CN113152271A - 用于悬索桥主缆无损检测的机器人 - Google Patents

用于悬索桥主缆无损检测的机器人 Download PDF

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CN113152271A CN202110215556.2A CN202110215556A CN113152271A CN 113152271 A CN113152271 A CN 113152271A CN 202110215556 A CN202110215556 A CN 202110215556A CN 113152271 A CN113152271 A CN 113152271A
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Abstract

本发明公开了一种用于悬索桥主缆无损检测的机器人,包括检测机构和行走机构;检测机构包括检测臂和检测系统,检测系统包括检测元件,至少部分检测元件设置于所述检测臂;检测臂适形环包于悬索桥主缆外圆用于检测元件获取悬索桥主缆的检测参数,且检测臂可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动用于在行进中避开悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构和吊杆(索);本发明在攀爬行进过程中获取悬索的检测参数,在遇到悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构和吊杆(索)时可摆动远离悬索桥主缆,避开吊杆(索)连接机构和吊杆(索),从而能够快速的越过悬索上的障碍,解决现有机器人的越障能力和运动速度相互矛盾的问题,提高检测效率,同时,造价较低。

Description

用于悬索桥主缆无损检测的机器人
技术领域
本发明涉及一种桥梁无损检测用机器人,特别涉及一种用于悬索桥主缆无损检测的机器人。
背景技术
工业机器人已广泛应用于包括工业制造、制药、家政清洁、探测检测等在内的各个领域。在桥梁工程领域,机器人参与检测也较为普遍。
对于悬索桥的主缆检测来说,则需要一种能够在主缆上进行攀爬并可进行检测的机器人。由于悬索桥主缆所处环境为高空且障碍物(多为连接结构)较多,检测的机器人攀爬过程中需要避开障碍,因而需要一些较为特殊的设计。现有技术中,具有一种采用伸缩臂来实现避障前行的攀爬机器人,由于检测臂相对较长,伸缩过程较为缓慢,并且,检测臂上安装有较多的检测单元,伸缩过程为避免干扰,则机器人整体体积较大,结构也较为复杂,机器人造价也较高,主要的是,由于频繁的伸缩避障,使得整个检测过程的效率较低,浪费时间成本,影响桥梁的通行时间也较长。
因此,需要一种用于悬索检测的机器人,在攀爬行进过程中获取悬索的检测参数,并能够快速的越过悬索上的障碍,解决现有机器人的越障能力和运动速度相互矛盾的问题,提高检测效率,同时,整体结构简单,造价较低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种用于悬索桥主缆无损检测的机器人,在攀爬行进过程中获取悬索的检测参数,并能够快速的越过悬索上的障碍,解决现有机器人的越障能力和运动速度相互矛盾的问题,提高检测效率,同时,整体结构简单,造价较低。
本发明的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,包括检测机构和用于带动检测机构沿悬索桥主缆行进的行走机构;
所述检测机构包括检测臂和检测系统,所述检测系统包括用于获取悬索桥主缆检测参数的检测元件,至少部分检测元件设置于所述检测臂;
所述检测臂适形环包于悬索桥主缆外圆用于检测元件获取悬索桥主缆的检测参数,且检测臂可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动用于在行进中避开悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构和吊杆(索)。
进一步,所述检测臂为两个分列于悬索桥主缆的横向两侧,使用时,两个所述检测臂分别对悬索桥主缆外圆的对应一侧形成适形环包。
