多旋翼拉索检测机器人制造技术

一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架、电池组、检测机器人动力系统、控制单元、防落装置、防撞装置、检测机构和无线数据传输单元；检测机器人动力系统是四组多旋翼动力系统组件；防落装置包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮和与其连接的摆臂支撑杆，导向滚轮包括滚轮本体及与其两端弧形连接的翼缘，其中一个导向滚轮侧面连接有编码器；机身框架包括由四块联接臂联接组成的正方形支架结构和四个机身连杆；防撞装置包括上防撞装置、侧防撞装置；检测机构包括分别安装在四个机身连杆上端中部的四个微型摄像机及四个漏磁传感器；该多旋翼拉索检测机器人采用多旋翼动力系统搭载检测传感设备，续航能力好，检测效率高，安全性能好。

Multi rotor cable detection robot

A multi rotor cable inspection robot, including the fuselage frame, battery, power system, robot control unit, anti dropping device, anti-collision device, detection mechanism and wireless data transmission unit; detecting robot dynamic system is four groups of multi rotor power system components; the anti dropping device includes four anti dropping device components, each case drop device assembly includes a guide roller and connected with the swing arm strut, the guide roller including flange roller body and connected with both ends of the arc, one side of the guide roller is connected with the encoder; fuselage frame including square bracket structure is composed of four connecting arm connection and four connecting rod body; anti-collision device including collision avoidance device and side protection device; the detection mechanism includes four miniature cameras were installed in four and four in the middle of the upper end of the connecting rod body drain Magnetic sensor; the multi rotor cable inspection robot adopts multi rotor power system equipped with detection sensing device, which has good endurance, high detection efficiency and good safety performance.

