一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统技术方案

一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，属于缆索检测技术领域。本发明专利技术解决了现有的FAST缆索检测装置自主越障能力差，以及在检测过程中易受距离、坡度、天气影响而导致稳定性差的问题。包括滑动安装在被测缆索上的缆索检测机器人以及控制缆索检测机器人在被测缆索上移动的第一牵引装置及第二牵引装置，缆索检测机器人包括第一机构总成，两个第一电机固装在第一框架上且通过收放连接件控制两组抱紧轮组实现其在被测缆索上的抱紧与分离，所述缆索探伤传感器对应固装在两组抱紧轮组相对的一侧，且扣装在被测缆索上，通过第一抱紧轮总成实现第一机构总成在被测缆索上的移动。解决了现有技术中的缆索检测设备稳定性差的问题，机器人具有良好的越障能力。

【技术实现步骤摘要】
一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统
本专利技术涉及一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，属于缆索检测

技术介绍
目前，缆索已被广泛的应用于桥梁、电力、建筑和矿山业中，除大桥外，许多大型建筑如机场、体育场及FAST等也采用了缆索结构。在对建筑的缆索进行探伤时，很长时期内，主要采用两种方法，一种是针对小型缆索建筑使用液压升降平台进行缆索涂装，另一种是利用预先装好的塔顶的吊点，用钢丝拖动吊篮搭载工作人员沿缆索进行涂装。采用人工携带设备的方式进行缆索探伤工作，不仅效率低，而且安全性差，成本高。500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope)英文简称刚好是FAST。FAST是世界在建的最大射电望远镜，借助天然圆形溶岩坑建造。FAST的反射镜边框是1500米长的环形钢梁，而缆索则依托钢梁，悬垂交错，呈现出球形网状结构。FAST的反射面100总面积约25万平方米，用于汇聚无线电波、供馈源接收机接收。在洼地周边山峰上建造6个百余米的支撑塔101，安装公里尺度的缆索柔性支撑体系及其导索、卷索机构，以实现馈源舱的一级空间位置调整；制造直径10米左右的馈源舱102，在馈源舱内安装Stewart平台(精调并联机器人)用于二级调整；制造两级调整机构之间的转向机构，辅助调整馈源舱的姿态角。由于馈源舱质量大，工作时被6根缆索悬于高空中，每根缆索长度300米至500米。6根缆索的一端对应连接在馈源舱的六个吊挂点，另一端对应连接在支撑塔顶端，6根缆索对应通过六个设置在支撑塔顶端的馈源舱缆索卷扬设备实现支撑、卷索。缆绳检测具有距离长、坡度大、受风雨天气影响等诸多困难。每根缆绳上都设有不同型号的动滑轮和定滑轮，定滑轮和动滑轮的下面穿放有电缆线。为了保证FAST能安全工作，需要定期对每根缆索进行检测和维护，检测内容主要包括缆绳是否有缺陷，缆绳内部是否有锈蚀、磨损、断丝等情况。而现有技术中的缆索检测装置自主越障能力差，导致检测效率低、安全性差。缆索检测机器人大坡度爬行时，自身重量成为主要负载，需要机器人具有足够的动力来克服自身重力产生的下滑力。被测缆绳长距离悬空，势必会由于重力等因素导致缆绳倾斜弯曲，这将会导致最终的检测结构准确性低。需要缆索检测机器人具有一定的适应能力，以保证机器人的正常工作。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的FAST缆索检测装置自主越障能力差，以及在检测过程中易受距离、坡度、天气影响而导致稳定性差的问题，进而提供了一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，它包括滑动安装在被测缆索上的缆索检测机器人以及控制缆索检测机器人在被测缆索上移动的第一牵引装置及第二牵引装置，缆索检测机器人的前后两端与第一牵引装置及第二牵引装置之间分别通过牵引缆绳连接，馈源舱的每个吊挂点上均固定安装有馈源舱操作平台，所述第一牵引装置的数量与支撑塔的数量相等且每个支撑塔上均对应安装一个第一牵引装置，所述第二牵引装置的数量与第一牵引装置的数量相等且每个馈源舱操作平台上均对应安装有第二牵引装置；所述缆索检测机器人包括第一机构总成，所述第一机构总成包括缆索探伤传感器、第一框架、第一抱紧轮总成及两个电器箱，其中两个电器箱固装在第一框架的下端且对称布置，所述第一抱紧轮总成包括两组抱紧轮组、两个收放连接件及两个第一电机，其中两组抱紧轮组相对布置且均滑动设置在第一框架上，两个第一电机固装在第一框架上且通过收放连接件控制两组抱紧轮组实现其在被测缆索上的抱紧与分离，所述缆索探伤传感器对应固装在两组抱紧轮组相对的一侧，且扣装在被测缆索上，通过第一抱紧轮总成实现第一机构总成在被测缆索上的移动。