CN109778694B - 桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，包括本体以及依次通过本体连接的检测机构、打磨机构、行动机构和修复机构，所述打磨机构包括打磨支架、分别与打磨支架连接的两组打磨轮、用于驱动所述打磨轮转动的打磨驱动电机，所述行动机构包括行动支架、分别与行动支架连接的两组行动轮、用于驱动所述行动轮转动的行动驱动电机，本发明装置，先用于检测桥梁、索塔的阳角，然后针对检测出病害的位置，通过打磨机构进行打磨，最后通过修复结构进行修复，行动结构可用于提供平衡和移动整个装置，可以方便桥梁和索塔中对于墙体阳角进行修补，修复效率高，精度更高。

Description

桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人

技术领域

本发明涉及桥梁、索塔检索机器人技术领域，具体涉及一种针对墙体阳角的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人。

背景技术

桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人又称为壁面移动机器人，因为垂直壁面作业超出人的极限，因此在国外又称为极限作业机器人。桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和永磁吸附两种。其中负压方式可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制；永磁吸附方式则有永磁体和电磁铁两种方式，只适用于吸附导磁性壁面。桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂。在核工业中用来检查测厚等，还可以用于消防和造船等行业。日本在桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人研究上发展迅速，中国也于20世纪90年代以来进行类似的研究。

近年来，桥梁垮塌事故屡有发生，给国家和人民生命财产造成了极大的损失。据不完全统计，自2007年至2012年间，国内共有37座桥梁垮塌，其中近六成的桥梁建设时间在1994年之后，桥龄不到20年。究其原因，绝大多数是由于桥梁病害没有得到及时发现，更没有及时诊治。这固然与我们的桥梁维养水平有关，但主要还是我们对桥梁病害认知不够、对病害的危害性认识不足，鉴此，我们依托自身十余年的桥梁检测经验，并结合桥梁病害陈列馆相关资料基础上出版了该书，旨在关注桥梁病害分析，把握桥梁结构安全。现在有许多桥梁或者索塔有很多在阳角处存在病害，但是现有的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人只能做到在线的检测或者在线的修补，不能将两者结合在一起，效率低下，而且受到结构的限制，只能针对每一个面进行检测或者修补，不方便对墙体阳角进行修补，修复的精度比较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，先用于检测桥梁、索塔的阳角，然后针对检测出病害的位置，通过打磨机构进行打磨，最后通过修复结构进行修复，行动结构可用于提供平衡和移动整个装置，可以方便桥梁和索塔中对于墙体阳角进行修补，修复效率高，精度更高。

本发明桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，包括本体以及依次通过本体连接的检测机构、打磨机构、行动机构和修复机构，所述打磨机构包括打磨支架、分别与打磨支架连接的两组打磨轮、用于驱动所述打磨轮转动的打磨驱动电机，所述打磨支架包括相对于本体对称设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的一端分别与本体连接形成V形，所述第一支架和第二支架的另一端分别连接至两组打磨轮，所述第一支架和第二支架之间设置有使两者互相靠拢的第一预拉力装置；所述行动机构包括行动支架、分别与行动支架连接的两组行动轮、用于驱动所述行动轮转动的行动驱动电机，所述行动支架包括相对于本体对称设置的第三支架和第四支架，所述第三支架和第四支架的一端分别与本体连接形成V形，所述第三支架和第四支架的另一端分别连接至两组行动轮，所述第三支架和第四支架之间设置有使两者互相靠拢的第二预拉力装置。

进一步，所述检测机构包括检测支架以及通过所述检测支架与本体连接的超声波检测仪。

进一步，所述本体上固定设置有第一转动电机，所述检测支架与所述第一转动电机的输出轴连接可绕本体转动。

进一步，所述修复机构包括修复支架以及通过所述修复支架与本体连接的焊锡注射器。

进一步，所述本体上固定设置有第二转动电机，所述修复支架与所述第二转动电机的输出轴连接可绕本体转动。

进一步，所述修复支架包括支架本体以及与所述支架本体滑动连接的滑块，所述焊锡注射器固定设置在滑块的末端，所述修复支架上还固定设有驱动所述滑块滑动的驱动装置。

进一步，所述支架本体内部空心形成滑轨，所述滑块设置在支架本体内且与所述滑轨配合，所述滑块上设置有齿条，所述支架本体上设置有用于所述齿条让位的条形缺口，所述修复机构还包括与所述齿条配合的齿轮以及驱动所述齿轮转动的电机，所述电机固定设置在支架本体上。