【技术实现步骤摘要】
多旋翼拉索检测机器人
本技术涉及一种拉索检测装置，特别是一种多旋翼拉索检测机器人及其用于拉索断丝锈蚀及其PE外观检测的拉索检测装置。
技术介绍
拉索是拱桥、斜拉桥、悬索桥等索类桥梁的核心构件之一，作为受力构件，其受力状况对桥梁整体结构的安全起到极其重要的作用；拉索的工作状态是桥梁是否处于安全状态的重要标志之一。由于拉索长期暴露在空气中，经风吹雨淋、紫外线照射、人为损伤等因素影响，会出现表面的PE保护层硬化和破坏现象，继而引起内部钢丝束或钢绞线受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象；另一方面，由于风振、雨振等原因，拉索内部的钢丝束产生摩擦，引起钢丝磨损，严重者也会发生断丝现象；定期的对拉索体系内外进行检测是很必要的。早期的拉索检测主要是目测法，但是利用设备将检测人员送到高空，效率低、成本高、存在高空坠落的危险，而采用高分辨率望远镜的方法由于检测效率低、精度较差，只能作为辅助手段；近年来，检测专家们研究出的拉索检测机器人，利用爬索类机器人携带摄像头对拉索损伤进行监测，同时完成涂装、断丝检测等任务，但其都是采用机构夹持缆索或磁力吸附缆索提供压应力，电机带动轮子爬行的方式，检测效率低，续航能力差，甚至会出现高空抱索卡死的危险状况。为解决上述问题，本技术申请人曾于2016年申请一种重量轻、航能力好，能用于桥梁拉索PE外观、内部断丝锈蚀检测、拉索索力的检测的《带检测系统的轻型碳纤维爬索机器人及其用于拉索检测的方法》技术专利，（专利公告号为CN106284070A），虽然具有重量轻，续航能力好，能防止轮体偏离索体造成锁死现象等优点，但仍存在以下不足之处：由于采用爬行式，其检测效率还不够高，其次，采用滚轮夹紧拉索爬行的方式，若夹紧力过大还有可能会对拉索PE本身产生划痕或挤压等损害。
技术实现思路
本技术的目的在于提供多旋翼拉索检测机器人，该多旋翼拉索检测机器人采用多旋翼动力系统搭载检测传感设备，续航能力好，检测效率高，安全性能高。解决上述问题的技术方案是：一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架、电池组、检测机器人动力系统、控制单元、防落装置、检测机构和无线数据传输单元，所述检测机器人动力系统是多旋翼动力系统组件，该多旋翼动力系统组件有四组，每组多旋翼动力系统组件均包括一个电机及其连接的动力旋翼与电调系统，所述四组多旋翼动力系统组件的四个电机安装固定在四个机身连杆下端中部，所述四个动力旋翼安装在四个电机机座上，控制单元通过控制电调系统控制电机转动带动动力旋翼旋转，为机器人飞行提供动力；所述的防落装置包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮和与其连接的摆臂支撑杆，所述导向滚轮包括滚轮本体及与其两端连接的翼缘，滚轮本体与其两端连接的翼缘之间为弧形过渡连接的弧面，所述的其中一个导向滚轮侧面连接有编码器，所述编码器作为控制系统的反馈，用于定位机器人飞行位置信息；使用过程中，在控制单元控制下，当多旋翼动力提供的升力大于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索上升；当多旋翼动力提供的升力小于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索下降；当多旋翼动力提供的升力等于机器人自身重力时，机器人悬停。所述多旋翼拉索检测机器人的进一步技术方案是：所述的控制单元包括上位机和下位机，所述上位机为安装有主控机的地面站以及手持遥控器，下位机是安装在机身框架上的执行控制模块，上位机和下位机通过无线数据传输单元进行数据连接。所述多旋翼拉索检测机器人的进一步技术方案是：所述机身框架包括正方形支架结构和四个机身连杆，所述正方形支架结构由四块联接臂联接组成，机身框架直径可根据待检结构直径调节，所述四个机身连杆分别固定连接在四块联接臂中端外侧。所述多旋翼拉索检测机器人的更进一步技术方案是：它还包括一个防撞装置，该防撞装置包括上防撞装置、侧防撞装置、起落架，所述上防撞装置包括梯形防撞架和防撞探测单元，所述侧防撞装置包括螺旋桨防护和防撞探测单元。所述的检测机构包括四台微型摄像机和四个漏磁传感器，四台微型摄像机分别安装在四个机身连杆的上端中部；四个漏磁传感器对称安装于四块联接臂上，多旋翼拉索检测机器人在飞行过程中四个方向360°获取待检结构件的完整图像信息以及传感信息，并通过无线数据传输单元传输到控制单元。所述多旋翼拉索检测机器人的又更进一步技术方案是：所述机身框架的正方形支架结构的联接臂是采用碳纤维或铝合金或高强低重金属材料制成的。由于采用上述技术方案，本技术之多旋翼拉索检测机器人具有以下特点和有益效果：1、检测效率高：该多旋翼拉索检测机器人的动力系统是多旋翼动力系统组件，该多旋翼动力系统组件有四组，每组多旋翼动力系统组件均包括一个电机及其连接的动力旋翼与电调系统，所述四组多旋翼动力系统组件的四个电机安装固定在四个机身连杆下端中部，所述四个动力旋翼安装在四个电机机座上，控制单元通过控制电调系统控制电机转动带动动力旋翼旋转，为机器人飞行提供动力；所述的检测机构包括四台微型摄像机和四个漏磁传感器，四台微型摄像机分别安装在四个机身连杆的上端中部，四个漏磁传感器对称安装于四块联接臂上；多旋翼拉索检测机器人在飞行过程中在四个方向360°获取待检结构件的完整图像信息以及传感信息，并通过无线数据传输单元传输到控制单元；相比于传统的爬索机器人，大大提高拉索检测效率。2、检测安全性好、可靠性高：本技术多旋翼拉索检测机器人还包括有防落装置和防撞装置，所述的防落装置包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮和与其连接的摆臂支撑杆，所述导向滚轮包括滚轮本体及与其两端连接的翼缘，滚轮本体与其两端连接的翼缘之间为弧形过渡连接的弧面，所述的其中一个导向滚轮侧面连接有编码器，所述编码器作为控制系统的反馈，用于定位机器人飞行位置信息；其导向滚轮起了导向与防落作用，大大提高了多旋翼拉索检测机器人在拉索检测过程中的安全性和可靠性；其次，本技术之防撞装置包括上防撞装置、侧防撞装置、起落架，所述上防撞装置包括梯形防撞架和防撞探测单元，所述侧防撞装置包括螺旋桨防护和防撞探测单元；在各个方位上起到了保护作用，进一步提高了多旋翼拉索检测机器人在拉索检测过程中飞行的安全性和可靠性。3、机身采用碳纤维增强材料，更轻便；机身框架采用联接方式，方便拆卸。下面，结合附图和实施例对本技术之多旋翼拉索检测机器人的技术特征作进一步的说明。附图说明图1是本技术实施例一之多旋翼拉索检测机器人整体结构框图；图2是本技术实施例一之多旋翼拉索检测机器人结构示意图（立体图）；图3是多旋翼拉索检测机器人防落装置的导向滚轮结构示意图；图4是本技术实施例一之多旋翼拉索检测机器人用于实现实施例二所述拉索检测的使用状态示意图；图5是本技术实施例一之多旋翼拉索检测机器人用于实现实施例三所述检测拉索锈蚀断丝的方法使用状态示意图。图中：1-机身框架、11-联接臂，12-机身连杆；2-电池组；3-多旋翼动力系统，31-旋翼、32-电机、33-电调系统；4-控制单元，41-地面站、42-手持遥控器、43-执行控制模块；5-防落装置，51-导向滚轮、511-滚轮本体、512-翼缘、513-（连接滚轮本体与两端翼缘的）弧面、514-编码器，52-摆臂支撑杆；6-防撞装置，61-上防撞装置、62-侧防撞装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架（1）、电池组（2）、检测机器人动力系统、控制单元（4）、防落装置（5）、检测机构（7）和无线数据传输单元（8），其特征在于：所述检测机器人动力系统是多旋翼动力系统（3）组件，该多旋翼动力系统（3）组件有四组，每组多旋翼动力系统（3）组件均包括一个电机（32）及其连接的动力旋翼（31）与电调系统（33），所述四组多旋翼动力系统（3）组件的四个电机（32）安装固定在四个机身连杆（12）下端中部，所述四个动力旋翼（31）安装在四个电机机座上，控制单元通过控制电调系统控制电机转动带动动力旋翼旋转，为机器人飞行提供动力；所述的防落装置（5）包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮（51）和与其连接的摆臂支撑杆（52），所述导向滚轮包括滚轮本体（511）及与其两端连接的翼缘（512），滚轮本体与其两端连接的翼缘之间为弧形过渡连接的弧面（513），所述的其中一个导向滚轮侧面连接有编码器（514），所述编码器作为控制系统的反馈，用于定位机器人飞行位置信息；使用过程中，在控制单元控制下，当多旋翼动力提供的升力大于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索上升；当多旋翼动力提供的升力小于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索下降；当多旋翼动力提供的升力等于机器人自身重力时，机器人悬停。...

