CN112238449A - 桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构 - Google Patents

桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，水平机械臂包括首节管、至少一个中节管、末节管、绳索、气管、伺服电机、管座与卷筒，该发明通过桥梁、隧道智能检测的水平机械臂伸缩机构的水平机械臂顺利实现自动伸缩功能，结构轻便，控制灵活。

Description

桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构
技术领域
本发明涉及涉及桥梁、隧道检测技术领域，具体的说是桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构。
背景技术
桥梁、隧道智能检测车是对桥梁、隧道定期探伤的一种设备；该设备主要通过高分辨率相机对桥梁、隧道混凝土表面的裂缝进行检测，根据裂缝的形状、长短、宽窄、深浅以及所处的部位，判断桥梁、隧道的早期病害。
探测的机械臂往往具有伸缩功能，因此机械臂是由多层空心管构成，在工作时通常为水平状态，根据目前公知的技术，多层、长管自动伸缩机构，一般为多级齿轮齿条副结构、多级链轮链条副结构、液压缸或多阶钢丝绳牵引结构等，这些结构对于水平伸长十几米的水平机械臂来说，是无法实现的，不仅是结构复杂、故障率高的问题，含有齿轮齿条副、链轮链条副、或液压缸的重量就无法承受，所以，对于过长水平伸缩臂来说，自动伸缩仍然是一个技术难题。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，以解决上述背景技术中的问题。
本发明的技术方案是：
桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，水平机械臂包括首节管、至少一个中节管、末节管、绳索、气管、伺服电机、管座与卷筒，所述管座的底座设有旋转节，所述管座上设有所述末节管，所述末节管通过所述中节管与所述首节管逐个叠套，所述末节管与所述中节管之间通过密封圈密封，所述中节管与所述首节管之间通过密封圈密封，所述末节管、中节管与首节管之间形成向连通密闭的空腔，气管的一端与所述末节管连通，所述气管的另一端与气源连通，绳索的一端与所述首节管顶端连接，所述绳索的另一端缠绕在卷筒上。
作为优选的技术方案，所述卷筒位于所述管座的空腔内，所述卷筒被所述伺服电机驱动，所述伺服电机上罩有电机罩。
作为优选的技术方案，所述卷筒位于所述管座的外表面上，所述卷筒被所述伺服电机驱动，所述伺服电机上罩有电机罩。
作为优选的技术方案，所述绳索放置在所述末节管、中节管、首节管、管座的连通形成的空腔内，所述伺服电机与卷筒都密封在管座与电机罩形成的空腔内，所述伺服电机的基座与所述管座之间通过密封圈密封。
作为优选的技术方案，所述绳索位于所述首节管、中节管与所述末节管的外侧。
作为优选的技术方案，所述首节管、中节管与末节管为铝合金首节管、铝合金中节管、铝合金末节管。
作为优选的技术方案，所述首节管、中节管与末节管为碳纤维材料首节管、碳纤维材料中节管、碳纤维材料末节管。
作为优选的技术方案，所述首节管、中节管与末节管相互之间设有导向键。
作为优选的技术方案，所述伺服电机的动力线、信号分别通过密闭的过墙航空插头引出。
作为优选的技术方案，还包括承载车辆、底座、多节机械臂及其驱动系统、摄像器材、控制系统、信息处理系统以及数据传输系统构成，多节机械臂中包括第一节机械臂、第二机械臂，所述第一节机械臂通过轴承支承与底座连接，所述第二节机械臂通过铰链与第一节机械臂连接，所述第二节机械臂4的尾端设有所述旋转节5，所述旋转节5后端设有水平机械臂6，水平机械臂6的尾端设有摄像器材7。
作为优选的技术方案，所述摄像器材包括照相机，录像机其中的一种。
由于采用了上述技术方案桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，水平机械臂包括首节管、至少一个中节管、末节管、绳索、气管、伺服电机、管座与卷筒，所述管座的底座设有旋转节，所述管座上设有所述末节管，所述末节管通过所述中节管与所述首节管逐个叠套，所述末节管与所述中节管之间通过密封圈密封，所述中节管与所述首节管之间通过密封圈密封，所述末节管、中节管与首节管之间形成向连通密闭的空腔，气管的一端与所述末节管连通，所述气管的另一端与气源连通，绳索的一端与所述首节管顶端连接，所述绳索的另一端缠绕在卷筒上，所述卷筒位于所述管座的空腔内，所述卷筒被所述伺服电机驱动，所述伺服电机上罩有电机，该发明通过机-电-气复合协调控制，顺利实现水平机械臂自动伸缩功能，结构轻便，控制灵活；桥梁、隧道智能检测的水平机械臂伸缩机构，其机械臂的伸长为气体动力，机械臂的缩回靠卷筒卷拉绳索的拉力，水平机械臂的伸长、或缩回的距离由伺服电机通过卷筒释放卷拉绳索的长短决定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构探测桥梁状态侧视图；
