一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台制造技术

本发明专利技术涉及柔性拍照检测云台技术领域，特别涉及一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台。包括柔性支撑铰链、检测云台停靠辅助结构及图像采集系统，其中柔性支撑铰链的后端与桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统设置于柔性支撑铰链的前端，检测云台停靠辅助结构用于与桥梁主梁壁面柔性接触，图像采集系统用于采集桥梁主梁壁面的图像。本发明专利技术能够实现在桥底结构环境不可视的情况下，检测云台能安全、平稳地停靠抵住桥梁主梁底部壁面，对主梁细小裂纹实现近距离高精度拍照检测，保证了桥检长臂机器人本体超长连杆的作业安全。体超长连杆的作业安全。体超长连杆的作业安全。

【技术实现步骤摘要】
一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台


[0001]本专利技术涉及柔性拍照检测云台
，特别涉及一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台。

技术介绍

[0002]目前对高墩、高厚度大型桥梁主梁底部结构表面的裂缝检测主要采用的人工作业方式，此过程需要在桥面上布置重型桁架式或臂架式桥检车，检测人员通过桁架通道或者吊篮传送到达主梁底部壁面处，利用手持检测工具对裂缝情况进行检测。这种传统检测方式检测人员需要攀爬和高空作业，劳动强度大、危险性高、检测效率低，桥检车占地面积大，设备布置速度慢，严重影响交通。
[0003]采用轻型桥检长臂机器人搭载检测云台实现对大型桥梁主梁底部表面高精度检测将有效提高检测效率，改善作业难度，降低对交通的影响。但是由于桥检长臂机器人由于臂长、结构轻量化，使末端检测云台传送过程中及拍照时平台扰动大，拍照不清晰。