进一步地，所述抱紧轮组包括安装架以及布置在安装架一侧的驱动抱紧轮总成及辅助抱紧轮总成，其中所述驱动抱紧轮总成包括驱动电机和主动轮，通过所述驱动电机控制主动轮转动，所述辅助抱紧轮总成包括三个辅助轮，其中主动轮与一个辅助轮呈八字形布置为一组，另外两个辅助轮呈八字形布置为另一组，每个机构总成中的四组轮两两对称布置。进一步地，所述抱紧轮组还包括氮气弹簧，氮气弹簧的一端部顶紧主动轮的轮轴。进一步地，缆索探伤传感器位于第一机构总成中两组轮之间设置。进一步地，每个所述抱紧轮组还包括两个相互平行的导向轴，且两个所述导向轴固装在安装架的另一侧，所述导向轴滑动穿装在第一框架上。进一步地，每个所述抱紧轮组还包括相互配合的定位轴和定位套，其中定位轴固装在一个安装架的顶端，定位套固装在另一个安装架的顶端。进一步地，所述缆索检测机器人还包括位于第一机构总成前后两侧的第二机构总成，所述第二机构总成包括第二框架及第二抱紧轮总成，其中所述第二抱紧轮总成的结构与所述第一抱紧轮总成的结构相同，每相临两个机构总成之间均布置有两个连接组件，所述两个连接组件关于第一框架对称设置，每个连接组件均包括连接架及转动连接在连接架一端的平行连杆机构，每个平行连杆机构均转动安装在第一框架上，每个电器箱上均竖直固装有两个电动缸，且通过两个电动缸分别控制两个平行连杆机构在竖直平面的动作，连接架的另一端与第二机构总成固接。进一步地，支撑塔的顶端固定安装有塔顶操作台，第一牵引装置包括固装在支撑塔塔顶的第一电动卷扬机及安装在塔顶操作台上的导向定滑轮，第二牵引装置为固装在馈源舱操作平台上的第二电动卷扬机。进一步地，缆索检测机器人的前后两端与牵引缆绳之间分别通过牵引连接工装固定连接。进一步地，所述第一牵引装置对应位于馈源舱缆索卷扬设备的上方，所述第二牵引装置对应位于馈源舱的每个吊挂点正上方。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：本申请利用FAST现有的现场合理布局，通过设置第一牵引装置和第二牵引装置同时牵引缆索检测机器人，利用上、下双牵引的方式保证缆索检测机器人在被测缆索上平稳的上、下爬行，克服机器人爬坡时候产生的下滑力，有效解决了现有技术中的缆索检测设备易受距离、坡度、天气影响而导致稳定性差的问题，进而有效提高检测结果的准确率。本申请通过第一抱紧轮总成实现缆索检测机器人在被测缆索上的主动、精确定位行走。通过第一电机的驱动，带动机构总成中的抱紧轮总成动作，实现在被测缆索上的抱紧与分离，进而使机器人具有良好的越障能力。附图说明图1为现有技术中FAST场地俯视示意图；图2为应用本申请的FAST场地俯视示意图；图3为单个吊挂总成轴测图；图4为第二牵引装置的安装示意图；图5为第一牵引装置的轴测示意图；图6为缆索检测机器人的第一立体结构示意图；图7为缆索检测机器人的第二立体结构示意图；图8为缆索检测机器人的主视示意图；图9为图3的俯视示意图；图10为图3的左视示意图；图11为本申请机器人的越障示意图(图11a为行走方向前方的第二机构总成越障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，其特征在于：它包括滑动安装在被测缆索(103)上的缆索检测机器人(1)以及控制缆索检测机器人(1)在被测缆索(103)上移动的第一牵引装置(2)及第二牵引装置(3)，缆索检测机器人(1)的前后两端与第一牵引装置(2)及第二牵引装置(3)之间分别通过牵引缆绳(4)连接，馈源舱(100)的每个吊挂点上均固定安装有馈源舱操作平台(5)，所述第一牵引装置(2)的数量与支撑塔(101)的数量相等且每个支撑塔(101