4)，所述电动机(4)的转轴安装有主动轮(5)，所述主动轮(5)都与所述安装架(1)呈10°-30°的夹角；

所述安装架(1)上还安装有用于给所述电动机(4)供电的蓄电池。

2.根据权利要求1所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，所述安装架(1)为圆形的一段。

3.根据权利要求2所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，靠近所述安装架(1)的开口处安装有丝杠电机(8)，所述丝杠电机(8)的输出轴与丝杠(9)的一端连接，所述丝杠(9)的另一端与所述安装架(1)开口另一侧螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，所述安装架(1)的上、下面分别设置有上安装架(6)和下安装架(7)，所述上安装架(6)和下安装架(7)采用铝合金材料制成，所述安装架(1)、上安装架(6)和下安装架(7)都平行设置且采用连杆(2)连接，在所述上安装架(6)和下安装架(7)内侧都连接有若干根杆，在杆的末端安装有万向轮(10)。

5.根据权利要求4所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，所述上安装架(6)的内侧还安装有毛刷连杆，所述毛刷连杆末端连接有设置有开口的环状毛刷安装架，该毛刷安装架的内侧安装有环状毛刷(11)。

6.根据权利要求4所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，所述安装架(1)、连杆(2)、上安装架(6)和下安装架(7)都采用铝合金制成，且都镂空设计。

7.根据权利要求1所述的螺旋式攀爬装置，其特征在于，所述主动轮(5)的数目为三个。

8.一种用于斜拉索桥检测的机器人，其特征在于，采用螺旋式攀爬装置，在所述安装架(1)、上安装架(6)或下安装架(7)上安装有用于拍摄的摄像机，所述摄像机连接有无线远程控制设备，单片机控制端与所述电动机(4)连接，所述单片机的通信端连接有无线通信模块。

9.根据权利要求8所述的用于斜拉索桥检测的机器人，其特征在于，所述摄像机为基于Wi-Fi的无线摄像头。

10.根据权利要求8所述的用于斜拉索桥检测的机器人，其特征在于，无线通信模块为蓝牙无线通信模块，该蓝牙通信模块与无线通信模块通信，通过单片机用于控制电动机(4)。