CN113174852B - 一种斜拉桥拉索监测维修装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜拉桥拉索监测维修装置，包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体形成夹持腔，上壳体内壁相对固定连接多对从动轴承，每对从动轴承之间连接从动固定轴，每个从动固定轴上固定连接从动橡胶轮，下壳体内壁相对固定连接多对主动轴承，每对主动轴承之间连接主动固定轴，每个主动固定轴固定连接主动橡胶轮，主动固定轴连接驱动结构，上壳体和下壳体上连接检测结构、修补结构、标记结构，检测结构、修补结构、标记结构连接控制器；实现了在斜拉索上便捷装卸整个检修装置的目的，省时省力，通过驱动电机等设置，使得整个检修装置沿着斜拉索进行爬升，通过多个广角摄像头与超声检测仪等设置，完成对斜拉索的内外层探测。

Description

一种斜拉桥拉索监测维修装置

技术领域

本发明属于桥梁维修设备技术领域，具体涉及一种斜拉桥拉索监测维修装置。

背景技术

斜拉桥是现代大跨桥梁的重要的结构形式之一，特别是路线通过深沟峡谷、海湾、大江、大河时斜拉桥具有极强的技术竞争力。斜拉桥主要由拉索、桥塔和主梁组成，桥面荷载经主梁传给拉索、再由拉索传到索塔，斜拉索是斜拉桥的核心受力部件。斜拉桥日常养护过程中，斜拉索的检测维护是重中之重。

现有技术中，常见的斜拉索检修方式大多采取人工搭配吊篮与卷扬机的方式进行，这一方式不但费时费力，而且具有一定的危险性。且斜拉索的外PE层出现破损后，需要对PE层进行及时修复；若内部钢丝层出现损伤，则需要对钢丝层相应位置在外层进行标记，便于后续做进一步技术评价。因此，我们公开了一种斜拉桥拉索监测维修装置来满足斜拉索桥对拉索的检修需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜拉桥拉索监测维修装置，能够高效检修斜拉索，降低作业风险。

本发明所采用的技术方案是，一种斜拉桥拉索监测维修装置，包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体形成夹持腔，上壳体内壁相对固定连接多对从动轴承，每对从动轴承之间连接从动固定轴，每个从动固定轴上固定连接从动橡胶轮，下壳体内壁相对固定连接多对主动轴承，每对主动轴承之间连接主动固定轴，每个主动固定轴固定连接主动橡胶轮，主动固定轴连接驱动结构，上壳体和下壳体上连接检测结构、修补结构、标记结构，检测结构、修补结构、标记结构连接控制器。

本发明的特点还在于：

检测结构包括通过第一连接块连接上壳体和下壳体同一侧端部的两个弧形检测圈，两个检测圈远离第一连接块的一侧通过连接杆连接去毛刺固定盘，检测圈内壁连接多个摄像头，多个摄像头连接图像处理器，图像处理器均连接控制器。

修补结构包括连接在下壳体的底侧的修补泵，下壳体的底侧内壁上固定连接环氧储放箱，修补泵的进料端通过进料管连接环氧储放箱，每个检测圈内壁固定连接弧形的环氧喷圈外壁，两个环氧喷圈相对一面开设多个喷孔，修补泵出料端连接喷料管，且喷料管延伸至环氧喷圈，修补泵连接控制器。

标记结构包括两个弧形的超声检测仪，两个超声检测仪分别通过第二连接块连接在上壳体和下壳体远离检测结构的一端，每个超声检测仪连接一个超声处理器，每个超声检测仪上连接一个固定箱，固定箱内连接颜料箱、标记泵，超声处理器依次连接传输导线、控制器、控制导线、标记泵，标记泵连接标记管一端，标记管另一端连接至颜料箱底部，标记泵输出端依次连接出料管、环氧喷圈。

控制器连接传输天线。

驱动结构包括固定连接在下壳体上的基座，基座内固定连接驱动电机，驱动电机输出端通过联轴器连接主动皮带轮中心轴，主动皮带轮通过传动皮带连接多个从动皮带轮，每个从动皮带轮中心固定连接主动固定轴，驱动电机连接控制器。

