CN117697796B - 一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测机器人技术领域，公开了一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，包括:检测部，所述检测部设置在机器人支架上，且所述检测部用于检测桥梁缆索；行走部，所述行走部设置在机器人支架内部，且所述行走部能够侧抵桥梁缆索并带动所述机器人支架位移；定向夹持部，所述定向夹持部设置在所述机器人支架山并置于所述行走部前端，所述定向夹持部能够侧抵夹持检测桥梁缆索；本发明的检测部通过机器人支架与行走部连接，行走部可进行聚拢或者扩张操作与不同直径的缆索进行贴合接触，让行走部与不同规格缆索保持合适的贴合程度，利于检测部在爬锁过程中稳定的移动，也避免了行走部对于缆索挤压力过大而造成的二次损坏操作。

Description

一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人

技术领域

本发明属于检测机器人技术领域，更具体地，涉及一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人。

背景技术

缆索是指桥梁或者其他空间建筑结构的主要承重和传力构件，一般采用高强度钢丝通过特殊工艺加工制造而成，缆索随着使用时长的增加，其表观和内部均会出现锈蚀和病害，此种情况一般通过爬锁机器人进行检测，为桥梁的安全使用和后期养护维修提供依据。

现有公开专利号为CN202022718899.4的一种桥梁缆索检测机器人，轮胎连接旋转编码器，旋转编码器将运动距离、速度以及加速度信息发送给控制系统，通过力传感器将牵引电机的牵引力大小发送给控制系统，控制系统能够自动调节牵引力大小进而调节制动力，避免桥梁缆索受损，该专利存在如下问题；

1、桥梁缆索直径大小不一，现有技术中桥梁缆索的检测机器人，无法在不同规格的桥梁缆索上进行攀爬检测；

2、检测机器人的爬缆轨迹为直线型，而缆索外面为曲面，探头中心不接触，因此耦合差，不能够精准的得到检测效果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，包括:

检测部，所述检测部设置在机器人支架上，且所述检测部用于检测桥梁缆索；

行走部，所述行走部设置在机器人支架内部，且所述行走部能够侧抵桥梁缆索并带动所述机器人支架位移；

定向夹持部，所述定向夹持部设置在所述机器人支架上并置于所述行走部前端，所述定向夹持部能够侧抵夹持桥梁缆索；

辅助部，所述辅助部设置在机器人支架侧端，且所述辅助部用于辅助供液至所述定向夹持部，其中，

驱动行走部，所述行走部沿桥梁缆索位移时能够带动所述定向夹持部摩擦桥梁缆索，以使所述辅助部液体经所述定向夹持部涂覆桥梁缆索后待所述检测部检测。

进一步地，所述行走部包括呈圆周设置在所述机器人支架内壁的四个支撑架，两两铰接设置在四个所述支撑架上的八个连接杆，以及两两连接八个所述连接杆的四个接触部；

四个所述接触部能够沿八个所述连接杆摆动方向摆动。

进一步地，所述行走部还包括四个限制板，设置在四个限制板上与四个所述支撑架滑动连接的四个滑孔，以及设置在每个所述限制板上的两个限制孔，其中，

每个所述限制板沿所述支撑架下滑时，每两个所述限制孔能够卡接每两个所述连接杆，以使四个所述接触部定向。

进一步地，每个所述限制孔四个内棱边处倾斜设置有四个角码片，

每个所述角码片具有弹性；

所述限制孔卡接所述连接杆时，四个所述角码片能够经所述连接杆挤压紧贴所述限制孔阴角线。

进一步地，所述接触部包括设置在所述连接杆末端的弧形体，设置在所述弧形体上的滑槽，设置在所述滑槽内的推动块，设置在所述弧形体上并连通所述滑槽的操作仓，设置在所述操作仓内的电机，设置在所述电机输出轴上的第一齿轮，以及啮合所述第一齿轮的第二齿轮，其中，

驱动所述电机，所述第一齿轮能够带动所述第二齿轮转动。

进一步地，所述接触部还包括设置在所述推动块上的内螺纹孔，匹配穿插所述内螺纹孔并连接所述第二齿轮的螺纹柱，设置在所述推动块上的马达，以及铰接设置在所述推动块上并连接所述马达轴的滚轮；

所述第二齿轮能够带动所述螺纹柱转动，以使所述螺纹柱通过所述内螺纹孔驱动所述推动块移动，以使所述推动块带动所述滚轮抵触桥梁缆索。

进一步地，所述定向夹持部包括镜像设置在所述机器人支架两侧的两个固定孔，穿插两个所述固定孔的两个活动部，设置在两个所述活动部上端的两个螺母块，以及穿插两个所述螺母块并转动连接所述机器人支架的双向螺杆；

