本发明涉及桥梁检测与桥梁检测设备技术领域，尤其涉及一种钢桁拱上弦检查车。
背景技术：
随着我国高速铁路的快速发展，大型的钢桁拱桥梁越来越多，对桥梁的检修要求也越来越高。当需要在大坡度轨道上运行和停车检修时，检查人员在车架上或吊笼中要始终处于水平状态下并保持平衡，若是发生倾斜容易造成检测人员掉落，生命安全受到威胁。申请号为201120291098.2、名称为“钢桁拱桥梁检查车爬坡装置”公开了一种检查车爬坡装置，其包括走行机构、主桁架结构和调平机构，走行机构包括走行架及安装在走行架上的动力机构、走行轮和夹紧轮，动力机构通过传动件驱动走行轮，所述走行轮安装在轨道的上表面，所述夹紧轮安装在轨道的下表面，所述夹紧轮上还安装有使轨道夹在走行轮与夹紧轮之间的夹紧弹簧。但现有上弦检查车一般不具有自动调平功能，而且整体结构复杂，吨位太大。
技术实现要素：
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种上弦检查车，该检查车具有自动调平功能，适用于大坡度连续行走，且成本低。
为了实现以上发明目的，本发明提出了一种具有以下结构的上弦检查车，包括：
多个大坡度爬坡行走机构；
主桁架旋转机构，其连接在所述行走机构上；
主桁架，其固定连接在所述主桁架旋转机构内；
吊笼，其通过电动葫芦与所述主桁架连接；以及
控制器，其调节多个行走机构的同步性，检测行走机构在连续行走时的爬坡角度并调节所述主桁架旋转机构的转动角度以使吊笼始终处于与地面平行的状态。
在本发明中，通过控制器不断地检测行走机构的爬坡角度，并根据爬坡角度及时调整主桁架旋转机构的转动角度，从而使得固定连接在主桁架旋转机构上的主桁架以及与主桁架连接的吊笼始终处于与地面水平的位置。而且由于是不断地检测、一步步地进行角度调整，因而相对前一状态的变化幅度相对较小，吊笼等不易产生晃动，能更好地保证吊笼内检测人员的人身安全。另外，由于结构设置更合理，而且采用的是大坡度爬坡行走机构，适用于大坡度连续行走，且成本低。
在一种实施方案中，所述主桁架旋转机构包括：
旋转轨道，所述主桁架连接在旋转轨道上；
旋转驱动组件，其通过钢丝绳、钢丝绳连接机构与所述旋转轨道连接以驱动所述旋转轨道转动；和
旋转支撑组件，其连接在所述旋转轨道外侧并支撑所述旋转轨道。
在一种实施方案中，所述旋转驱动组件包括：
驱动电机；
主动轮，其与所述驱动电机连接；以及
从动轮，其通过钢丝绳与所述主动轮连接。
在一种实施方案中，所述主动轮与所述从动轮上均设有绕绳沟槽，所述钢丝绳从所述主动轮开始，在所述主动轮与所述从动轮之间缠绕至少两个整圈后，所述钢丝绳的两端从所述主动轮延伸出并缠绕在所述旋转轨道上，所述钢丝绳的两端端头与所述钢丝绳连接机构连接，所述钢丝绳连接机构与所述旋转轨道固定连接。
在一种实施方案中，所述钢丝绳连接机构包括：
连接架，其固定连接在所述旋转轨道内；以及
连接所述钢丝绳两端的两个张紧组件；所述张紧组件包括：
张紧头，其一端抵接在所述连接架的外侧，其另一端穿过所述连接架并通过锁紧螺母和弹性件抵接在所述连接架的内侧；
钢丝绳连接件，其一端与所述张紧头铰接，其另一端与所述钢丝绳的一端固定连接。
在一种实施方案中，所述旋转支撑组件包括：
旋转支撑轮，其通过转动支撑组件与所述旋转轨道连接；以及
支撑架，其固定连接在所述旋转支撑轮外侧，在所述旋转轨道转动时支撑和固定所述旋转支撑轮。
在一种实施方案中，所述转动支撑组件包括第一防偏轮和支承轮，所述第一防偏轮安装在所述旋转支撑轮上且位于所述旋转轨道的两侧以防止所述旋转轨道转动时跑偏，所述支承轮连接在所述旋转支撑轮与所述旋转轨道之间保证两者的相对转动。