上壳体和下壳体均为弧形结构且开口相对，上壳体和下壳体的两侧均固定连接有连接板，还包括多个夹紧螺杆，每个夹紧螺杆穿过相对的两个连接板连接夹紧螺母。

上壳体的质量不大于下壳体的质量。

本发明有益效果是：

本发明一种斜拉桥拉索监测维修装置，通过夹紧螺杆与夹紧螺母的设置，使得整个检修装置对斜拉索达到一定程度的夹紧效果，且方便将上壳体及下壳体进行连接，实现了在斜拉索上便捷装卸整个检修装置的目的，省时省力，节约了检修时间；

通过驱动电机的设置，使得主动皮带轮进行转动，继而通过传动皮带带动从动皮带轮进行转动，从而使得两个与斜拉索相贴合的主动橡胶轮进行转动，配合两个从动橡胶轮继而使得整个检修装置沿着斜拉索进行爬升，通过驱动电机与修补泵等设置，使得下壳体的质量不小于上壳体的质量，继而确保了整个检修装置能够稳定上升，防止发生旋转等意外情况；

通过多个广角摄像头的设置，使得斜拉索上的PE外层图像由图像处理器进行收集并分析，出现色差与平滑度改变时即可确认为PE层受损，继而图像处理器将裂纹图像传动至控制器并由传输天线发送至使用者手中的显示器上，从而便于后续进一步操作；通过超声检测仪的设置，便于对斜拉索内部进行钢丝探伤，且内部钢丝情况由超声处理器进行分析处理，并由传输导线传导至控制器中，继而将受损结果传输至下方的显示器上，通过以上设置，完成对斜拉索的内外层探测；

通过广角摄像头确认PE层受损后，通过控制器控制驱动机构带动装个装置在受损部位沿着斜拉索方向进行多次往复移动，继而使得去毛刺固定盘将PE层上损坏处的毛刺刮去，确保环氧喷涂修复效果，通过控制器启动修补泵，将环氧储放箱中的环氧修补原料由环氧喷圈对准斜拉索上的受损部位喷出，从而完成外PE层的修复；

通过超声检测仪检测出内部钢丝损坏处后，由控制器启动标记泵，将颜料箱内的标记用颜料输送至环氧喷圈内，通过控制环氧喷圈上对应孔的开闭，继而能够将内部钢丝损坏处在外PE层上精准标记出，从而便于后续精准找到钢丝受损处并进行损伤判断，若钢丝损伤较轻，则继续使用，若钢丝受损面积较大，则需要更换整根斜拉索，从而确保斜拉索的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明一种斜拉桥拉索监测维修装置立体结构示意图；