转动所述双向螺杆，两个所述螺母块能够带动两个所述活动部沿两个所述固定孔对向接近位移，以使两个所述活动部抵触桥梁缆索。

进一步地，所述活动部包括穿插所述固定孔的活动盒，设置在所述活动盒上的弹簧，设置在所述弹簧上的磁铁，以及设置在所述磁铁一端的胶齿条，其中；

所述胶齿条能够抵触桥梁缆索，以使所述磁铁压缩所述弹簧。

进一步地，所述活动部还包括设置在所述活动盒上的圆孔，嵌合设置在所述圆孔内的胶环，以及穿插在所述胶环内的固定管；

所述固定管一端穿插所述磁铁与所述胶齿条连接，且所述固定管置于所述弹簧内部。

进一步地，所述辅助部包括设置在所述机器人支架外两侧的两个耦合液收纳箱，以及连通设置在两个所述耦合液收纳箱上的两根软管；

两根所述软管连通所述活动盒；

所述胶齿条上设置有三列连通所述固定管的若干通孔；

三列若干所述通孔分别朝向齿面垂直方向和左右方向，其中，

耦合液收纳箱液体经所述软管流向所述活动盒后通过所述固定管流出至三列若干通孔，以使液体淋设在桥梁缆索上随胶齿条摩擦涂覆。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的检测部通过机器人支架与行走部连接，行走部可进行聚拢或者扩张操作与不同直径的缆索进行贴合接触，让行走部与不同规格缆索保持合适的贴合程度，利于检测部在爬锁过程中稳定的移动，也避免了行走部对于缆索挤压力过大而造成的二次损坏操作。

2.本发明的定向夹持部和辅助部能够通过行走部的移动而活动，定向夹持部让行走部保持固定的活动轨迹使得检测面的调整可控，且辅助部可以给定向夹持部供液，让耦合剂随着定向夹持部与缆索的摩擦工作而涂覆，保证了缆索待检测工作的效果和质量。

附图说明

图1为本发明实施例桥梁缆索表观及内部综合检测机器人第一视角立体图；

图2为本发明实施例梁缆索表观及内部综合检测机器人第二视角立体图；

图3为本发明实施例梁缆索表观及内部综合检测机器人第三视角局部立体图；

图4为本发明实施例定向夹持部立体图；

图5为本发明实施例接触部立体图；

图6为本发明实施例限制孔连接角码片立体图；

图7为本发明实施例弧形体后视内部示意图；

图8为图3中A处放大图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、检测部；11、探伤检测头；12、红外线检测头；13、机械手；2、行走部；21、支撑架；22、连接杆；23、接触部；231、弧形体；232、滑槽；234、推动块；235、操作仓；236、电机；237、第一齿轮；238、第二齿轮；239、内螺纹孔；241、螺纹柱；242、马达；243、滚轮；24、限制板；25、滑孔；26、限制孔；3、定向夹持部；31、固定孔；32、活动部；321、活动盒；322、弹簧；323、磁铁；324、胶齿条；325、圆孔；326、胶环；327、固定管；33、螺母块；34、双向螺杆；4、辅助部；41、耦合液收纳箱；42、软管；5、角码片；6、机器人支架；7、通孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-8所示，一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，包括:

检测部1，所述检测部1设置在机器人支架6上，且所述检测部1用于检测桥梁缆索，所述检测部1包括机械手13，设置在所述机械手13顶端的探伤检测头11和红外线检测头12，红外线检测头12短于探伤检测头11，便于对桥梁缆索进行双重方式的表观与内部检测工作，检测部1还包括蓄电池以及与探伤检测头11、红外线检测头12和机械手13电性连接的控制设备，此为现有公知技术，因此，在此处不多作说明；

行走部2，所述行走部2设置在机器人支架6内部，且所述行走部2能够侧抵桥梁缆索并带动所述机器人支架6位移，行走部2能够伸缩以合围成合适的内径；

定向夹持部3，所述定向夹持部3设置在所述机器人支架6上并置于所述行走部2前端，所述定向夹持部3能够侧抵夹持桥梁缆索，用于行走部2在爬锁过程中不能够翻转或者晃动而造成的检测轨迹偏移；