进一步，所述第一预拉力装置和第二预拉力装置均为弹簧。

进一步，所述打磨轮的摩擦轮面设置在打磨轮的正面，且与墙面相切，所述行动轮的摩擦轮面设置在行动轮的外圆周面上且与所述墙面相切。

进一步，所述本体上还设置有正压吹风装置，所述正压吹风装置的吹风口与所述打磨轮的打磨表面一一对应。

本发明的有益效果：

本发明通过在本体上依次设置检测机构、打磨机构、行动机构和修复机构，在一些桥梁、索塔的阳角进行检测时，通过行动轮的旋转与建筑阳角的外壁摩擦，可以提供装置本体向上的分力，用于抵消装置本体整体的重力，实现了机器人在墙体阳角的支撑平衡。

本装置通过检测机构，先用于检测桥梁、索塔的阳角，然后针对检测出病害的位置，通过打磨机构进行打磨，最后通过修复结构进行修复，行动结构可用于提供平衡和移动整个装置。本发明打磨支架和行动支架均呈V形，与墙体的阳角对应，第一支架和第二支架的另一端分别连接至两组打磨轮，第一支架和第二支架之间设置有使两者互相靠拢的第一预拉力装置，让两个打磨轮的打磨表面与墙面有一定的预应力，打磨效果更好，可以根据需要选择相关的预应力强度。本实施例两组打磨轮可以采用可拆卸的方式与打磨驱动电机连接，方便及时更换新的打磨轮，达到更佳的效果。

本发明通过声发射探伤探头旋转进行探伤，发现问题可以通过下端的焊锡注射器进行内部修复，可以方便对墙体阳角进行修补，由于直接在检测结束后就进行修补，修复的精度比较高，效率更高。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为支架本体与滑块的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明的结构示意图，图2为支架本体与滑块的连接示意图，桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，包括本体1以及依次通过本体1连接的检测机构2、打磨机构3、行动机构4和修复机构5，所述打磨机构3包括打磨支架301、分别与打磨支架301连接的两组打磨轮302、用于驱动所述打磨轮302转动的打磨驱动电机303，所述打磨支架301包括相对于本体1对称设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的一端分别与本体1连接形成V形，所述第一支架和第二支架的另一端分别连接至两组打磨轮302，所述第一支架和第二支架之间设置有使两者互相靠拢的第一预拉力装置304；所述行动机构4包括行动支架401、分别与行动支架401连接的两组行动轮402、用于驱动所述行动轮402转动的行动驱动电机403，所述行动支架401包括相对于本体1对称设置的第三支架和第四支架，所述第三支架和第四支架的一端分别与本体1连接形成V形，所述第三支架和第四支架的另一端分别连接至两组行动轮402，所述第三支架和第四支架之间设置有使两者互相靠拢的第二预拉力装置404。

本发明通过在本体1上依次设置检测机构2、打磨机构3、行动机构4和修复机构5，在一些桥梁、索塔的阳角进行检测时，通过行动轮402的旋转与建筑阳角的外壁摩擦，可以提供装置本体1向上的分力，用于抵消装置本体1整体的重力，实现了机器人在墙体阳角的支撑平衡。本装置通过检测机构2，先用于检测桥梁、索塔的阳角，然后针对检测出病害的位置，通过打磨机构3进行打磨，最后通过修复结构进行修复，行动结构可用于提供平衡和移动整个装置。

本发明打磨支架301和行动支架401均呈V形，本体1为杆状，三者相配合与墙体的阳角对应，第一支架和第二支架的另一端分别连接至两组打磨轮，第一支架和第二支架之间设置有使两者互相靠拢的第一预拉力装置304，让两个打磨轮302的打磨表面与墙面有一定的预应力，打磨效果更好，可以根据需要选择相关的预应力强度。本实施例两组打磨轮302可以采用可拆卸的方式与打磨驱动电机连接，方便及时更换新的打磨轮，达到更佳的效果。

本实施例中，所述检测机构2包括检测支架201以及通过所述检测支架201与本体1连接的超声波检测仪202，所述本体1上固定设置有第一转动电机203，所述检测支架201与所述第一转动电机203的输出轴连接可绕本体1转动。本实施例超声波检测仪202采用现有技术，其配套安装有声发射探伤探头，可以在移动的同时利用声发射探伤探头旋转进行探伤。

本实施例中，所述修复机构5包括修复支架501以及通过所述修复支架501与本体1连接的焊锡注射器502。所述本体1上固定设置有第二转动电机503，所述修复支架501与所述第二转动电机503的输出轴连接可绕本体1转动。本发明通过声发射探伤探头旋转进行探伤，发现问题可以通过下端的焊锡注射器502进行内部修复，可以方便对墙体阳角进行修补，由于直接在检测结束后就进行修补，修复的精度比较高，效率更高。