在一种实施方案中，所述第一防偏轮和支承轮均有多个，分设在所述旋转支撑轮上，所述支承轮包括安装座和轮子，所述安装座固定连接在所述旋转支撑轮上，所述轮子活动设在所述安装座上且抵接所述旋转轨道。
在一种实施方案中，所述主桁架通过两台电动葫芦连接所述吊笼，所述电动葫芦由第一变频电机驱动，所述第一变频电机与所述控制器连接；所述两个第一变频电机设在电机箱内，所述电机箱连接在所述主桁架上。
在一种实施方案中，所述控制器包括角度检测仪和可编程plc控制器，所述角度检测仪设在所述主桁架上，将检测到的角度信息传递给所述可编程plc控制器，所述可编程plc控制器与旋转驱动组件以及第一变频电机连接。
在一种实施方案中，所述主桁架旋转机构有两个，通过两个主桁架旋转机构支撑所述主桁架，每个主桁架旋转机构通过行走连接组件连接有四个行走机构，四个行走机构分为两组，每组均连接光电编码器以检测及控制行走机构的同步性，所述主桁架上安装有角度传感器。
在一种实施方案中，该检查车的行走速度为0.5m/min～5m/min，最大爬坡高达46°。
在一种实施方案中，所述行走机构包括：
车架；
驱动组件，其连接在所述车架上；
两个车轮，其设在所述驱动组件的两侧并与所述驱动组件连接，所述车轮的轮轴连接所述车架；以及
加压装置，其与所述车轮的轮轴和所述车架连接增加所述车轮的爬坡压力。
在一种实施方案中，所述车架包括平衡梁和台车架，所述驱动组件、车轮的轮轴和加压装置均安装在所述平衡梁上；所述加压装置包括杠杆加压组件和加压轮，所述杠杆加压组件的一端与所述车架连接，所述杠杆加压组件的另一端经肋板与所述车轮的轮轴连接，所述加压轮连接在所述杠杆加压组件的另一端并抵接在所述平衡梁下方，作用在所述杠杆加压组件的一端的作用力经所述杠杆加压组件的加压转换后经所述肋板和加压轮加载到所述车轮上。
在一种实施方案中，所述加压装置包括：
加压杆，其上端穿过设在所述台车架内的连接块连接加压弹性件，且加压杆的端头通过锁紧螺母压缩所述加压弹性件；
加压臂，其一端与所述加压杆的另一端连接；
偏心轴，其一端与所述加压臂的另一端连接，其中部通过肋板连接车轮的轮轴；以及
加压轮，其连接在偏心轴的另一端并抵接在所述平衡梁的下方。
在一种实施方案中，所述加压杆的轴向中心线与偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线之间的距离是偏心轴连接肋板的一端的轴向中心线与所述加压轮的中心线的距离的12倍。
在一种实施方案中，所述驱动组件包括依次连接的第二变频电机、联轴器和减速器，所述减速器通过输出法兰连接有齿圈，所述齿圈与所述车轮的轮毂上的齿圈啮合。
在一种实施方案中，所述车轮的最外层设有经过处理的橡胶层，所述橡胶层能增大摩擦力和承受一定的压力。
在一种实施方案中，所述车架的两端外侧分别连接有防偏安装座，每个防偏安装座沿所述车架的径向中心线设有两个第二防偏轮以防止跑偏。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过在一套检查车上设置有八个大坡度爬坡行走机构，该八个行走机构可均匀承载上面包括主桁架旋转机构和主桁架在内的自动调平装置的重量。而且由于每个行走机构上设置有第二防偏轮和加压装置，不仅能增加爬坡时的正压力而且能防止车轮跑偏，使得行走机构适用于大坡度连续行走。而且由于自动调平装置结构相对简单，结构安排合理，整体的重量和体积均较小，成本较低。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了本发明的上弦检查车的工作原理示意图；