辅助部4，所述辅助部4设置在机器人支架6侧端，且所述辅助部4用于辅助供液至所述定向夹持部3，内部液体为耦合剂，其中，

驱动行走部2，所述行走部2沿桥梁缆索位移时能够带动所述定向夹持部3摩擦桥梁缆索，以使所述辅助部4液体经所述定向夹持部3涂覆桥梁缆索后待所述检测部1检测，具体的，本发明的检测部1通过机器人支架6与行走部2连接，行走部2可进行聚拢或者扩张操作与不同直径的缆索进行贴合接触，行走部2处于缆索外圆周方向，让行走部2与不同规格缆索保持合适的贴合程度与合适的贴合力度，利于检测部1在爬锁过程中稳定的移动，也避免了行走部2对于缆索挤压力过大而造成的二次损坏操作，行走部2可沿着缆索平衡前进，让检测部1在不抖动的情况下完成检测工作，机械手13能够带动探伤检测头11和红外线检测头12多角度调节检测角度，避免检测角度的缺失，定向夹持部3和辅助部4能够通过行走部2的移动而活动，定向夹持部3让行走部2保持固定的活动轨迹使得检测面的调整可控，也避免了行走部2打滑造成的检测部1摔落，增加了一层保险作用，辅助部4可以给定向夹持部3供液，让耦合剂随着定向夹持部3与缆索的摩擦工作而涂覆，保证了缆索待检测工作的效果和质量。

可选的，所述行走部2包括呈圆周设置在所述机器人支架6内壁的四个支撑架21，四个支撑架21呈X形状分布，两两铰接设置在四个所述支撑架21上的八个连接杆22，以及两两连接八个所述连接杆22的四个接触部23；

四个所述接触部23能够沿八个所述连接杆22摆动方向摆动，具体的，在本装置与缆索连接过程中，首先让机器人支架6套入缆索外部，四个接触部23不与缆索外部保持同一角度，相邻两个接触部23的间距大于缆索的外径，能够容纳缆索的穿入工作，待此工作结束后，摆动接触部23使其正对于缆索外部，使其点位正确，便于四个接触部23后续工作中与缆索的接触。

可选的，所述行走部2还包括四个限制板24，设置在四个限制板24上与四个所述支撑架21滑动连接的四个滑孔25，以及设置在每个所述限制板24上的两个限制孔26，其中，

每个所述限制板24沿所述支撑架21下滑时，每两个所述限制孔26能够卡接每两个所述连接杆22，以使四个所述接触部23定向，具体的，滑孔25能够让限制板24的活动轨迹被限位，使限制板24基于支撑架21只能够径向升降，利于限制孔26与连接杆22的精准卡接，卡接工作结束后，连接杆22不再能够带动接触部23摆动，为后续接触部23与缆索的接触提供了安全的预备作用。

进一步地，每个所述限制孔26四个内棱边处倾斜设置有四个角码片5，

每个所述角码片5具有弹性；

所述限制孔26卡接所述连接杆22时，四个所述角码片5能够经所述连接杆22挤压紧贴所述限制孔26阴角线，具体的，角码片5阳角线与限制孔26阴角线的间距自接近连接杆22方向朝向远离连接杆22方向逐渐缩小，待限制孔26套入连接杆22时，角码片5能够逐渐被压紧，使得限制孔26与连接杆22的卡接状态被牢固保持。

可选的，所述接触部23包括设置在所述连接杆22末端的弧形体231，设置在所述弧形体231上的滑槽232，设置在所述滑槽232内的推动块234，设置在所述弧形体231上并连通所述滑槽232的操作仓235，设置在所述操作仓235内的电机236，设置在所述电机236输出轴上的第一齿轮237，以及啮合所述第一齿轮237的第二齿轮238，其中，

驱动所述电机236，所述第一齿轮237能够带动所述第二齿轮238转动，所述接触部23还包括设置在所述推动块234上的内螺纹孔239，匹配穿插所述内螺纹孔239并连接所述第二齿轮238的螺纹柱241，设置在所述推动块234上的马达242，以及铰接设置在所述推动块234上并连接所述马达242轴的滚轮243；

所述第二齿轮238能够带动所述螺纹柱241转动，以使所述螺纹柱241通过所述内螺纹孔239驱动所述推动块234移动，以使所述推动块234带动所述滚轮243抵触桥梁缆索，具体的，操作仓235为第一齿轮237和电机236提供了容纳空间，首先可驱动电机236，电机236工作带动第一齿轮237转动，使第一齿轮237带动第二齿轮238转动，第二齿轮238带动螺纹柱241转动，使得螺纹柱241作用于内螺纹孔239让推动块234在滑槽232的限位作用力下径向活动，推动块234带动滚轮243自弧形体231外环朝向内环移动，让滚轮243抵触缆索停止，其过程便捷可调，能够让滚轮243与不同直径待检测钢索接触，然后，可驱动马达242工作，马达242驱动滚轮243与缆索摩擦转动，以此实现了接触部23与缆索外周多个点的接触效果，让驱动力均匀化实现，保证了机器人支架6的平衡位移。

