一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人及其使用方法，具有结构简单、使用方便且灵活性好等诸多优点。攀爬机器人包括攀爬组件、连接组件和视觉检测组件，攀爬组件环通过连接组件进行连接，视觉检测组件设于攀爬组件，攀爬组件包括：放置板；驱动组件包括：主动轮转动杆；主动轮拉杆，与主动轮转动杆可转动地连接；主动轮连杆，与主动轮拉杆可转动地连接；主动轮轮轴，可转动地设于主动轮拉杆，主动轮轮轴与主动轮转动杆传动连接；主动轮，设于主动轮轮轴；主动轮驱动件，连接主动轮转动杆；抱紧力调节组件，包括：调节拉杆，可转动地连接主动轮连杆及从动轮组件；抱紧力驱动件，设于放置板，连接调节拉杆以驱动调节拉杆调整开合角度。角度。角度。

【技术实现步骤摘要】
一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人及其使用方法


[0001]本专利技术属于斜拉桥缆索表面缺陷健康监测系统，更具体地说，涉及一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人及其使用方法。

技术介绍

[0002]缆索作为斜拉桥的重要组成部分，是主要的受力构件。缆索由内部高强钢丝和其保护层组成，保护层包括高强钢丝表面的渡锌层、高强镀锌钢丝表面涂抹的防腐油脂、缠绕高强度聚酯带和高密度聚乙烯（PE）护套。
[0003]在缆索使用过程中，长期暴露在复杂的自然环境下，受日照，强风，雨淋，酸性气体等周围环境污染物腐蚀影响，昼夜较大温差等外界恶劣的环境影响，工况载荷非常复杂。缆索长时间处于受力状态，承受动载和静载，既有应力腐蚀、疲劳腐蚀，又有金属腐蚀，索体容易遭受腐蚀破坏，缆索表面极易出现表面裂纹，内部出现老化等问题。
[0004]缆索表面遭受侵蚀，会引起其内部钢丝的腐蚀、微动磨损等问题，当拉索内部钢丝发生严重腐蚀或断裂时，使拉索系统失效，将影响承载能力，从而造成经济损失和安全事故，严重威胁斜拉桥的安全使用。造成缆索失效或断裂的原因，是表面破损没有及时检测。一些重要的承重构件一旦损坏很难维修和更换，因此此类桥梁养护工作的科学合理性，直接决定了桥梁的使用寿命和养护成本。
[0005]由于斜拉桥的高度非常高，跨度非常大，因此缆索通常都很长，距地面位置很高，现有采取的检测方式是：人工乘坐高空作业平台进行检测。这种方法成本高，效率低，风险大，因此很有必要设计对斜拉桥缆索表面缺陷进行自动检测的系统。现在已经设计制造出缆索攀爬机器人。
[0006]而在实际使用中，存在以下问题：1、现有技术的缆索表面缺陷检测攀爬机器人，可以适应不同直径的缆索，但是缺乏快速的调节手段。
[0007]2、现有技术的缆索表面缺陷检测攀爬机器人，由于结构限制，对缆索的抱紧力有限，或者缺乏抱紧力调节装置，在工作时容易打滑。
[0008]3、现有技术的缆索表面缺陷检测攀爬机器人，功能设计多且结构复杂，难以实现零部件的简单化。
[0009]4、现有技术的缆索表面缺陷检测攀爬机器人，仅仅考虑正常工况下的使用，设计的结构多采用框架结构，没有考虑到恶劣工况环境下的使用，更没有考虑到检测过程中缆索表面摩擦系数变化的情况。