进一步,所述检测臂由上检测臂和下检测臂组成,上检测臂和下检测臂之间通过驱动关节首尾连接,所述驱动关节用于驱动下检测臂相对于上检测臂在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动。
进一步,所述行走机构包括可被驱动的沿悬索桥主缆的检修道上弦索行进的行走轮组件和支撑于行走轮组件的行走支架,与所述行走支架连接向下延伸设有连接臂,所述上检测臂可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动的铰接于所述连接臂。
进一步,所述行走轮组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两组行走轮,每组行走轮包括一个行走轮或者沿行进方向排列的多个行走轮;
所述行走轮外圆设有环槽使其形成滑轮结构,并通过该环槽与检修道上弦索形成行走配合。
进一步,所述行走轮的外圆设置为越障结构,所述越障结构用于在行走轮沿检修道上弦索行进时翻越检修道上弦索上的检修道竖杆连接机构;所述行走轮在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板,所述限位翼板用于行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止行走轮横向脱出;所述行走轮的环槽为V形槽且槽底为内凹的圆弧形。
进一步,所述行走机构还包括用于支撑检测臂使其与悬索桥主缆基本保持垂直的支撑组件,所述支撑组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两个支撑行走轮和支撑于两个支撑行走轮之间的支撑横梁,所述支撑行走轮外圆设有环槽使其形成滑轮结构,并通过该环槽与检修道上弦索形成行走配合;
所述支撑行走轮位于行走轮组件的前侧,所述支撑横梁的横向两端分别通过一竖向支撑杆连接于对应侧的检测臂,且分别通过一纵向支撑杆连接于所述行走支架;
所述纵向支撑杆和竖向支撑杆的长度可调。
进一步,所述支撑行走轮的外圆设置为越障结构,所述越障结构用于在支撑行走轮沿检修道上弦索行进时翻越检修道上弦索上的检修道竖杆连接机构;所述支撑行走轮在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板,所述限位翼板用于支撑行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止支撑行走轮横向脱出;所述支撑行走轮的环槽为V形槽且槽底为内凹的圆弧形。
进一步,所述上检测臂的径向内侧设有越障轮组,所述越障轮组包括越障轮轴和三个越障轮,三个越障轮呈三角形设置一轮架且通过轮架以可绕越障轮轴轴线行星转动的方式设置于越障轮轴,所述越障轮轴设置于所述上检测臂;检测臂沿悬索桥主缆行进时在悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构处越障轮绕越障轮轴轴线行星转动越过吊杆(索)连接机构;所述连接臂被设定向下的弹性预紧力的方式设置于所述行走支架。
进一步,所述行走支架的横向尺寸可调;
所述行走支架上位于两个上检测臂之间的悬索桥主缆上方的空隙向下延伸设置有一个弧形结构的顶检测臂,所述弧形结构的顶检测臂与两个检测臂形成环形检测结构;
所述检测元件包括多个磁传感器和多个相机,所述多个磁传感器呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂,相机呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂,所述检测臂和顶检测臂设置相机的部位镂空设计以提供相机拍照空间;
下检测臂的径向内侧设置有接触轮,在检测臂沿悬索桥主缆行进时所述接触轮在所述悬索桥主缆上接触滚动;
所述上检测臂和下检测臂分别由一个曲臂杆形成,或者由多个曲臂杆首尾铰接形成。