本实施例中，所述修复支架501包括支架本体5011以及与所述支架本体5011滑动连接的滑块5012，所述焊锡注射器502固定设置在滑块5012的末端，所述修复支架501上还固定设有驱动所述滑块5012滑动的驱动装置。所述支架本体5011内部空心形成滑轨，所述滑块设置在支架本体5011内且与所述滑轨配合，所述滑块5012上设置有齿条5014，所述支架本体5011上设置有用于所述齿条5014让位的条形缺口，所述修复机构5还包括与所述齿条5014配合的齿轮5015以及驱动所述齿轮5015转动的电机5013，所述电机5013固定设置在支架本体5011上。本实施例电机5013驱动齿轮5015旋转，齿轮5015与齿条5014配合后，滑块可沿着支架本体5011滑动，滑块5012带动焊锡注射器移动，因此可以实现不同位置的修复，电机5013、第二驱动电机503的转动可以根据检测机构2检测的位置进行确定，相关的控制方法本领域技术人员应当可以理解。

本实施例中，所述第一预拉力装置304和第二预拉力装置404均为弹簧，采用弹簧使装置更为简单，预拉力稳定，连接方便，拆卸和装配方便，成本低。

本实施例中，所述打磨轮302的摩擦轮面设置在打磨轮302的正面，且与墙面相切，打磨面积更大，效果更好，所述行动轮402的摩擦轮面设置在行动轮的外圆周面上且与所述墙面相切。

本实施例中，所述本体1上还设置有正压吹风装置，所述正压吹风装置的吹风口与所述打磨轮的打磨表面一一对应。本实施例正压吹风装置包括正压吹风发生装置601和与正压吹风发生装置601连接的吹风头602，每一个吹风头602与每一组或者每一组的打磨轮302对应，方便打磨轮302进行打磨，对墙面的打磨效果更好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，其特征在于：包括杆状的本体以及依次通过本体连接的检测机构、打磨机构、行动机构和修复机构，所述打磨机构包括打磨支架、分别与打磨支架连接的两组打磨轮、用于驱动所述打磨轮转动的打磨驱动电机，所述打磨支架包括相对于本体对称设置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的一端分别与本体连接形成V形，所述第一支架和第二支架的另一端分别连接至两组打磨轮，所述第一支架和第二支架之间设置有使两者互相靠拢的第一预拉力装置；所述行动机构包括行动支架、分别与行动支架连接的两组行动轮、用于驱动所述行动轮转动的行动驱动电机，所述行动支架包括相对于本体对称设置的第三支架和第四支架，所述第三支架和第四支架的一端分别与本体连接形成V形，所述第三支架和第四支架的另一端分别连接至两组行动轮，所述第三支架和第四支架之间设置有使两者互相靠拢的第二预拉力装置；

所述修复机构包括修复支架以及通过所述修复支架与本体连接的焊锡注射器，所述本体上固定设置有第二转动电机，所述修复支架与所述第二转动电机的输出轴连接可绕本体转动，所述修复支架包括支架本体以及与所述支架本体滑动连接的滑块，所述焊锡注射器固定设置在滑块的末端，所述修复支架上还固定设有驱动所述滑块滑动的驱动装置，所述支架本体内部空心形成滑轨，所述滑块设置在支架本体内且与所述滑轨配合，所述滑块上设置有齿条，所述支架本体上设置有用于所述齿条让位的条形缺口，所述修复机构还包括与所述齿条配合的齿轮以及驱动所述齿轮转动的电机，所述电机固定设置在支架本体上；所述打磨轮的摩擦轮面设置在打磨轮的正面，且与墙面相切，所述行动轮的摩擦轮面设置在行动轮的外圆周面上且与所述墙面相切。

2.根据权利要求1所述的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，其特征在于：所述检测机构包括检测支架以及通过所述检测支架与本体连接的超声波检测仪。

3.根据权利要求2所述的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，其特征在于：所述本体上固定设置有第一转动电机，所述检测支架与所述第一转动电机的输出轴连接可绕本体转动。

4.根据权利要求1所述的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，其特征在于：所述第一预拉力装置和第二预拉力装置均为弹簧。

5.根据权利要求1所述的桥梁索塔结构在线检测修复用爬壁机器人，其特征在于：所述本体上还设置有正压吹风装置，所述正压吹风装置的吹风口与所述打磨轮的打磨表面一一对应。

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