图2为本发明中上壳体驱动机构结构示意图；

图3为本发明中下壳体驱动机构结构示意图；

图4为本发明中检测结构和修补结构结构示意图；

图5为本发明中检测结构另一角度结构示意图；

图6为本发明标记结构的结构示意图；

图7为本发明标记结构另一角度的结构示意图；

图8为本发明中驱动结构的结构示意图。

图中，1、斜拉索，2、上壳体，3、下壳体，4、连接块，5、夹紧螺杆，6、夹紧螺母，7、从动固定轴，8、从动橡胶轮，9、主动固定轴，10、主动橡胶轮，11、从动皮带轮，12、基座，13、驱动电机，14、主动皮带轮，15、传动皮带，16、检测圈，17、第一连接块，18、连接杆，19、去毛刺固定盘，20、广角摄像头，21、图像处理器，22、控制器，23、修补泵，24、环氧储放箱，25、进料管，26、环氧喷圈，27、喷料管，28、超声检测仪，29、第二连接块，30、超声处理器，31、固定箱，32、颜料箱，33、标记泵，34、传输导线，35、控制导线，36、标记管，37、输料管，38、传输天线。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种斜拉桥拉索监测维修装置，如图1所示，包括上壳体2和下壳体3，上壳体2和下壳体3形成夹持腔，斜拉索1穿过夹持腔，如图2所示，上壳体2内壁相对固定连接多对从动轴承，每对从动轴承之间连接从动固定轴7，每个从动固定轴7上固定连接从动橡胶轮8，如图3所示，下壳体3内壁相对固定连接多对主动轴承，每对主动轴承之间连接主动固定轴9，每个主动固定轴9固定连接主动橡胶轮10，在从动橡胶轮8与主动橡胶轮10之间穿过斜拉索1，使从动橡胶轮8与主动橡胶轮10紧紧贴合在斜拉索1的上下外壁，主动固定轴9连接驱动结构，驱动结构转动时，能够带动主动橡胶轮10转动，由于主动橡胶轮10与斜拉索1之间摩擦作用，使主动橡胶轮10沿斜拉索1移动，从动橡胶轮8也随之滚动，上壳体2和下壳体3上连接检测结构、修补结构、标记结构，检测结构、修补结构、标记结构连接控制器22，检测结构能够获得斜拉索1表面图像，便于修补结构对斜拉索1表面修补，标记结构能够对修补结构完成不了的破损进行标记，便于维修人员进一步维修。

检测结构包括通过第一连接块17连接上壳体2和下壳体3同一侧端部的两个弧形检测圈16，第一连接块17能够便于连接，两个弧形检测圈16圆弧截面与上壳体2和下壳体3圆弧截面尺寸相同，便于固定连接在上壳体2和下壳体3上，如图4及图5所示，两个检测圈16远离第一连接块17的一侧通过连接杆18连接去毛刺固定盘19，去毛刺固定盘19中部为圆环孔，且圆孔边缘为倾斜刀片结构，圆环孔内径略大于斜拉索1外径，当斜拉索1上有毛刺时，去毛刺固定盘19通过时能够直接剔除，检测圈16内壁连接多个摄像头20，多个摄像头20连接图像处理器21，图像处理器21均连接控制器22，多个摄像头20采集斜拉索1表面图像信息，经图像处理器21处理后传输至控制器22，控制器22根据接收的信息判断是否需要修补或者剔除毛刺，毛刺经第一次剔除后，可以根据图像信息判断是否合格，如果不合格可以控制驱动结构反向转动，将去毛刺固定盘19多次经过毛刺，直至剔除结果符合要求。

如图4所示，修补结构包括连接在下壳体3的底侧的修补泵23，下壳体3的底侧内壁上固定连接环氧储放箱24，修补泵23的进料端通过进料管25连接环氧储放箱24，每个检测圈16内壁固定连接弧形的环氧喷圈26外壁，两个环氧喷圈26相对一面开设多个喷孔，修补泵23出料端连接喷料管27，且喷料管27延伸至环氧喷圈26，修补泵23连接控制器22，控制器22根据接收的图像信息，判断该破损处需要修补时，控制修补泵23将环氧储放箱24内的修补料泵出后通过环氧喷圈26喷涂在斜拉索1上的破损处。

如图6、图7所示，标记结构包括两个弧形的超声检测仪28，超声检测仪28能够检测斜拉索1内部是否受损，两个超声检测仪28分别通过第二连接块29连接在上壳体2和下壳体3远离检测结构的一端，每个超声检测仪28连接一个超声处理器30，每个超声检测仪28上连接一个固定箱31，固定箱31内连接颜料箱32、标记泵33，超声处理器30依次连接传输导线34、控制器22、控制导线35、标记泵33，标记泵33连接标记管36一端，标记管36另一端连接至颜料箱32底部，标记泵33输出端依次连接出料管37、环氧喷圈26，当超声检测仪28检测斜拉索1内部受损后，将该信号通过超声处理器30处理后经过传输导线34传输至控制器22，控制器22通过控制导线35控制标记泵33泵出颜料箱32内的颜料，通过标记管36对内部受损处进行标记，便于维修人员进行进一步维修。