图2显示了图1中的主桁架旋转机构的结构示意图；
图3显示了图1中的旋转驱动组件与旋转轨道连接时的结构示意图；
图4显示了图3中的钢丝绳连接机构的结构示意图；
图5显示了图3中的旋转驱动组件的结构示意图；
图6显示了图1中的行走机构的其中一个实施例的主视结构示意图；
图7显示了图6的大坡度爬坡行走机构的俯视结构示意图；
图8显示了图6的大坡度爬坡行走机构的左视结构示意图；
图9显示了图6中的加压装置的其中一种具体结构；
图10显示了图9中的加压装置的a-a剖视图；
图11显示了图9中的加压装置的b-b剖视图。
附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
发明人在发明过程中注意到，现有用于钢桁拱桥梁的检查车，要么不涉及调平机构，要么虽然提到设有调平机构，但未公开调平机构的具体结构以及如何进行调平。另外，现有类型的爬坡行走机构主要存在的问题在于：液压油缸顶推步履式行走机构为间断行走，振动比较大、行走速度慢、行走机构效率低、成本高；基于铰链四杆机构的多橡胶轮组行走机构虽可实现连续行走，成本相对低些，但普遍爬坡能力有限，爬行坡度不能超过36°；采用销齿轮机构传动的行走机构，该类行走机构爬坡范围和爬坡能力虽有较大的提高，但整机重量太大、成本太高。
针对以上不足，本发明的实施例提出了一种大坡度爬坡行走机构，该行走机构具有自动调平功能，并适用于大坡度连续行走，且成本较低。
本发明的发明人在长期的实践基础上，提出了一种本发明的钢桁拱上弦检查车，且通过各类测试实验，证明了该调平装置能及时、自动地进行调平，使检测人员所在的吊笼始终保持相对地面的水平状态，从而更好地保证检测人员的人身安全，不仅成本大大降低，而且能实现大坡度连续和快速行走。下面进行详细说明。
图1显示了本发明的上弦检查车的其中一种实施例。在该实施例中，本发明的上弦检查车主要包括：多个行走机构16、主桁架旋转机构、主桁架11、吊笼14和控制器。其中，主桁架旋转机构通过平衡架19与上弦检查车的行走机构16连接。主桁架11固定连接在主桁架旋转机构内。吊笼14与主桁架11连接，控制器通过检测行走机构16的爬坡角度来调节主桁架旋转机构的转动角度，使得在爬坡时连接在主桁架11的吊笼14始终处于与地面水平的状态。
在一个实施例中，如图1所示，主桁架11通过两台电动葫芦13连接吊笼14。电动葫芦13由第一变频电机10驱动，第一变频电机10与控制器连接。两个第一变频电机10均通过电机连接座连接在主桁架11上。或者，在一个未示出的实施例中，两个第一变频电机10设在电机箱内，通过电机箱连接在主桁架11上。
在一个实施例中，控制器主要包括角度检测仪和可编程plc控制器。其中，角度检测仪17设在行走机构16与主桁架11上。角度检测仪17将检测到的角度信息传递给可编程plc控制器，可编程plc控制器与驱动主桁架旋转机构的旋转驱动组件以及驱动吊笼14的第一变频电机10连接。可编程plc控制器通过控制旋转驱动组件的启动与停止来控制主桁架旋转机构的转动角度，可编程plc控制器通过控制第一变频电机10的启动与停止来控制吊笼14的移动距离。
在一个实施例中，主桁架旋转机构主要包括：旋转轨道3、旋转驱动组件和旋转支撑组件。其中，主桁架11的四个角通过连接件12固定连接在旋转轨道3上。旋转驱动组件通过钢丝绳5、钢丝绳连接机构6与旋转轨道3连接以驱动旋转轨道3转动。旋转支撑组件连接在旋转轨道3的外侧支撑旋转轨道3。