技术实现思路

[0010]为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一方面，提供了一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人及其使用方法以至少解决不适应不同直径的缆索的问题，包括：一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人，包括：多个攀爬组件、多个连接组件和视觉检
测组件，多个攀爬组件环绕缆索设置并通过多个连接组件进行连接，所述视觉检测组件设于所述攀爬组件，每个所述攀爬组件包括：放置板；驱动组件，包括：主动轮转动杆，可转动地设于所述放置板；主动轮拉杆，一端与主动轮转动杆可转动地连接；主动轮连杆，一端与主动轮拉杆可转动地连接；主动轮轮轴，可转动地设于所述主动轮拉杆的另一端，所述主动轮轮轴与所述主动轮转动杆通过同步带传动连接；主动轮，设于所述主动轮轮轴；主动轮驱动件，连接所述主动轮转动杆以驱动所述主动轮转动杆带动主动轮转动；抱紧力调节组件，包括：调节拉杆，两端分别可转动地连接所述主动轮连杆及从动轮组件，所述调节拉杆通过拉动所述主动轮连杆驱动所述主动轮拉杆带动所述主动轮连杆绕绕所述主动轮转动杆转动；抱紧力驱动件，设于所述放置板，连接所述调节拉杆以驱动所述调节拉杆调整开合角度，所述调节拉杆调整开合角度后带动主动轮及从动轮对应靠近或远离放置板，从而调整与缆索的抱紧力。
[0011]进一步的，所述从动轮组件包括：两个从动轮轮框，通过从动轮轮框连接杆进行连接，每个从动轮轮框包括两个相对设置的安装臂及连接两个安装臂的连接臂，调节拉杆连接于动轮轮框连接杆，当调节拉杆调整开合角度后，通过动轮轮框连接杆带动从动轮轮框靠近或远离放置板；每个安装臂上设有越障组件，包括：从动轮越障弹簧上固定块及从动轮轮框固定块，间隔固定于所述安装臂；从动轮越障弹簧下浮动块，可滑动地套设于所述安装臂并位于从动轮越障弹簧上固定块及从动轮轮框固定块之间；从动轮越障弹簧，套设于所述安装臂，其两端分别弹性抵持所述从动轮越障弹簧上固定块及从动轮越障弹簧下浮动块；从动轮，通过从动轮轮轴可转动地连接于从动轮越障弹簧下浮动块。
[0012]进一步的，两个从动轮轮框的安装臂成40度夹角。
[0013]进一步的，所述连接组件包括：连接杆，两端分别连接两个放置板；防护板，固定于所述连接杆，所述防护板包括顶板及位于顶板两侧的两个侧板，所述顶板两侧分别抵靠两个放置板，所述侧板朝向所述缆索方向延伸，所述侧板设有避让槽以避让所述缆索，多个防护板与多个放置板呈棱柱状。
[0014]进一步的，所述视觉检测装置组件包括多个工业视觉检测相机，分别安装在放置板的伸出杆上。
[0015]进一步的，所述缆索表面缺陷检测攀爬机器人还包括：
传感器组件，包括：位移传感器，用于检测缆索表面缺陷检测攀爬机器人的位移；转速传感器，用于检测主动轮的转速；控制器，与传感器组件及抱紧力驱动件通讯连接，当所述转速传感器检测的主动轮的转速处于设定区间且位移传感器检测的位移低于设定区间时，控制器通过控制抱紧力驱动件运转以带动主动轮及从动轮加大与缆索的抱紧力。
[0016]本专利技术还提供一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人的使用方法，包括步骤：S1：将多个攀爬组件环绕缆索放置，并通过多个连接组件将多个攀爬组件连接；S2：通过抱紧力驱动件驱动调节拉杆改变开合角度，调节拉杆带动主动轮及从动轮夹紧缆索；S3：主动轮驱动件驱动主动轮转动杆带动主动轮转动，使缆索表面缺陷检测攀爬机器人在缆索上攀爬，攀爬时通过位移传感器检测缆索表面缺陷检测攀爬机器人的位移并通过转速传感器检测主动轮的转速，当所述转速传感器检测的主动轮的转速处于设定区间且位移传感器检测的位移低于设定区间时，控制器通过控制抱紧力驱动件运转以带动主动轮及从动轮加大与缆索的抱紧力。