技术实现思路

[0004]为实现桥检长臂机器人检测云台对主梁细小裂纹的精准拍照检测，本专利技术提供一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，以解决现有末端检测云台因桥检长臂机器人臂长、结构轻量化而存在的传送过程中及拍照时平台扰动大，拍照不清晰的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，包括柔性支撑铰链、检测云台停靠辅助结构及图像采集系统，其中柔性支撑铰链的后端与桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统设置于柔性支撑铰链的前端，检测云台停靠辅助结构用于与桥梁主梁壁面柔性接触，图像采集系统用于采集桥梁主梁壁面的图像。
[0007]所述柔性支撑铰链包括长臂末级支撑杆、云台基座、支撑铰链及弹性连接机构，其中长臂末级支撑杆通过支撑铰链和弹性连接机构与云台基座连接，且支撑铰链位于弹性连接机构下方；长臂末级支撑杆的后端与所述桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统均设置于云台基座上。
[0008]所述检测云台停靠辅助结构包括弧形结构的定距挡杆，定距挡杆的下端与所述云台基座的前端固定连接，定距挡杆的上端向靠近长臂末级支撑杆方向延伸。
[0009]所述定距挡杆包括两个平行设置的弧形杆，两个弧形杆的上端通过连接杆连接，两个弧形杆上沿长度方向间隔设有多个辅助轴承。
[0010]所述图像采集系统包括位姿调整机构、相机基座、相机及激光测距仪，其中位姿调整机构设置于所述云台基座上，相机基座设置于位姿调整机构上，相机和激光测距仪均设置于相机基座上，相机用于拍照，激光测距仪用于测量拍照距离。
[0011]所述位姿调整机构包括云台俯仰轴支座、俯仰关节、横向移动支座及横移关节，其
中云台俯仰轴支座设置于所述云台基座上，横向移动支座通过俯仰关节与云台俯仰轴支座连接，横移关节设置于横向移动支座上，且与所述相机基座连接。
[0012]所述弹性连接机构包括调整螺母、弹簧连接柱及约束弹簧，其中约束弹簧的两端分别与两个弹簧连接柱连接，两个弹簧连接柱分别与所述长臂末级支撑杆和所述云台基座滑动连接，且各弹簧连接柱通过调整螺母轴向限位。
[0013]所述长臂末级支撑杆上设有传感器支架，传感器支架上设有传感器；所述云台基座的后端设有触发摆杆；
[0014]当所述云台基座相对所述长臂末级支撑杆展开转动到设定角度时，触发摆杆触发传感器。
[0015]本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术提出的一种桥检长臂机器人末端高精度柔性拍照检测云台，能够实现在桥底结构环境不可视的情况下，检测云台能安全、平稳地停靠抵住桥梁主梁底部壁面，对主梁细小裂纹实现近距离高精度拍照检测。
[0016]本专利技术能够实现桥检长臂机器人末级支撑杆与主梁壁面的柔性接触，平稳停靠，保证了桥检长臂机器人本体超长连杆的作业安全。
[0017]本专利技术能够以主被动的方式实现长臂机器人的平稳停靠，降低桥检长臂机器人本体抑振控制需求，为实现了对主梁细小裂纹精准拍照检测提供新的思路。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台的工作状态示意图；
[0020]图中：1为长臂末级支撑杆，2为云台基座，3为支撑铰链，4为触发摆杆，5为传感器支架，6为传感器，7为调整螺母，8为弹簧连接柱，9为约束弹簧，10为云台俯仰轴支座，11为俯仰关节，12为横向移动支座，13为横移关节，14为相机基座，15为相机，16为激光测距仪，17为定距挡杆，18为辅助轴承，19为桥检长臂机器人，20为桥梁。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0022]如图1所示，本专利技术提供的一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，包括柔性支撑铰链、检测云台停靠辅助结构及图像采集系统，其中柔性支撑铰链的后端与桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统设置于柔性支撑铰链的前端，检测云台停靠辅助结构用于与桥梁主梁壁面柔性接触，图像采集系统用于采集桥梁主梁壁面的图像。
[0023]本专利技术的实施例中，柔性支撑铰链包括长臂末级支撑杆1、云台基座2、支撑铰链3及弹性连接机构，其中长臂末级支撑杆1通过支撑铰链3和弹性连接机构与云台基座2连接，且支撑铰链3位于弹性连接机构下方；长臂末级支撑杆1的后端与桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统均设置于云台基座2上。
[0024]本专利技术的实施例中，检测云台停靠辅助结构包括弧形结构的定距挡杆17，定距挡杆17的下端与云台基座2的前端固定连接，定距挡杆17的上端向靠近长臂末级支撑杆1方向
延伸。
[0025]具体地，定距挡杆17包括两个平行设置的弧形杆，两个弧形杆的上端通过连接杆连接，两个弧形杆上沿长度方向间隔设有多个辅助轴承18。
[0026]本专利技术的实施例中，图像采集系统包括位姿调整机构、相机基座14、相机15及激光测距仪16，其中位姿调整机构设置于云台基座2上，相机基座14设置于位姿调整机构上，相机15和激光测距仪16均设置于相机基座14上，相机15用于拍照，激光测距仪16用于测量拍照距离。
[0027]本专利技术的实施例中，位姿调整机构包括云台俯仰轴支座10、俯仰关节11、横向移动支座12及横移关节13，其中云台俯仰轴支座10设置于云台基座2上，横向移动支座12通过俯仰关节11与云台俯仰轴支座10连接，横移关节13设置于横向移动支座12上，且与相机基座14连接。俯仰关节11和横移关节13为检测云台观测角度和范围的调整机构，俯仰关节11和横移关节13均为现有技术。
[0028]本专利技术的实施例中，弹性连接机构包括调整螺母7、弹簧连接柱8及约束弹簧9，其中约束弹簧9的两端分别与两个弹簧连接柱8连接，两个弹簧连接柱8分别与长臂末级支撑杆1和云台基座2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，其特征在于，包括柔性支撑铰链、检测云台停靠辅助结构及图像采集系统，其中柔性支撑铰链的后端与桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统设置于柔性支撑铰链的前端，检测云台停靠辅助结构用于与桥梁主梁壁面柔性接触，图像采集系统用于采集桥梁主梁壁面的图像。2.根据权利要求1所述的桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，其特征在于，所述柔性支撑铰链包括长臂末级支撑杆(1)、云台基座(2)、支撑铰链(3)及弹性连接机构，其中长臂末级支撑杆(1)通过支撑铰链(3)和弹性连接机构与云台基座(2)连接，且支撑铰链(3)位于弹性连接机构下方；长臂末级支撑杆(1)的后端与所述桥检长臂机器人的长臂末端连接，检测云台停靠辅助结构和图像采集系统均设置于云台基座(2)上。3.根据权利要求2所述的桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，其特征在于，所述检测云台停靠辅助结构包括弧形结构的定距挡杆(17)，定距挡杆(17)的下端与所述云台基座(2)的前端固定连接，定距挡杆(17)的上端向靠近长臂末级支撑杆(1)方向延伸。4.根据权利要求3所述的桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，其特征在于，所述定距挡杆(17)包括两个平行设置的弧形杆，两个弧形杆的上端通过连接杆连接，两个弧形杆上沿长度方向间隔设有多个辅助轴承(18)。5.根据权利要求2所述的桥检长臂机器人末端高精度柔性检测云台，其特征在于，所述图像采集系统包括位姿调整机构、...

【专利技术属性】
技术研发人员：常勇，王洪光，王天龙，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：