在一个实施例中，如图3和图5所示，旋转驱动组件主要包括：驱动电机9、主动轮8和从动轮7。其中，驱动电机9通过联轴器和减速器连接主动轮8。主动轮8通过钢丝绳5连接从动轮7。
在一个实施例中，如图1和图3所示，主动轮8与从动轮7上均设有绕绳沟槽。钢丝绳5从主动轮8开始，在主动轮8与从动轮7之间缠绕至少两个整圈后(即从主动轮8的一个绕绳沟槽缠绕到从动轮7的相应绕绳沟槽再到主动轮8的绕绳沟槽属于缠绕一个整圈)，钢丝绳5的两端从主动轮8延伸出并缠绕在旋转轨道3上。钢丝绳5在绕完旋转轨道3的相应轨道后，钢丝绳5的两端端头从旋转轨道3的上方分别连接固定到钢丝绳连接机构6，钢丝绳连接机构6与旋转轨道3固定连接。
在一个实施例中，如图3和图4所示，钢丝绳连接机构6主要包括：连接架6.1和连接钢丝绳5的两端的两个张紧组件。其中，连接架6.1固定连接在旋转轨道3内。张紧组件主要包括：张紧头6.3和钢丝绳连接件6.2。张紧头6.3的一端位于连接架6.1的外侧，张紧头6.3的另一端穿过连接架6.1并通过锁紧螺母6.5和弹性件6.4抵接在连接架6.1的内侧。钢丝绳连接件6.2的一端与张紧头6.3铰接，钢丝绳连接件6.2的另一端与钢丝绳5的一端固定连接。
在一个实施例中，如图1和图2所示，旋转支撑组件主要包括：旋转支撑轮1和支撑架15。其中，旋转支撑轮1通过多个转动支撑组件与旋转轨道3连接。支撑架15固定连接在旋转支撑轮1的外侧，在旋转轨道3转动时支撑和固定旋转支撑轮1。
在一个实施例中，如图1和图2所示，转动支撑组件主要包括第一防偏轮4和支承轮2。其中，第一防偏轮4有多个，第一防偏轮4安装在旋转支撑轮1上，且第一防偏轮4通过两两对称方式分设在旋转轨道3的两侧以防止旋转轨道3转动时跑偏。支承轮2连接在旋转支撑轮1与旋转轨道3之间保证两者的相对转动。支承轮2主要包括安装座和轮子，其中安装座固定连接在旋转支撑轮1上，轮子活动设在安装座上且抵接旋转轨道3。
在一个实施例中，如图2所示，连接在旋转支撑轮1上的第一防偏轮4和支承轮2均有多个，并分散设置。在一个优选的实施例中，多个第一防偏轮4可呈均匀布置的方式连接在旋转支撑轮1上。支承轮2则是非均布的方式连接在旋转支撑轮1上，在旋转支撑轮1的下半圈设置的支承轮2的数量多，在旋转支撑轮1的上半圈设置的支承轮2的数量少，以更好地满足承重和转动平稳的需求。
如图6显示了本发明的一种大坡度爬坡行走机构的其中一种实施例的结构示意图。在该实施例中，该大坡度爬坡行走机构主要包括：车架20、驱动组件21、两个车轮22和23、加压装置24和25以及第二防偏轮28和29。其中，车架20主要包括平衡梁20.1和台车架20.2，驱动组件21连接在车架20的中部并通过螺栓或螺钉等紧固件固定到车架的台车架20.2上。两个车轮22和23设在驱动组件21的左右两侧并与驱动组件21连接。车轮22和23的轮轴连接车架20的平衡梁20.1。加压装置24和25分别对应给车轮22和23增加爬坡时的压力，左侧的加压装置24与左侧的车轮22的轮轴连接，右侧的加压装置25与右侧的车轮23的轮轴连接。且左侧的加压装置24与车架20对应左侧的连接块20.3连接，右侧的加压装置25与车架20对应右侧的连接块连接。主要通过加压装置24和25向车轮22和23增加向下的压力作用来增加大坡度爬坡时需要的摩擦力。
