一种斜拉桥缆索检测机器人系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于攀爬机器人领域，具体涉及一种斜拉桥缆索检测机器人系统。
【背景技术】
[0002]斜拉桥是大跨度桥梁的最主要桥型，而缆索是斜拉桥的主要承重部分，其受力构件缆索的内部钢丝在大桥动载荷、雨振、风振的长期作用下，容易出现断裂，因此斜拉桥的检测工作至关重要。目前对缆索的检测并不完善。早期是采用卷扬机拖动吊篮小车的人工方式，工作量大，效率低，安全性差。
[0003]目前出现的斜拉桥缆索检测机器人主要有两种，即电机驱动轮式机器人和气动蠕动式机器人，前者运动连续，结构紧凑，控制简单，攀爬效率高，但其越障能力较差；后者结构简单，由上下两部分组成，中间用气缸连接，每部分均装有三个气缸，交替处于夹紧和上升状态，实现爬升，有较好的越障能力，但控制较为复杂，运动效率低，且体积通常较大。
[0004]在电机驱动轮式爬升机器人方面，目前也有一些研宄成果，但或多或少存在一些不足。很多同类机器人是由两部分组成的，并且其中仅一个装有电机，作为主动部分，另一部分作为从动，起压紧作用，这样方式可能安装比较方便，但爬升能力有限，稳定性差，并且不利于改变机器人总体尺寸。也有一些同类机器人是由三部分组成的，但往往沿缆索轴线方向尺寸较大，缆索自身挠度对机器人运动的影响比较严重。还有一些机器人结构过于简单，过分依赖拉簧的作用来适应不同的缆索，虽有较好的越障能力，但由于整体刚性不足，机器人运动过程中很容易在缆索附近晃动，影响检测质量。总的说来，目前很多同类产品都存在越障能力和运动平稳性之间的矛盾。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种斜拉桥缆索检测机器人系统，其目的在于取代落后的人工检测方式，运用遥控的方法，搭载检测设备攀爬缆索，完成缆索检测任务，提供一种安全、高效的缆索检测方式。
[0006]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种斜拉桥缆索检测机器人系统，包括机架，所述机架上设置有多个能贴在缆索表面爬升的动力爬升机构，该多个动力爬升机构周向分布，动力爬升机构包括动力机构和两个爬升机构，该两个爬升机构上下设置且通过同步传动机构连接，每个爬升机构均包括能贴在缆索上滚动的滚轮，其中一个爬升机构的滚轮通过动力机构带动其旋转，所述同步传动机构能带动上下设置的两个爬升机构的所有滚轮同步旋转，所述机架包括多个子支撑架，每个动力爬升机构安装在一子支撑架上，相邻的子支撑架通过连接装置连接，所述连接装置能调节相邻两个子支撑架之间的距离。
[0007]优选地，所述动力机构包括电机及减速机，所述爬升机构还包括可转动安装在机架上的第一转轴，减速机驱动第一转轴旋转，机架上安装有支架，支架上安装有第二转轴，第一转轴通过第一传动机构连接有第二转轴，所述滚轮固定安装在第二转轴上，两个爬升机构的第一转轴通过所述的同步传动机构连接。
[0008]优选地，支架通过所述的第一转轴安装在机架上，支架与第一转轴之间安装有轴承，两个爬升机构的支架通过拉簧连接在一起，拉簧用于使两个爬升机构的滚轮压紧在缆索上。
[0009]优选地，所述电机为电磁制动电机。
[0010]优选地，其中一个支架上安装有拉簧座，所述拉簧座上螺纹连接有拉簧支撑杆，拉簧的一端连接在拉簧支撑杆上，另一端连接在另一支架上。
[0011]优选地，所述连接装置包括两根相互贴合在一起的连接板，每根连接板上均设置有多个连接通孔，该多个连接通孔沿连接板的纵向设置，有螺栓装置从连接通孔处穿过两根连接板后将二者固定连接，每根连接板分别固定连接在一子支撑架上。
[0012]优选地，所述连接板整体呈长方体，所述连接装置还包括垫块，所述垫块设置在其中一连接板与子支撑架之间，该垫块的厚度与另一连接板的厚度相等。
[0013]优选地，所述子支撑架包括主体架及安装在主体架上的角钢，角钢的一侧连接主体架，其另一侧连接所述的连接装置。
[0014]优选地，所述滚轮上设置有用于与缆索接触的橡胶外圈。