图2为本发明实施例桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构探测桥梁状态主视图；
图3为本发明实施例1的水平机械臂的结构示意图；
图4为本发明实施例2的水平机械臂的结构示意图；
其中：1.承载载具，2.底座，3.第一节机械臂，4.第二节机械臂，5.旋转节，6.水平机械臂，7.摄像器材，601.首节管，602.中节管，603.末节管，604. 绳索，605.气管，606.电机罩，607.伺服电机，608.管座，609.卷筒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
实施例1，如图1、图2、图3所示，水平机械臂6包括首节管601、至少一个中节管602、末节管603、绳索604、气管605、伺服电机607、管座608与卷筒609，所述管座608的底座设有旋转节5，所述管座608上设有所述末节管 603，所述末节管603通过所述中节管602与所述首节管601逐个叠套，所述末节管603与所述中节管602之间通过密封圈密封，所述中节管602与所述首节管601之间通过密封圈密封，所述末节管603、中节管602与首节管601之间形成向连通密闭的空腔，气管605的一端与所述末节管603连通，所述气管605 的另一端与气源连通，绳索604的一端与所述首节管601顶端连接，所述绳索 604的另一端缠绕在卷筒609上，所述卷筒609位于所述管座608的空腔内，所述卷筒608被所述伺服电机607驱动，所述伺服电机607上罩有电机罩606。
所述绳索604放置在所述末节管603、中节管602、首节管601、管座608 的连通形成的空腔内，所述伺服电机607与卷筒609都密封在管座608与电机罩606形成的空腔内，所述伺服电机607的基座与所述管座608之间通过密封圈密封，绳索604放置在水平机械臂6的空腔内，同时，伺服电机607和卷筒 609都密闭在密闭的空腔内，以便形成向前推送机械臂管节的气体动力，外观简洁。
所述首节管601、中节管302与末节管603为铝合金首节管601、铝合金中节管602、铝合金末节管603，以减轻重量。
所述首节管601、中节管602与末节管603相互之间设有导向键，以限制周向旋转。
还包括承载车辆1、底座2、多节机械臂及其驱动系统、照相机7、控制系统、信息处理系统以及数据传输系统构成，多节机械臂中包括第一节机械臂3、第二机械臂4，所述第一节机械臂3为水平放置，通过轴承支承与底座 2连接，所述第一节机械臂3能够在水平面内回转，所述第二节机械臂4通过铰链与第一节机械臂3连接，所述第二节机械臂4能够在垂面内摆动，所述第二节机械臂4的尾端设有所述旋转节5，所述旋转节5后端设有水平机械臂6，水平机械臂6的尾端设有摄像器材7；
所述摄像器材7包括照相机，录像机其中的一种。
伺服电机607的动力线、信号均通过密闭的过墙航空插头引出，以保持管内空腔的密闭性。
相邻的所述首节管601、末节管603与中节管602相邻之间的管与管之间通过密封圈密封，形成能够伸缩的机械臂机构，机械臂机构腹腔内的各空腔相通、并形成密闭空腔，当气管605通气、卷筒609释放绳索时，水平机械臂6就伸长，当卷筒609卷拉绳索604时，水平机械臂6就缩回。
水平机械臂6的伸长为气体动力，水平机械臂6的缩回靠卷筒609卷拉绳索604的拉力，水平机械臂6的伸长、或缩回的距离由伺服电机607通过卷筒 609释放、或卷拉绳索的长短控制；在实际中，气体动力大于水平机械臂6的伸缩阻力，以推动水平机械臂6的伸长，卷筒609卷拉绳索604的力大于机械臂的伸长阻力+气体动力，所以，在气体动力向前推送机械臂的管节时，卷筒609 同时释放绳索604时，机械臂才能向前伸长，机械臂向后退缩通过卷筒609卷拉绳索604实现。
