一种用于检测桥梁主缆的机器人

1.本技术实施例涉及机器人领域，具体涉及一种用于检测桥梁主缆的机器人。


背景技术：

2.当前随着中国经济的发展，一大批大跨度桥梁出现，桥梁安全成为国民经济和国家安全的核心问题，桥梁损伤检测是保证桥梁安全的前提。悬索桥由于其建造灵活、外形美观、适应性强且通航性好成为特大桥梁的首选方案。主缆是悬索桥的主要承载构建，常年受风、雨、冰冻、温度及湿度的变化等自然因素作用会对主缆造成一定的侵蚀，为保证桥梁安全运行，应定期对主缆进行检测维护。
3.现有检查方法主要是通过技术人员在主缆上行走检查，或在桥面采用望远镜等设备进行检查，主缆底部无法实现近距离观察，这些检查方式效率低、存在盲区，且高空作业存在极大的安全风险。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种用于检测桥梁主缆的机器人，用于提高桥梁主缆的检测效率。
5.本技术实施例提供了一种用于检测桥梁主缆的机器人，包括：上车体总成、下车体总成、总成传动部、传感检测部和抱靴组件；
6.上车体总成和下车体总成滑动连接；总成传动部连接上车体总成和下车体总成，控制上车体总成和下车体总成的相对运动；
7.传感检测部设置在上车体总成或下车体总成，传感检测部用于装配检测桥梁主缆的传感器；
8.上车体总成和下车体总成分别安装有多个抱靴组件，抱靴组件用于夹紧和松开桥梁的扶手绳。
9.本技术实施例的一种实现方式中，抱靴组件包括：抱靴电机、夹爪抱靴电机安装座、导杆、左滑块、右滑块和双向丝杆；
10.抱靴电机安装在抱靴电机安装座；
11.左滑块和右滑块在双向丝杆的带动下沿着导杆运动，左滑块和右滑块的运动方向相反；左滑块和右滑块与夹爪连接，左滑块和右滑块的运动带动夹爪的开合。
12.本技术实施例的一种实现方式中，抱靴组件还包括：同步带和同步带轮；
13.抱靴电机的输出端连接同步带轮，同步带轮通过同步带带动双向丝杆转动。
14.本技术实施例的一种实现方式中，抱靴组件包括：光电开关；光电开关用于检测扶手绳。
15.本技术实施例的一种实现方式中，上车体总成包括：上车体纵梁、上车体横梁、传动支撑纵梁和第一抱靴安装座；
16.上车体纵梁和上车体横梁固定连接，传动支撑纵梁和上车体横梁固定连接，传动
支撑纵梁设置在上车体总成的纵向轴线上；
17.总成传动部安装在传动支撑纵梁；
18.第一抱靴安装座设置在上车体纵梁或上车体横梁的底部，用于安装抱靴组件。
19.本技术实施例的一种实现方式中，下车体总成包括：下车体短纵梁、下车体横梁、连接板和第二抱靴安装座；
20.下车体短纵梁和下车体横梁固定连接；下车体横梁和连接板固定连接；连接板设置在下车体总成的纵向轴线上；
21.第二抱靴安装座设置在下车体短纵梁或下车体横梁的底部，用于安装抱靴组件。
22.本技术实施例的一种实现方式中，上车体总成包括：挡块和上车体导轨；下车体总成包括总成滑块；
23.上车体导轨设置在上车体纵梁的底部，总成滑块固定安装在下车体短纵梁的上部，上车体导轨和总成滑块配合；
24.挡块设置在上车体导轨的两端，以限制下车体总成相对上车体总成的运动范围。
25.本技术实施例的一种实现方式中，上车体总成包括辅助支撑轮；
26.辅助支撑轮安装在上车体纵梁或上车体横梁。
27.本技术实施例的一种实现方式中，辅助支撑轮包括：支撑轮安装座、摆杆、减振弹簧和橡胶轮；
28.支撑轮安装座与上车体纵梁或上车体横梁连接，摆杆的一端与支撑轮安装座转动连接，摆杆远离支撑轮安装座的一端安装橡胶轮；
29.减振弹簧的两端连接支撑杆安装座和摆杆，减振弹簧、支撑杆安装座和摆杆呈三角形。
30.本技术实施例的一种实现方式中，辅助支撑轮包括：编码器；
31.编码器与橡胶轮同轴安装，编码器用于记录橡胶轮的转动。
32.本技术实施例的一种实现方式中，总成传动部包括链轮、链条、传动电机；或者总成传动部包括带轮、皮带和传动电机；或者总成传动部包括齿轮、齿条和传动电机；或者总成传动部包括电缸。
33.本技术实施例的一种实现方式中，传感检测部包括中部视觉总成和侧面视觉总成；
34.中部视觉总成安装在下车体总成的底部，用于检测桥梁主缆的上部；
35.侧面视觉总成安装在下车体总成的两侧且向下车体总成的下方延伸，用于检测桥梁主缆的两侧和底部。
36.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
37.本技术实施例中，将多个抱靴组件分别安装在上车体总成和下车体总成，上车体总成的抱靴组件和下车体总成的抱靴组件交替地夹紧和松开扶手绳，总成传动部的驱动上车体总成和下车体总成交替前进实现机器人的蠕动前进。也就是说，上车体总成的抱靴组件夹紧扶手绳时，下车体总成的抱靴组件松开扶手绳，总成传动部带动下车体总成相对上车体总成向前运动；上车体总成的抱靴组件松开扶手绳时，下车体总成的抱靴组件夹紧扶手绳，总成传动部带动上车体总成相对下车体总成向前运动。采用抱靴组件，可以实现机器人稳定地在桥梁主缆上蠕动前进。