)上均对应安装一个第一牵引装置(2)，所述第二牵引装置(3)的数量与第一牵引装置(2)的数量相等且每个馈源舱操作平台(5)上均对应安装有第二牵引装置(3)；/n所述缆索检测机器人(1)包括第一机构总成(11)，所述第一机构总成(11)包括缆索探伤传感器(11-1)、第一框架(11-2)、第一抱紧轮总成(11-3)及两个电器箱(11-4)，其中两个电器箱(11-4)固装在第一框架(11-2)的下端且对称布置，所述第一抱紧轮总成(11-3)包括两组抱紧轮组(11-31)、两个收放连接件(11-32)及两个第一电机(11-33)，其中两组抱紧轮组(11-31)相对布置且均滑动设置在第一框架(11-2)上，两个第一电机(11-33)固装在第一框架(11-2)上且通过收放连接件(11-32)控制两组抱紧轮组(11-31)实现其在被测缆索(103)上的抱紧与分离，所述缆索探伤传感器(11-1)对应固装在两组抱紧轮组(11-31)相对的一侧，且扣装在被测缆索(103)上，通过第一抱紧轮总成(11-3)实现第一机构总成(11)在被测缆索(103)上的移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，其特征在于：它包括滑动安装在被测缆索(103)上的缆索检测机器人(1)以及控制缆索检测机器人(1)在被测缆索(103)上移动的第一牵引装置(2)及第二牵引装置(3)，缆索检测机器人(1)的前后两端与第一牵引装置(2)及第二牵引装置(3)之间分别通过牵引缆绳(4)连接，馈源舱(100)的每个吊挂点上均固定安装有馈源舱操作平台(5)，所述第一牵引装置(2)的数量与支撑塔(101)的数量相等且每个支撑塔(101)上均对应安装一个第一牵引装置(2)，所述第二牵引装置(3)的数量与第一牵引装置(2)的数量相等且每个馈源舱操作平台(5)上均对应安装有第二牵引装置(3)；
所述缆索检测机器人(1)包括第一机构总成(11)，所述第一机构总成(11)包括缆索探伤传感器(11-1)、第一框架(11-2)、第一抱紧轮总成(11-3)及两个电器箱(11-4)，其中两个电器箱(11-4)固装在第一框架(11-2)的下端且对称布置，所述第一抱紧轮总成(11-3)包括两组抱紧轮组(11-31)、两个收放连接件(11-32)及两个第一电机(11-33)，其中两组抱紧轮组(11-31)相对布置且均滑动设置在第一框架(11-2)上，两个第一电机(11-33)固装在第一框架(11-2)上且通过收放连接件(11-32)控制两组抱紧轮组(11-31)实现其在被测缆索(103)上的抱紧与分离，所述缆索探伤传感器(11-1)对应固装在两组抱紧轮组(11-31)相对的一侧，且扣装在被测缆索(103)上，通过第一抱紧轮总成(11-3)实现第一机构总成(11)在被测缆索(103)上的移动。


2.根据权利要求1所述的一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，其特征在于：所述抱紧轮组(11-31)包括安装架(11-311)以及布置在安装架(11-311)一侧的驱动抱紧轮总成(11-312)及辅助抱紧轮总成(11-313)，其中所述驱动抱紧轮总成(11-312)包括驱动电机(11-319)和主动轮(11-320)，通过所述驱动电机(11-319)控制主动轮(11-320)转动，所述辅助抱紧轮总成(11-313)包括三个辅助轮(11-321)，其中主动轮(11-320)与一个辅助轮(11-321)呈八字形布置为一组，另外两个辅助轮(11-321)呈八字形布置为另一组，每个机构总成中的四组轮两两对称布置。


3.根据权利要求2所述的一种复合驱动的FAST缆索检测机器人系统，其特征在于：所述抱紧轮组(11-31)还包括氮气弹簧(11-314)，氮气弹簧(11-314)的一端部顶紧主动轮(11-320)的轮轴。


4.根据权利要求2或3所述的一种复合驱动的F...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚峰，张学贺，李长乐，李戈，刘玉斌，赵杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23