实施例2，如图1、图2和图4所示，水平机械臂6包括首节管601、至少一个中节管602、末节管603、绳索604、气管605、伺服电机607、管座608与卷筒609，所述管座608的底座设有旋转节5，所述管座608上设有所述末节管 603，所述末节管603通过所述中节管602与所述首节管601逐个叠套，所述末节管603与所述中节管602之间通过密封圈密封，所述中节管602与所述首节管601之间通过密封圈密封，所述末节管603、中节管602与首节管601之间形成向连通密闭的空腔，气管605的一端与所述末节管603连通，所述气管605 的另一端与气源连通，绳索604的一端与所述首节管601顶端连接，所述绳索 604的另一端缠绕在卷筒609上，所述卷筒609位于所述管座608的外表面上，所述卷筒609被所述伺服电机607驱动，所述伺服电机607上罩有电机罩。
所述首节管601、中节管602与末节管603相互之间设有导向键，以限制周向旋转。
还包括承载车辆1、底座2、多节机械臂及其驱动系统、摄像器材7、控制系统、信息处理系统以及数据传输系统构成，多节机械臂中包括第一节机械臂3、第二机械臂4，所述第一节机械臂3为水平放置，通过轴承支承与底座2连接，所述第一节机械臂3能够在水平面内回转，所述第二节机械臂4 通过铰链与第一节机械臂3连接，所述第二节机械臂4能够在垂面内摆动，所述第二节机械臂4的尾端设有所述旋转节5，所述旋转节5后端设有水平机械臂6，水平机械臂6的尾端设有摄像器材7。
所述摄像器材7包括照相机，录像机其中的一种。
所述绳索604位于所述首节管601、中节管602与所述末节管603的外侧。
所述首节管601、中节管602与末节管603为碳纤维材料首节管601、碳纤维材料中节管602、碳纤维材料末节管603，以减轻重量。
所述绳索604放置在机械臂的外面，此时，伺服电机607和卷筒609都可以放置外面，结构简单，但绳索604保护较差，外观也不整洁。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于:水平机械臂包括首节管、至少一个中节管、末节管、绳索、气管、伺服电机、管座与卷筒，所述管座的底座设有旋转节，所述管座上设有所述末节管，所述末节管通过所述中节管与所述首节管逐个叠套，所述末节管与所述中节管之间通过密封圈密封，所述中节管与所述首节管之间通过密封圈密封，所述末节管、中节管与首节管之间形成向连通密闭的空腔，气管的一端与所述末节管连通，所述气管的另一端与气源连通，绳索的一端与所述首节管顶端连接，所述绳索的另一端缠绕在卷筒上。
2.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述卷筒位于所述管座的空腔内，所述卷筒被所述伺服电机驱动，所述伺服电机上罩有电机罩。
3.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述卷筒位于所述管座的外表面上，所述卷筒被所述伺服电机驱动，所述伺服电机上罩有电机罩。
4.如权利要求1或2所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述绳索放置在所述末节管、中节管、首节管、管座的连通形成的空腔内，所述伺服电机与卷筒都密封在管座与电机罩形成的空腔内，所述伺服电机的基座与所述管座之间通过密封圈密封。
5.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述绳索位于所述首节管、中节管与所述末节管的外侧。
6.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述首节管、中节管与末节管为铝合金首节管、铝合金中节管、铝合金末节管。
7.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述首节管、中节管与末节管为碳纤维材料首节管、碳纤维材料中节管、碳纤维材料末节管。
8.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述首节管、中节管与末节管相互之间设有导向键。
9.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：所述伺服电机的动力线、信号分别通过密闭的过墙航空插头引出。
10.如权利要求1所述的桥梁、隧道智能检测车机械臂伸缩机构，其特征在于：还包括承载车辆、底座、多节机械臂及其驱动系统、摄像器材、控制系统、信息处理系统以及数据传输系统构成，多节机械臂中包括第一节机械臂、第二机械臂，所述第一节机械臂通过轴承支承与底座连接，所述第二节机械臂通过铰链与第一节机械臂连接，所述第二节机械臂4的尾端设有所述旋转节5，所述旋转节5后端设有水平机械臂6，水平机械臂6的尾端设有摄像器材7。
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