附图说明
38.图1是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的工作状态示意图；
39.图2是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的整体立体图；
40.图3是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的上车体总成的立体图；
41.图4是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的下车体总成的立体图；
42.图5是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的抱靴组件的一种立体图；
43.图6是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的抱靴组件的另一种立体图；
44.图7是本技术实施例的用于检测桥梁主缆的机器人的辅助支撑轮的立体图；
45.1、桥梁主缆；2、扶手绳；3、上栏杆绳；4、立柱；5、下栏杆绳；6、横撑；7、索夹；8、上车体总成；9、上车体纵梁；10、上车体横梁；11、传动支撑纵梁；12、挡块；13、上车体导轨；14、第一抱靴安装座；15、下车体总成；16、第二抱靴安装座；17、下车体短纵梁；18、下车体横梁；19、连接板；20、总成滑块；21、抱靴组件；22、抱靴电机；23、顶盖；24、光电开关；25、夹爪；26、同步带；27、同步带轮；28、抱靴电机安装座；29、左端盖；30、右端盖；31、导杆；32、左滑块；33、右滑块；34、双向丝杆；35、辅助支撑轮；36、支撑轮安装座；37、摆杆；38、减振弹簧；39、编码器；40、橡胶轮；41、中部视觉总成；42、侧面视觉总成；43相机；44、总成传动部：45、链条；46、传动电机；47、链轮。
具体实施方式
46.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
47.如图1所示，悬索桥主缆及其附属设施包括：扶手绳2、上栏杆绳3、立柱4、下栏杆绳5、横撑6、索夹7、桥梁主缆1；
48.通车时间较长的悬索桥主缆附属设施的扶手绳2往往会出现预紧力不足的状况，现有的一些用于检测桥梁主缆1的机器人无法适应扶手绳2预紧力不足的场景。
49.如图1至图7所示，本技术实施例提供了一种用于检测桥梁主缆1的机器人，包括：上车体总成8、下车体总成15、总成传动部44、传感检测部和抱靴组件21；
50.上车体总成8和下车体总成15滑动连接；总成传动部44连接上车体总成8和下车体总成15，控制上车体总成8和下车体总成15的相对运动；
51.传感检测部设置在上车体总成8或下车体总成15，传感检测部用于装配检测桥梁主缆1的传感器；
52.上车体总成8和下车体总成15分别安装有多个抱靴组件21，抱靴组件21用于夹紧和松开桥梁的扶手绳2。
53.本技术实施例中，将多个抱靴组件21分别安装在上车体总成8和下车体总成15，上车体总成8的抱靴组件21和下车体总成15的抱靴组件21交替地夹紧和松开扶手绳2，总成传
动部44的驱动上车体总成8和下车体总成15交替前进实现机器人的蠕动前进。也就是说，上车体总成8的抱靴组件21夹紧扶手绳2时，下车体总成15的抱靴组件21松开扶手绳2，总成传动部44带动下车体总成15相对上车体总成8向前运动；上车体总成8的抱靴组件21松开扶手绳2时，下车体总成15的抱靴组件21夹紧扶手绳2，总成传动部44带动上车体总成8相对下车体总成15向前运动。采用抱靴组件21，可以实现机器人稳定地在桥梁主缆1上蠕动前进。
54.本技术实施例提供一种用于检测桥梁主缆1的机器人的工作场景如图1所示，机器人利用悬索桥主缆附属设施的扶手绳2作为轨道，通过上车体总成8和下车体总成15携带的抱靴组件21交替夹紧扶手绳2蠕动前进，即使扶手绳2预紧力不足也可平稳运行。
55.传感检测部装配的传感器可以是相机、超声探测仪等。
56.如图2所示，主缆检测机器人包括上车体总成8、下车体总成15、侧面视觉总成42、中部视觉总成41等，具体的，包括相机43、辅助支撑轮35、滑块、导轨、链条45、链轮47和传动电机46等。侧面视觉总成42和中部视觉总成41固定在下车体总成15上，相机43安装在侧面视觉总成42和中部视觉总成41上。通过携带相机43等检测设备实现桥梁主缆1和索夹7的无盲区检测，能够实现桥梁主缆1全覆盖检测。桥梁主缆1也可以简称为主缆，或称为悬索桥主缆。传动电机46采用减速电机。