本发明的有益效果:本发明的悬索桥主缆检测的机器人,采用可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动的检测臂,在攀爬行进过程中获取悬索的检测参数,在遇到悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构和吊杆(索)时可摆动远离悬索桥主缆,避开吊杆(索)连接机构和吊杆(索),从而能够快速的越过悬索上的障碍,解决现有机器人的越障能力和运动速度相互矛盾的问题,提高检测效率,同时,整体结构简单,造价较低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利作进一步描述。
图1为本发明使用状态横向截面示意图;
图2为本发明跨越障碍状态横向截面示意图;
图3为图1A处放大图;
图4为行走轮跨越障碍侧视图;
图5为行走轮跨越障碍后视图;
图6为本发明支撑组件工作原理的的侧向示意图;
图7为驱动关节工作原理示意图;
图8为纵向支撑杆和横向支撑杆的结构示意图;
图9为越障轮组的结构示意图;
图10为图1B处放大图。
具体实施方式
如图所示,本用于悬索桥主缆无损检测的机器人,包括检测机构和用于带动检测机构沿悬索桥主缆行进的行走机构;
所述检测机构包括检测臂和检测系统,所述检测系统包括用于获取悬索桥主缆检测参数的检测元件,至少部分检测元件设置于所述检测臂;
所述检测臂适形环包于悬索桥主缆1外圆用于检测元件获取悬索桥主缆1的检测参数,且检测臂可在接近和远离悬索桥主缆1的方向上单自由度摆动用于在行进中避开悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构101和吊杆(索)17;吊杆(索) 指的是不同的桥梁有的采用吊杆有的采用吊索,属于现有技术,在此不再赘述;适形环包指的是检测臂靠近悬索桥主缆的侧面为与主缆外圆相适形的结构,可以形成包容,以利于获取主缆的检测参数,当然,根据检测臂的长度以及结构设置,可以是半环形包容,形成单侧检测,同样能够实现发明目的,在此不再赘述;所述单自由度摆动可以通过现有的驱动结构实现,即电动驱动或其他机械驱动手段实现检测臂的摆动,同时,也可以在行进过程中利用主缆上的障碍物对检测臂形成向外的推力从而远离主缆摆动,在此不再赘述。
本实施例中,所述检测臂为两个分列于悬索桥主缆的横向两侧,使用时,两个所述检测臂分别对悬索桥主缆1外圆的对应一侧形成适形环包,通过两个检测臂可形成相对完整的对主缆的环形包围,可获得相对全面的检测数据;当然,如图所示,由于结构上的设置,两个检测臂的上部具有一定的距离,可通过设置另外的弧形结构进行补充,在此不再赘述。
本实施例中,所述检测臂由上检测臂12和下检测臂14组成,上检测臂12 和下检测臂14之间通过驱动关节13首尾连接,所述驱动关节13用于驱动下检测臂14相对于上检测臂12在接近和远离悬索桥主缆1的方向上单自由度摆动;如图7所示(附图仅说明驱动关节的作用原理,与实物及其他附图的结构不一定对应),驱动电机1301(一般为步进电机)固定于上检测臂12,电机输出轴 1302在转动方向上与下检测臂14形成固定(键连接),从而形成驱动;使用时,下检测臂14由于重力作用具有远离主缆的趋势,因而,通过驱动关节控制远离或者接近主缆,对具有较好的主动性,可在吊杆(索)连接机构101和吊杆(索) 17处主动避开,保证设备整体的顺利行进。
本实施例中,所述行走机构包括可被驱动的沿悬索桥主缆1的检修道上弦索4行进的行走轮组件和支撑于行走轮组件的行走支架2,与所述行走支架2连接向下延伸设有连接臂16,所述上检测臂12可在接近和远离悬索桥主缆1的方向上单自由度摆动的铰接于所述连接臂16,整体结构完整,且利用检修道上弦索4作为行进轨道,在结构上有所简化;上检测臂12铰接于连接臂的方式可以直接利用铰接轴形成铰接,也可以利用前述的驱动关节形成铰接,具有主动控制的优点。
本实施例中,所述行走轮组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两组行走轮3,每组行走轮3包括一个行走轮或者沿行进方向排列的多个行走轮,如图 6所示,每组行走轮3包括两个行走轮,具有较好的稳定性,利于保证检测臂与主缆的垂直度;现有技术中的检修道上弦索一般为并行的两根,采用两组行走轮与两根检修道上弦索形成配合,利于保持行进的稳定性;
所述行走轮3外圆设有环槽301使其形成滑轮结构,并通过该环槽301与检修道上弦索4形成行走配合,类似于滑轮与轨道的配合,检修道上弦索4位于环槽301内,保证了行进的稳定性;