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架（1）、电池组（2）、检测机器人动力系统、控制单元（4）、防落装置（5）、检测机构（7）和无线数据传输单元（8），其特征在于：所述检测机器人动力系统是多旋翼动力系统（3）组件，该多旋翼动力系统（3）组件有四组，每组多旋翼动力系统（3）组件均包括一个电机（32）及其连接的动力旋翼（31）与电调系统（33），所述四组多旋翼动力系统（3）组件的四个电机（32）安装固定在四个机身连杆（12）下端中部，所述四个动力旋翼（31）安装在四个电机机座上，控制单元通过控制电调系统控制电机转动带动动力旋翼旋转，为机器人飞行提供动力；所述的防落装置（5）包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮（51）和与其连接的摆臂支撑杆（52），所述导向滚轮包括滚轮本体（511）及与其两端连接的翼缘（512），滚轮本体与其两端连接的翼缘之间为弧形过渡连接的弧面（513），所述的其中一个导向滚轮侧面连接有编码器（514），所述编码器作为控制系统的反馈，用于定位机器人飞行位置信息；使用过程中，在控制单元控制下，当多旋翼动力提供的升力大于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索上升；当多旋翼动力提供的升力小于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索下降；当多旋翼动力提供的升力等于机器人自身重力时，机器人悬停。2.根据权利要求1所述的多旋翼拉索检测机器人，其特征在于：所述的控制单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏琦，刘佰鑫，王权权，蒋立军，邹易清，雷欢，谢正元，黄永玖，植磊，
申请(专利权)人：柳州欧维姆机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西,45