57.在一种实现方式中，传感检测部包括中部视觉总成41和侧面视觉总成42。中部视觉总成41安装在下车体总成15的底部，用于检测桥梁主缆1的上部。侧面视觉总成42安装在下车体总成15的两侧，用于检测桥梁主缆1的两侧和底部。
58.辅助支撑轮35安装在上车体总成8上，起支撑作用。上车体总成8和下车体总成15通过总成滑块20和上车体导轨13连接，上车体总成8和下车体总成15之间通过传动电机46驱动链轮47，经过链条45传导实现相对滑动，上车体总成8和下车体总成15上分别安装有四组抱靴组件21，通过交替夹紧扶手绳2实现机器人蠕动前进。
59.需要说明的是，链条45和链轮47可以替换为皮带和带轮、或者齿条和齿轮等，或者使用电缸驱动机器人蠕动前进。
60.如图3所示，上车体总成8及其相关部件包括上车体纵梁9、上车体横梁10、传动电机46、传动支撑纵梁11、挡块12、链轮47、第一抱靴安装座14、上车体导轨13、总成滑块20和抱靴组件21等。
61.在一种实现方式中，上车体总成8包括：上车体纵梁9、上车体横梁10、传动支撑纵梁11和第一抱靴安装座14。上车体纵梁9和上车体横梁10固定连接，传动支撑纵梁11和上车体横梁10固定连接，传动支撑纵梁11设置在上车体总成8的纵向轴线上。总成传动部44安装在传动支撑纵梁11。第一抱靴安装座14设置在上车体纵梁9或上车体横梁10的底部，用于安装抱靴组件21。
62.在一种实现方式中，上车体总成8包括：挡块12和上车体导轨13。下车体总成15包括总成滑块20。上车体导轨13设置在上车体纵梁9的底部，总成滑块20固定安装在下车体短纵梁17的上部，上车体导轨13和总成滑块20配合。
63.在一种实现方式中，挡块12设置在上车体导轨13的两端，以限制下车体总成15相对上车体总成8的运动范围。
64.在一种实现方式中，上车体总成8包括辅助支撑轮35。
65.如图4所示，下车体总成15及其相关部件包括下车体短纵梁17、下车体横梁18、连
接板19、第二抱靴安装座16和抱靴组件21等。
66.在一种实现方式中，下车体总成15包括：下车体短纵梁17、下车体横梁18、连接板19和第二抱靴安装座16。下车体短纵梁17和下车体横梁18固定连接。下车体横梁18和连接板19固定连接。连接板19设置在下车体总成15的纵向轴线上。第二抱靴安装座16设置在下车体短纵梁17或下车体横梁18的底部，用于安装抱靴组件21。
67.在一种实现方式中，总成传动部44包括链轮47、链条45、传动电机46。或者总成传动部44包括带轮、皮带和传动电机46。或者总成传动部44包括齿轮、齿条和传动电机46。或者总成传动部44包括电缸。
68.如图5至图6所示，抱靴组件21的左端盖29、右端盖30和顶盖23构成密闭空间，用于容纳导杆31、左滑块32、右滑块33、双向丝杆34等，左滑块32和右滑块33与导杆31和双向丝杠连接，夹爪25固定在左滑块32和右滑块33上，抱靴电机22通过同步带轮27、同步带26驱动双向丝杠实现左滑块32和右滑块33相向运动，进而实现夹紧扶手绳2的功能。
69.在一种实现方式中，抱靴组件21包括：抱靴电机22、夹爪25、同步带26、同步带轮27、抱靴电机安装座28、导杆31、左滑块32、右滑块33和双向丝杆34。抱靴电机22安装在抱靴电机安装座28，抱靴电机22的输出端连接同步带轮27，同步带轮27通过同步带26带动双向丝杆34转动。左滑块32和右滑块33在双向丝杆34的带动下沿着导杆运动，左滑块32和右滑块33的运动方向相反。左滑块32和右滑块33与夹爪25连接，左滑块32和右滑块33的运动带动夹爪25的开合。
70.在一种实现方式中，抱靴组件21包括：光电开关24。光电开关24用于检测扶手绳2是否脱离夹爪25。
71.如图7所示，辅助支撑轮35的橡胶轮40通过轴承和摆杆37连接，摆杆37通过减震弹簧、销轴和安装座连接，编码器39和橡胶轮40连接实现里程计功能。
72.在一种实现方式中，辅助支撑轮35安装在上车体纵梁9或上车体横梁10。辅助支撑轮35包括：支撑轮安装座36、摆杆37、减振弹簧38、编码器39和橡胶轮40。
73.支撑轮安装座36与上车体纵梁9或上车体横梁10连接，摆杆37的一端与支撑轮安装座36转动连接，摆杆37远离支撑轮安装座36的一端安装橡胶轮40和编码器39，编码器39用于记录橡胶轮40的转动。减振弹簧38的两端连接支撑杆安装座和摆杆37，减振弹簧38、支撑杆安装座和摆杆37呈三角形。
74.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。