控制器22连接传输天线38，能够将标记位置以及修补状况通过无线信号传输至操控人员。

如图8所示，驱动结构包括固定连接在下壳体3上的基座12，基座12内固定连接驱动电机13，驱动电机13输出端通过联轴器连接主动皮带轮14中心轴，主动皮带轮14通过传动皮带15连接多个从动皮带轮11，每个从动皮带轮11中心固定连接主动固定轴9，驱动电机13连接控制器22，控制器22能够控制驱动电机13转动，进而带动主动固定轴9、从动皮带轮11、主动固定轴9转动，主动固定轴9带动主动橡胶轮10转动。

如图3所示，上壳体2和下壳体3均为弧形结构且开口相对，上壳体2和下壳体3的两侧均固定连接有连接板4，还包括多个夹紧螺杆5，每个夹紧螺杆5穿过相对的两个连接板4连接夹紧螺母6，通过加进螺母6调整上壳体2和下壳体3之间的距离，进而调整主动橡胶轮10、从动橡胶轮8对斜拉索1的挤压作用力。

上壳体3的质量不大于下壳体3的质量，继而确保了整个检修装置能够稳定上升，防止发生旋转等意外情况。

本发明一种斜拉桥拉索监测维修装置的工作原理为：

工作时：将斜拉索1固定在主动橡胶轮10、从动橡胶轮8之间，同时斜拉索1穿过去毛刺固定盘19、环氧喷圈26、超声检测仪28、标记管36，调节夹紧螺母6使该装置中的主动橡胶轮10、从动橡胶轮8夹紧斜拉索1，通过控制控制器22，控制驱动电机13转动，进而带动主动固定轴9、从动皮带轮11、主动固定轴9转动，主动固定轴9带动主动橡胶轮10转动，由于主动橡胶轮10与斜拉索1之间摩擦作用，使主动橡胶轮10沿斜拉索1移动，从动橡胶轮8也随之滚动，此时，斜拉桥拉索监测维修装置沿斜拉索1长度方向移动。

表层图像采集：在该维修装置沿斜拉索1移动时，通过多个广角摄像头20的设置，使得斜拉索1上的PE外层图像由图像处理器21进行收集并分析，出现色差与平滑度改变时即可确认为PE层受损，继而图像处理器21将受损图像传动至控制器22并由传输天线38发送至维修人员的显示器上，从而便于维修人员作出相关指令。

剔除表层毛刺：当斜拉索1上有毛刺时，去毛刺固定盘19经过斜拉索1时，能够直接将毛刺剔除，剔除后，随该维修装置的移动，检测圈16经过该剔除部位时，通过多个摄像头20采集该位置的图像，如果不满足要求，则控制驱动电机反向转动，再次对毛刺进行剔除。

修补表层破损：当斜拉索1上出现破损后，通过摄像头16采集的图像信息进行判断后，通过控制器22控制修补泵23将环氧储放箱24中的修补液泵出，通过环氧喷圈26中的喷孔将修补液喷涂在破损处。

内层损伤探测：在该斜拉桥拉索监测维修装置沿斜拉索1移动过程中，超声检测仪28通过超声对斜拉索1内部的损伤进行探测，当斜拉索1内部出现损伤时，通过控制器22控制标记泵33，泵出颜料箱32内的颜料，通过标记管36将颜料标记在斜拉索1上，以便于维修人员进一步维修。

通过上述方式，本发明一种斜拉桥拉索监测维修装置，通过夹紧螺杆与夹紧螺母等设置，实现了在斜拉索上便捷装卸整个检修装置的目的，省时省力，通过驱动电机等设置，使得整个检修装置沿着斜拉索进行爬升，通过多个广角摄像头与超声检测仪等设置，完成对斜拉索的内外层探测，通过去毛刺固定盘将PE层上损坏处的毛刺等污渍刮去，确保环氧喷涂修复效果，通过控制器启动修补泵，将环氧储放箱中的环氧修补原料由环氧喷圈对准斜拉索上的受损部位喷出，从而完成外PE层的修复，通过超声检测仪等设置，将内部钢丝损坏处在外PE层上精准打印出，从而便于后续精准找到钢丝受损处并进行损伤判断，若钢丝损伤较轻，则继续使用，若钢丝受损面积较大，则需要更换整根斜拉索，从而确保斜拉索的安全可靠性。