行走轮3当然包括轮轴、轮毂等结构,在此不再赘述;而且,行走轮可采用直接的电动轮形成自身驱动,也可在行走支架上设置总得动力源并通过动力传输结构驱动行走轮,通过现有的机械驱动机构即能实现,在此不再赘述。
本实施例中,所述行走轮3的外圆设置为越障结构302,所述越障结构302 用于在行走轮沿检修道上弦索4行进时翻越检修道上弦索4上的检修道竖杆连接机构401,如图所示,检修道竖杆18通过检修道竖杆连接机构401连接于检修道上弦索4;所述行走轮3在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板303,所述限位翼板303用于行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止行走轮横向脱出检修道竖杆连接机构401,横向脱出指的是行走轮在越障过程中沿横向脱出如图3、 4、5所示,行走轮3在轴向外侧和轴向内侧均设有限位翼板303,保证在翻越障碍时具有稳定性,避免脱出;越障结构302可以为多种结构,本实施例采用的是多边形外圆,翻越障碍时具有一定的卡合效果,当然,可采用外圆为齿形结构,同样能够翻越障碍,在此不再赘述;所述行走轮的环槽301为V形槽且槽底为内凹的圆弧形,V形槽结构可适应于不同直径的检修道上弦索4,从而使得本发明具有较好的适应性;当然,环槽301以及越障结构302均需具有一定的粗糙度,以便于驱动行走;
上述行走机构具有较好的越障性能,结合前述的检测臂(可被驱动的摆动) 结构,在经过相对应的障碍时,不需要较多的停止时间调整结构变形即可快速通过,整体提高机器人的检测效率。
本实施例中,所述行走机构还包括用于支撑检测臂使其与悬索桥主缆1基本保持垂直的支撑组件,所述支撑组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两个支撑行走轮和支撑于两个支撑行走轮20之间的支撑横梁(图中没有表示),支撑行走轮20当然包括轮轴和轮毂,在此不再赘述;通过轮轴设置于支撑横梁,属于通常的机械设置结构,在此不再赘述;所述支撑行走轮20外圆设有环槽使其形成滑轮结构,并通过该环槽与检修道上弦索形成行走配合;如图所示,支撑行走轮20与前述行走轮3结构相同,可自主设置电驱动,也可以是随动结构,均能实现发明目的;这里的基本保持垂直指的是检测臂应位于与主缆轴线垂直的平面内,或者与该平面之间形成设定的较小的夹角,以保证参数的精确全面获取;
如图6所示,所述支撑行走轮20位于行走轮组件的前侧(指的是在攀爬主缆时,支撑行走轮位于前方且为高点),所述支撑横梁的横向两端分别通过一竖向支撑杆11连接于对应侧的检测臂,且分别通过一纵向支撑杆19连接于所述行走支架2;如图所示,竖向支撑杆11上端连接支撑横梁(可采用铰接),下端连接于上检测臂12(可采用铰接),纵向支撑杆19前端连接支撑横梁(可采用铰接),后端连接于行走支架2(可采用铰接),检测臂因重力原因形成向下的拉力,具有与垂直于主缆的平面形成夹角的趋势,竖向支撑杆11将拉力传递至支撑行走轮20,支撑行走轮20通过纵向支撑杆19将该力传递至行走支架2,自身达到平衡并保证了检测臂相对于主缆的垂直度。
所述纵向支撑杆19和竖向支撑杆11的长度可调,长度可调的结构可以适应于主缆的不同倾斜度,能够在行进中保证检测臂相对于主缆的垂直度,并且通过控制系统可根据悬索桥主缆倾斜度的变化实时智能调整长度,在此不再赘述;纵向支撑杆和竖向支撑杆长度可调的结构如图8所示(二者调整原理相同,用同一附图表示),竖向支撑杆11(纵向支撑杆19)包括有外套管1103(1903) 和内套杆(管)1102(1902),内套杆(管)1102(1902)部分外套管1103(1903),外套管1103(1903)上固定有空心电机1101(1901),空心电机1101(1901)的空心轴驱动一螺母1104(1904),该螺母1104(1904)与内套杆(管)1102 (1902)螺纹配合,通过螺母带动内套杆(管)沿外套管往复移动形成长度可调的结构。
本实施例中,所述支撑行走轮20的外圆设置为越障结构,所述越障结构用于在支撑行走轮沿检修道上弦索行进时翻越检修道上弦索上的检修道竖杆连接机构;所述支撑行走轮在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板,所述限位翼板用于支撑行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止支撑行走轮横向脱出;所述支撑行走轮的环槽为V形槽且槽底为内凹的圆弧形。