[0015]优选地，每个爬升机构的滚轮的数量为两个，此两个滚轮之间存在间距。
[0016]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:
[0017]I)本发明解决了长期以来攀爬机器人系统存在的越障能力与运动平稳性之间的矛盾，全部滚轮通过同步传动机构的带动能够在缆索上同步滚动，以全轮驱动的方式移动，具有优秀的越障能力；
[0018]2)具有很高的适应性，能工作于不同直径的缆索上，使用连接装置来连接子支撑架，便于调节机器人系统的总体尺寸；
[0019]3)结构简单可靠，同时有较强负载能力，易实现小型化、轻量化，适合户外作业；
[0020]4)作为粗调，拉簧有一定的变形范围，作为微调，其调节范围足够大；
[0021]5)各支架相对独立，滚轮遇到障碍时可以通过拉动拉簧并使支架绕第一转轴转动，以实现支架独立地抬起，减小对机器人系统总体的影响，故运动平稳性好；
[0022]6)电机自带电磁制动功能，能实现断电保护，并有效防止启动时的下滑情况；
[0023]7)滚轮采用两个并排的方式，加大与缆索的接触面积，提高运动平稳性。
【附图说明】
[0024]图1?图2是本发明不同视角下的结构示意图；
[0025]图3是本发明中动力爬升机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]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。
[0027]如图1?图3所示，一种斜拉桥缆索机器人运动装置，包括机架I，所述机架I上设置有多个能贴在缆索表面爬升的动力爬升机构2，该多个动力爬升机构2周向分布，优选均匀分布。动力爬升机构2包括动力机构21和两个爬升机构22，该两个爬升机构22上下设置且通过同步传动机构23连接。之所以采用两个爬升机构，是为了使本运动装置在缆索上移动时，上下部分能够保持平衡而不会歪倒在缆索上，这样移动起来就比较顺畅。优选地，所述同步传动机构23为同步带传动机构，以保证运动的同步。
[0028]每个爬升机构22均包括能贴在缆索上滚动的滚轮24，优选地，所述滚轮24上设置有用于与缆索接触的橡胶外圈，以免对缆索造成损坏。滚轮24在缆索上滚动时，则本运动装置能够在缆索上爬升。每个爬升机构22的滚轮24的数量为两个，此两个滚轮24之间存在间距，以便于更好地附在缆索上。其中一个爬升机构22的滚轮24通过动力机构21带动其旋转，所述同步传动机构23能带动同一动力爬升机构2的上下设置的两个爬升机构22的所有滚轮24同步旋转，这样就使得本运动装置的移动比较平稳。
[0029]进一步，所述动力机构21包括电机211及减速机212。所述电机211优选采用电磁制动电机，当缆索机器人突然断电，电磁制动电机停止工作便不能再转动，通过传动装置的同步作用，使得滚轮24不能滚动，本运动装置停在缆索上，起到停电保护作用。优选地，所述机架I上安装的动力爬升机构2的数量为三个，三个动力爬升机构2安装在机架I上时，结构比较稳定，而且三个动力爬升机构2的滚轮24也比较容易附在缆索上滚动，使得本运动装置不容易从缆索上掉下。相应地，电磁制动电机的数量也为三个，三个电磁制动电机同时工作，通过减速机212控制转速，经同步传动机构23进行传动，保证所有的滚轮24作严格的同步转动，以全驱动方式在缆索上移动。另外，控制电磁制动电机的正、反转和停止可以实现缆索机器人的爬升、爬下与定位。
[0030]所述爬升机构22还包括可转动安装在机架I上的第一转轴221，第一转轴221与机架I之间安装有轴承；减速机212驱动第一转轴221旋转，机架I上安装有支架3，支架3上安装有第二转轴223，第二转轴223与支架3之间安装有轴承；第一转轴221通过第一传动机构222连接有第二转轴223，优选地，第一传动机构222选用同步带传动机构；所述滚轮24固定安装在第二转轴223上，两个爬升机构22的第一转轴221通过所述的同步传动机构23连接。
[0031]作为一