Claims (5)

1.一种斜拉桥拉索监测维修装置，其特征在于，包括上壳体（2）和下壳体（3），所述上壳体（2）和下壳体（3）形成夹持腔，所述上壳体（2）内壁相对固定连接多对从动轴承，每对从动轴承之间连接从动固定轴（7），每个所述从动固定轴（7）上固定连接从动橡胶轮（8），所述下壳体（3）内壁相对固定连接多对主动轴承，每对主动轴承之间连接主动固定轴（9），每个所述主动固定轴（9）固定连接主动橡胶轮（10），所述主动固定轴（9）连接驱动结构，所述上壳体（2）和下壳体（3）上连接检测结构、修补结构、标记结构，所述检测结构、修补结构、标记结构连接控制器（22）；

所述检测结构包括通过第一连接块（17）连接上壳体（2）和下壳体（3）同一侧端部的两个弧形检测圈（16），两个所述检测圈（16）远离第一连接块（17）的一侧通过连接杆（18）连接去毛刺固定盘（19），所述检测圈（16）内壁连接多个摄像头（20），多个所述摄像头（20）连接图像处理器（21），所述图像处理器（21）均连接控制器（22）；

所述修补结构包括连接在下壳体（3）的底侧的修补泵（23），所述下壳体（3）的底侧内壁上固定连接环氧储放箱（24），所述修补泵（23）的进料端通过进料管（25）连接环氧储放箱（24），每个所述检测圈（16）内壁固定连接弧形的环氧喷圈（26）外壁，两个所述环氧喷圈（26）相对一面开设多个喷孔，所述修补泵（23）出料端连接喷料管（27），且喷料管（27）延伸至环氧喷圈（26），所述修补泵（23）连接控制器（22）；

所述标记结构包括两个弧形的超声检测仪（28），两个所述超声检测仪（28）分别通过第二连接块（29）连接在上壳体（2）和下壳体（3）远离检测结构的一端，每个所述超声检测仪（28）连接一个超声处理器（30），每个所述超声检测仪（28）上连接一个固定箱（31），所述固定箱（31）内连接颜料箱（32）、标记泵（33），所述超声处理器（30）依次连接传输导线（34）、控制器（22）、控制导线（35）、标记泵（33），所述标记泵（33）连接标记管（36）一端，所述标记管（36）另一端连接至颜料箱（32）底部，所述标记泵（33）输出端依次连接出料管（37）、环氧喷圈（26）。

2.根据权利要求1所述一种斜拉桥拉索监测维修装置，其特征在于，所述控制器（22）连接传输天线（38）。

3.根据权利要求1所述一种斜拉桥拉索监测维修装置，其特征在于，所述驱动结构包括固定连接在下壳体（3）上的基座（12），所述基座（12）内固定连接驱动电机（13），所述驱动电机（13）输出端通过联轴器连接主动皮带轮（14）中心轴，所述主动皮带轮（14）通过传动皮带（15）连接多个从动皮带轮（11），每个所述从动皮带轮（11）中心固定连接主动固定轴（9），所述驱动电机（13）连接控制器（22）。

4.根据权利要求1所述一种斜拉桥拉索监测维修装置，其特征在于，所述上壳体（2）和下壳体（3）均为弧形结构且开口相对，所述上壳体（2）和下壳体（3）的两侧均固定连接有连接板（4），还包括多个夹紧螺杆（5），每个所述夹紧螺杆（5）穿过相对的两个连接板（4）连接夹紧螺母（6）。

5.根据权利要求1所述一种斜拉桥拉索监测维修装置，其特征在于，所述上壳体（2）的质量不大于下壳体（3）的质量。

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