本实施例中,所述上检测臂的径向内侧设有越障轮组,该越障轮组可根据需要设置多组,如图所示,在上检测臂的靠上和靠下各设置一组;如图9所示,所述越障轮组包括越障轮轴和三个越障轮,三个越障轮呈三角形设置一轮架且通过轮架以可绕越障轮轴轴线行星转动的方式设置于越障轮轴,所述越障轮轴设置于所述上检测臂,当然,越障轮的转动方向应与行走机构的行进方向一致,在此不再赘述;检测臂沿悬索桥主缆行进时在悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构处越障轮绕越障轮轴轴线行星转动越过吊杆(索)连接机构;所述连接臂被设定向下的弹性预紧力的方式设置于所述行走支架;如图所示,轮架为三角形板或者支架结构,三个越障轮分别通过各自的轮轴设置于三角形轮架的三个角,越障轮轴位于轮架中心;如图10所示,上检测臂上开设有安装越障轮轴的槽,通过普通的机械加工、安装手段即可实现,在此不再赘述;这里的行星转动指的是公转,利于形成越障动作,在此不再赘述。
本实施例中,所述行走支架2的横向尺寸可调,行走支架的横向尺寸可调可使得本发明具有较强的适应性,对于各种悬索桥的主缆均可进行检测;行走支架一般包括横梁以及纵梁,横梁的长度可调即可实现行走支架的横向尺寸可调;横梁的长度调整可与前述的纵向支撑杆19和竖向支撑杆11的长度调整原理相同,在此不再赘述;
所述行走支架2上位于两个上检测臂(分别对应于两条检修道上弦索设置于悬索桥主缆的横向两侧)之间的悬索桥主缆上方的空隙向下延伸设置有一个弧形结构的顶检测臂8,所述弧形结构的顶检测臂8与两个检测臂(分别由上检测臂和下检测臂构成)形成环形检测结构;
图6表达的是支撑组件的作用原理,同时在检测臂上还以透视的方式标注了分布的磁传感器、相机以及越障轮组,进一步说明检测系统的整体结构原理,不代表实物结构且与其他附图不必然对应,而检测臂的结构特征也不必然如图6 所示,仅起到说明作用,在此不再赘述。
所述检测元件包括多个磁传感器7和多个相机6,所述多个磁传感器7呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂8,相机呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂8,所述检测臂和顶检测臂8设置相机的部位镂空设计以提供相机拍照空间(镂空设计可以将相机安装于外侧,并通过镂空部位拍照,节省空间且不会跟行进发上干扰),同时,还在检测臂上设置用于补光的LED灯,在此不再赘述;如图1、2所示,顶检测臂用于补充检测臂无法检测到的位置,弧形结构的顶检测臂与两个检测臂形成相对完整的环形检测结构,保证了检测的全面性;如图所示,本实施例仅在检测臂和弧形结构上设置磁传感器以及相机,连接臂上则不需要设置,即可形成全面的检测,在此不再赘述;
下检测臂14的径向内侧设置有接触轮15,在检测臂沿悬索桥主缆行进时所述接触轮15在所述悬索桥主缆1上接触滚动,保证稳定的行进,避免检测臂与主缆形成直接接触,如图所示,接触轮为一随动轮,结构包括轮轴以及轮毂,在此不再赘述;
所述上检测臂12和下检测臂14分别由一个曲臂杆形成,或者由多个曲臂杆首尾铰接形成;本实施例上检测臂12和下检测臂14均由一个曲臂杆直接形成,当然,在用多个曲臂杆首尾铰接形成且铰接处均采用前述的驱动关节结构,可根据主缆的大小调整检测臂的长短,具有更好的适应性。
当然,行车支架上2或者远程还设置有控制单元5,用于接收相机以及磁传感器传来的检测信号,同时用于发出控制信号至所有的驱动电机,包括行走轮驱动、行走支撑轮驱动、纵向支撑杆19长度调整、竖向支撑杆11长度调整以及行走支架的横梁的长度调整等等,在此不再赘述,本实施例中,控制单元5设置在行走支架上;而控制单元接收数据信号和发出控制命令属于现有的机电控制方式,在此不再赘述;当然,本发明还可设计为自动检测攀爬坡度数值,并根据该数值调整纵向支撑杆19长度和竖向支撑杆11长度,以保证检测臂相对于主缆的垂直度。
本发明的机器人在使用时与现有技术的其他机器人相比具有以下优点:
A本发明采用关于主缆索及其上检修道大环抱的机器人本体结构方式,且检测臂可向外摆动的设置,可快捷的越过主缆上的所有障碍;B并以检修道上弦索为机器人骑跨行走轮的引导路径,改变了现有技术中的复杂行走结构,从而减轻结构重量,节约制造成本;C设置驱动行走/越障双套轮翻越检修道上弦与竖杆连接机构小障碍,越障时无需减速而直接通过,方便快捷;D由于采用铰接结构,上检测臂在其自重下自然环抱主缆,不同于现有技术的主动约束,无需进行反复调节需要进行调整;E下检测臂在通过主缆索与竖吊杆的节点时以单自由度摆动张开绕越节点障碍,具有较强的适应性,可广泛适应各型节点构造;F由于检测臂整体采用铰接结构,因而检测臂环形直径可随主缆直径的不同具有较好的适应性,使得环向阵列布置的磁传感器以及相机至主缆表面的距离径向可调,可适应不同直径的主缆检测需要;G使用时,本发明的机器人可依据预先存储在控制系统内的关于悬索桥主缆空间结构及其障碍的几何参数先验知识,行进过程中能够实时智能适应主缆索及其检修道空间结构尺度变化),故本发明机器人构造相对简单、本体重量较轻、智能控制较易、检测精度较高、检测行走速度显著提升,避免了常规爬索机器人在检修道内爬行需反复伸缩检测臂,致使机器人构造复杂、本体重量增加、控制难度增大、影响检测精度、显著降低机器人的检测速度的亟待解决的问题。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本专利的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明专利的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本专利技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:包括检测机构和用于带动检测机构沿悬索桥主缆行进的行走机构;
所述检测机构包括检测臂和检测系统,所述检测系统包括用于获取悬索桥主缆检测参数的检测元件,至少部分检测元件设置于所述检测臂;
所述检测臂适形环包于悬索桥主缆外圆用于检测元件获取悬索桥主缆的检测参数,且检测臂可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动用于在行进中避开悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构和吊杆(索)。
2.根据权利要求1所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述检测臂为两个分列于悬索桥主缆的横向两侧,使用时,两个所述检测臂分别对悬索桥主缆外圆的对应一侧形成适形环包。
3.根据权利要求2所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述检测臂由上检测臂和下检测臂组成,上检测臂和下检测臂之间通过驱动关节首尾连接,所述驱动关节用于驱动下检测臂相对于上检测臂在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动。
4.根据权利要求3所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述行走机构包括可被驱动的沿悬索桥主缆的检修道上弦索行进的行走轮组件和支撑于行走轮组件的行走支架,与所述行走支架连接向下延伸设有连接臂,所述上检测臂可在接近和远离悬索桥主缆的方向上单自由度摆动的铰接于所述连接臂。
5.根据权利要求4所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述行走轮组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两组行走轮,每组行走轮包括一个行走轮或者沿行进方向排列的多个行走轮;
所述行走轮外圆设有环槽使其形成滑轮结构,并通过该环槽与检修道上弦索形成行走配合。
6.根据权利要求5所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述行走轮的外圆设置为越障结构,所述越障结构用于在行走轮沿检修道上弦索行进时翻越检修道上弦索上的检修道竖杆连接机构;所述行走轮在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板,所述限位翼板用于行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止行走轮横向脱出;所述行走轮的环槽为V形槽且槽底为内凹的圆弧形。