[0017]本专利技术的有益效果：本缆索表面缺陷检测攀爬机器人，解决了桥梁缆索检测费时费力的难题，提高了工作效率。与现有技术相比：本专利技术的缆索表面缺陷检测攀爬机器人具有结构简单、使用方便且灵活性好等诸多优点。其攀爬组件的越障装置经过设计，有多组弹簧装置，可以轻松通过障碍。其抱紧力调节装置可以根据风载、打滑等工况自动调节，并且在攀爬装置上的三组丝杠、抱紧力驱动件都可以进行调节，配合弹簧装置也可以做到适应不同的直径的缆索。在攀爬装置放置板上安装有位移传感器，驱动轮上安装有转速传感器，在遇到攀爬工况湿滑状态或者遇到强风情况，机器人产生晃动，驱动轮与缆索摩擦力可能降低。此时转速传感器如果检测到驱动轮转速正常，但是距离传感器测得的距离没有明显改变，则判定机器人在攀爬过程中，驱动轮发生打滑现象，则控制丝杠调节电机进行锁紧，增加抱紧力。模块化设计既方便仿真加工制造，可以快速更换。其连接组件可以快速拆卸安装，以减少更换缆索检测产生不必要的工序。机器人表面具有覆盖板，可以适应恶劣工况，并且可以根据需要快速安装。能大大提高工作效率，保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缆索表面缺陷检测攀爬机器人，其特征在于，包括：多个攀爬组件、多个连接组件和视觉检测组件，多个攀爬组件环绕缆索设置并通过多个连接组件进行连接，所述视觉检测组件设于所述攀爬组件，每个所述攀爬组件包括：放置板；驱动组件，包括：主动轮转动杆，可转动地设于所述放置板；主动轮拉杆，一端与主动轮转动杆可转动地连接；主动轮连杆，一端与主动轮拉杆可转动地连接；主动轮轮轴，可转动地设于所述主动轮拉杆的另一端，所述主动轮轮轴与所述主动轮转动杆通过同步带传动连接；主动轮，设于所述主动轮轮轴；主动轮驱动件，连接所述主动轮转动杆以驱动所述主动轮转动杆带动主动轮转动；抱紧力调节组件，包括：调节拉杆，两端分别可转动地连接所述主动轮连杆及从动轮组件，所述调节拉杆通过拉动所述主动轮连杆驱动所述主动轮拉杆带动所述主动轮连杆绕绕所述主动轮转动杆转动；抱紧力驱动件，设于所述放置板，连接所述调节拉杆以驱动所述调节拉杆调整开合角度，所述调节拉杆调整开合角度后带动主动轮及从动轮对应靠近或远离放置板，从而调整与缆索的抱紧力。2.根据权利要求1所述的缆索表面缺陷检测攀爬机器人，其特征在于，所述从动轮组件包括：两个从动轮轮框，通过从动轮轮框连接杆进行连接，每个从动轮轮框包括两个相对设置的安装臂及连接两个安装臂的连接臂，调节拉杆连接于动轮轮框连接杆，当调节拉杆调整开合角度后，通过动轮轮框连接杆带动从动轮轮框靠近或远离放置板；每个安装臂上设有越障组件，包括：从动轮越障弹簧上固定块及从动轮轮框固定块，间隔固定于所述安装臂；从动轮越障弹簧下浮动块，可滑动地套设于所述安装臂并位于从动轮越障弹簧上固定块及从动轮轮框固定块之间；从动轮越障弹簧，套设于所述安装臂，其两端分别弹性抵持所述从动轮越障弹簧上固定块及从动轮越障弹簧下浮动块；从动轮，通过从动轮轮轴可转动地连接于从动轮越障弹簧下浮动块...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玉兴，李东旭，朱真才，常向东，周公博，卢昊，曹国华，李荣兴，李杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：