可选的，所述定向夹持部3包括镜像设置在所述机器人支架6两侧的两个固定孔31，穿插两个所述固定孔31的两个活动部32，设置在两个所述活动部32上端的两个螺母块33，以及穿插两个所述螺母块33并转动连接所述机器人支架6的双向螺杆34；

转动所述双向螺杆34，两个所述螺母块33能够带动两个所述活动部32沿两个所述固定孔31对向接近位移，以使两个所述活动部32抵触桥梁缆索，具体的，双向螺杆34的螺纹与两个螺母块33的螺纹相匹配，双向螺杆34转动时，两个螺母块33能够带动两个所述活动部32对向接近移动，两个活动部32能够在此操作下夹持缆索两侧，为机器人支架6的活动提供了校正作用，避免机器人支架6的驱动力失效时，沿缆索后退坠落，也避免了机器人支架6在驱动力下左右晃动而偏离活动轨迹。

可选的，所述活动部32包括穿插所述固定孔31的活动盒321，设置在所述活动盒321上的弹簧322，设置在所述弹簧322上的磁铁323，以及设置在所述磁铁323一端的胶齿条324，其中；

所述胶齿条324能够抵触桥梁缆索，以使所述磁铁323压缩所述弹簧322，具体的，胶齿条324的锯齿面贴合缆索增加了与缆索的接触角度和面积，使附着力更强，胶齿条324可受力形变后恢复，能够对于摩擦缆索的摩擦力进行缓冲消减，磁铁323的磁力可通过胶齿条324传导给缆索，保持胶齿条324在缆索的附着状态，且胶齿条324对于缆索的抵触作用力过大时，弹簧322能够被压缩而消减抵触作用力，也能在胶齿条324摩擦振动时消减作用力，保证活动部32活动工作的顺畅。

可选的，所述活动部32还包括设置在所述活动盒321上的圆孔325，嵌合设置在所述圆孔325内的胶环326，以及穿插在所述胶环326内的固定管327；

所述固定管327一端穿插所述磁铁323与所述胶齿条324连接，且所述固定管327置于所述弹簧322内部，具体的，弹簧322的弹性伸缩轨迹因缺乏约束而各向摆动，固定管327与胶环326密封伸缩连接，避免活动盒321内的液体泄漏，弹簧322弹性伸缩活动时，固定管327沿着胶环326进行抽插动作，让弹簧322的减震轨迹被限位，保持减震措施中力的传导工作的精准。

可选的，所述辅助部4包括设置在所述机器人支架6外两侧的两个耦合液收纳箱41，以及连通设置在两个所述耦合液收纳箱41上的两根软管42；

两根所述软管42连通所述活动盒321；

所述胶齿条324上设置有三列连通所述固定管327的若干通孔7；

三列若干所述通孔7分别朝向齿面垂直方向和左右方向，其中，

耦合液收纳箱41液体经所述软管42流向所述活动盒321后通过所述固定管327流出至三列若干通孔7，以使液体淋设在桥梁缆索上随胶齿条324摩擦涂覆，耦合液收纳箱41内的耦合液通过软管42输送到活动盒321，并通过固定管327再次输送至三列若干通孔7，三个方向的若干通孔7能够增加耦合液的出液面积和角度，能有效覆盖对于缆索的局部检测区域，胶齿条324活动时还能够对于缆索的耦合液覆盖面进行涂抹，让耦合液分布均匀，保持了缆索多个点检测工作的一致性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：包括:

检测部（1），所述检测部（1）设置在机器人支架（6）上，且所述检测部（1）用于检测桥梁缆索；

行走部（2），所述行走部（2）设置在机器人支架（6）内部，且所述行走部（2）能够侧抵桥梁缆索并带动所述机器人支架（6）位移；

定向夹持部（3），所述定向夹持部（3）设置在所述机器人支架（6）上并置于所述行走部（2）前端，所述定向夹持部（3）能够侧抵夹持桥梁缆索；

辅助部（4），所述辅助部（4）设置在机器人支架（6）侧端，且所述辅助部（4）用于辅助供液至所述定向夹持部（3），其中，

驱动行走部（2），所述行走部（2）沿桥梁缆索位移时能够带动所述定向夹持部（3）摩擦桥梁缆索，以使所述辅助部（4）液体经所述定向夹持部（3）涂覆桥梁缆索后待所述检测部（1）检测；