7.根据权利要求5所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述行走机构还包括用于支撑检测臂使其与悬索桥主缆基本保持垂直的支撑组件,所述支撑组件包括对应于两条检修道上弦索设置的两个支撑行走轮和支撑于两个支撑行走轮之间的支撑横梁,所述支撑行走轮外圆设有环槽使其形成滑轮结构,并通过该环槽与检修道上弦索形成行走配合;
所述支撑行走轮位于行走轮组件的前侧,所述支撑横梁的横向两端分别通过一竖向支撑杆连接于对应侧的检测臂,且分别通过一纵向支撑杆连接于所述行走支架;
所述纵向支撑杆和竖向支撑杆的长度可调。
8.根据权利要求7所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述支撑行走轮的外圆设置为越障结构,所述越障结构用于在支撑行走轮沿检修道上弦索行进时翻越检修道上弦索上的检修道竖杆连接机构;所述支撑行走轮在轴向外侧或/和轴向内侧设有限位翼板,所述限位翼板用于支撑行走轮翻越检修道竖杆连接机构时防止支撑行走轮横向脱出;所述支撑行走轮的环槽为V形槽且槽底为内凹的圆弧形。
9.根据权利要求4所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述上检测臂的径向内侧设有越障轮组,所述越障轮组包括越障轮轴和三个越障轮,三个越障轮呈三角形设置一轮架且通过轮架以可绕越障轮轴轴线行星转动的方式设置于越障轮轴,所述越障轮轴设置于所述上检测臂;检测臂沿悬索桥主缆行进时在悬索桥主缆上的吊杆(索)连接机构处越障轮绕越障轮轴轴线行星转动越过吊杆(索)连接机构;所述连接臂被设定向下的弹性预紧力的方式设置于所述行走支架。
10.根据权利要求7所述的用于悬索桥主缆无损检测的机器人,其特征在于:所述行走支架的横向尺寸可调;
所述行走支架上位于两个上检测臂之间的悬索桥主缆上方的空隙向下延伸设置有一个弧形结构的顶检测臂,所述弧形结构的顶检测臂与两个检测臂形成环形检测结构;
所述检测元件包括多个磁传感器和多个相机,所述多个磁传感器呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂,相机呈设定的阵列方式分部于检测臂和顶检测臂,所述检测臂和顶检测臂设置相机的部位镂空设计以提供相机拍照空间;
下检测臂的径向内侧设置有接触轮,在检测臂沿悬索桥主缆行进时所述接触轮在所述悬索桥主缆上接触滚动;
所述上检测臂和下检测臂分别由一个曲臂杆形成,或者由多个曲臂杆首尾铰接形成。
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CN115323915A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 广州市市政工程试验检测有限公司 一种桥梁索杆检测与修复机器人

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113776582A (zh) * 2021-08-25 2021-12-10 上海洪铺钢结构工程有限公司 一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置
CN113776582B (zh) * 2021-08-25 2023-11-03 上海洪铺钢结构工程有限公司 一种钢结构桥梁、安全监测方法及安全监测装置
CN115323915A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 广州市市政工程试验检测有限公司 一种桥梁索杆检测与修复机器人
CN115323915B (zh) * 2022-10-17 2023-01-06 广州市市政工程试验检测有限公司 一种桥梁索杆检测与修复机器人

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