在一个实施例中，如图6至图8所示，以左侧的加压装置24为例。左侧的加压装置24主要包括杠杆加压组件和加压轮24.1。其中，杠杆加压组件的一端与车架20内的连接块20.3连接，杠杆加压组件的另一端经肋板26与车轮22的轮轴连接。加压轮24.1连接在杠杆加压组件的另一端(图6为朝向车架20内的一端)并抵接在平衡梁20.1的下方，作用在杠杆加压组件的一端的作用力经杠杆加压组件的加压转换后成倍数经肋板26和加压轮24.1加载到车轮22上。
在一个实施例中，如图6至图8所示，杠杆加压组件的加压转换倍数优选为8倍至15倍。这样的结构设置，使得只需要在杠杆加压组件的一端加载较小的力就能通过加压轮24.1加载一个较大的作用力到车轮22上。而且，由于杠杆倍数不是过高，杠杆加压组件不容易损坏，加上有力的杠杆转换，杠杆加压组件的体积可以做的较小，不占用太多空间，便于安装的同时也更美观、实用。
在一个实施例中，如图9至图11示出了加压装置24的其中一种具体结构。其中，加压装置24主要包括：加压杆24.2、加压臂24.3、偏心轴24.4和加压轮24.1。其中，加压杆24.2为六角螺栓结构，其上端穿过设在台车架20.2内的连接块20.3连接加压弹性件24.5，且加压杆24.2的端头通过锁紧螺母24.6压缩加压弹性件24.5。加压臂24.3为弯折结构，加压臂24.3的一端与加压杆24.2的下端固定连接，加压臂24.3的另一端弯折下来连接到偏心轴24.4的前端上。偏心轴24.4的前端与加压臂24.3的下端连接，偏心轴24.4的中部通过肋板26连接车轮22的轮轴。如图5所示，加压轮24.1连接在偏心轴24.4的后端，且加压轮24.1向上抵接在平衡梁20.1的下方。
在一个实施例中，如图6至图8所示，加压杆24.2的轴向中心线s1与偏心轴24.4连接肋板26的一端的轴向中心线s2之间的距离s1s2是偏心轴24.4连接肋板26的一端的轴向中心线s2与加压轮24.1的中心线s3之间的距离s2s3的12倍。因此，若给加压弹性件24.5所在端预设一个10公斤左右的力，进过杠杆转换后，加载到车轮22上的120公斤的作用力。
在一个实施例中，如图7所示，驱动组件21主要包括依次连接的第二变频电机21.1、联轴器21.2和减速器21.3。减速器21.3通过输出法兰连接有齿圈21.4，齿圈21.4与车轮22和23的轮毂连接。因而，第二变频电机21.1转动时带动齿圈21.4、车轮22和23转动，车轮22和23的轮轴经紧固组件27固定在车架20上不动。
在一个实施例中，车轮22和23的最外层设有经过特殊工艺处理的橡胶层，橡胶层能增大摩擦和承受一定的压力。
在一个实施例中，由于设有加压装置24和25、第二防偏轮28和29以及对称设置的结构，使得整体结构紧凑、重量大幅减小，本发明的行走机构的爬坡角度高达46°，本发明的行走机构的行走速度最高可达到5m/min。
在一个实施例中，如图6至图9所示，车架20的两端外侧分别连接有防偏安装座30，每个防偏安装座30沿车架的径向中心线对称设有两个第二防偏轮29以防止本发明的行走机构在行走或爬坡时跑偏。
在一个实施例中，如图6至图9所示，第二防偏轮29通过防偏轴和调节螺母与防偏安装座30连接，且可根据行走轨道18的状况通过调节螺母调整第二防偏轮29的防偏预设量。
说明的是，本发明中的大坡度指的是大于或等于45°，例如46°的坡度。快速行走指的是最高行走速度可达到5m/min。连续行走指的是在爬坡时不需要间断或中途停下来先进行调整或调平，而是在行走过程中自动和平顺地进行调平。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。