所述定向夹持部（3）包括镜像设置在所述机器人支架（6）两侧的两个固定孔（31），穿插两个所述固定孔（31）的两个活动部（32），设置在两个所述活动部（32）上端的两个螺母块（33），以及穿插两个所述螺母块（33）并转动连接所述机器人支架（6）的双向螺杆（34）；

转动所述双向螺杆（34），两个所述螺母块（33）能够带动两个所述活动部（32）沿两个所述固定孔（31）对向接近位移，以使两个所述活动部（32）抵触桥梁缆索；

所述活动部（32）包括穿插所述固定孔（31）的活动盒（321），设置在所述活动盒（321）上的弹簧（322），设置在所述弹簧（322）上的磁铁（323），以及设置在所述磁铁（323）一端的胶齿条（324），其中；

所述胶齿条（324）能够抵触桥梁缆索，以使所述磁铁（323）压缩所述弹簧（322）；

所述活动部（32）还包括设置在所述活动盒（321）上的圆孔（325），嵌合设置在所述圆孔（325）内的胶环（326），以及穿插在所述胶环（326）内的固定管（327）；

所述固定管（327）一端穿插所述磁铁（323）与所述胶齿条（324）连接，且所述固定管（327）置于所述弹簧（322）内部；

所述辅助部（4）包括设置在所述机器人支架（6）外两侧的两个耦合液收纳箱（41），以及连通设置在两个所述耦合液收纳箱（41）上的两根软管（42）；

两根所述软管（42）连通所述活动盒（321）；

所述胶齿条（324）上设置有三列连通所述固定管（327）的若干通孔（7）；

三列若干所述通孔（7）分别朝向齿面垂直方向和左右方向，其中，

耦合液收纳箱（41）液体经所述软管（42）流向所述活动盒（321）后通过所述固定管（327）流出至三列若干通孔（7），以使液体淋设在桥梁缆索上随胶齿条（324）摩擦涂覆。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：

所述行走部（2）包括呈圆周设置在所述机器人支架（6）内壁的四个支撑架（21），两两铰接设置在四个所述支撑架（21）上的八个连接杆（22），以及两两连接八个所述连接杆（22）的四个接触部（23）；

四个所述接触部（23）能够沿八个所述连接杆（22）摆动方向摆动。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：

所述行走部（2）还包括四个限制板（24），设置在四个限制板（24）上与四个所述支撑架（21）滑动连接的四个滑孔（25），以及设置在每个所述限制板（24）上的两个限制孔（26），其中，

每个所述限制板（24）沿所述支撑架（21）下滑时，每两个所述限制孔（26）能够卡接每两个所述连接杆（22），以使四个所述接触部（23）定向。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：

每个所述限制孔（26）四个内棱边处倾斜设置有四个角码片（5），

每个所述角码片（5）具有弹性；

所述限制孔（26）卡接所述连接杆（22）时，四个所述角码片（5）能够经所述连接杆（22）挤压紧贴所述限制孔（26）阴角线。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：

所述接触部（23）包括设置在所述连接杆（22）末端的弧形体（231），设置在所述弧形体（231）上的滑槽（232），设置在所述滑槽（232）内的推动块（234），设置在所述弧形体（231）上并连通所述滑槽（232）的操作仓（235），设置在所述操作仓（235）内的电机（236），设置在所述电机（236）输出轴上的第一齿轮（237），以及啮合所述第一齿轮（237）的第二齿轮（238），其中，

驱动所述电机（236），所述第一齿轮（237）能够带动所述第二齿轮（238）转动。

6.根据权利要求5所述的一种桥梁缆索表观及内部综合检测机器人，其特征在于：

所述接触部（23）还包括设置在所述推动块（234）上的内螺纹孔（239），匹配穿插所述内螺纹孔（239）并连接所述第二齿轮（238）的螺纹柱（241），设置在所述推动块（234）上的马达（242），以及铰接设置在所述推动块（234）上并连接所述马达（242）轴的滚轮（243）；

所述第二齿轮（238）能够带动所述螺纹柱（241）转动，以使所述螺纹柱（241）通过所述内螺纹孔（239）驱动所述推动块（234）移动，以使所述推动块（234）带动所述滚轮（243）抵触桥梁缆索。