[发明专利]一种斜拉桥缆索检测机器人系统

说明书

技术领域

本发明属于攀爬机器人领域，具体涉及一种斜拉桥缆索检测机器人系统。

背景技术

斜拉桥是大跨度桥梁的最主要桥型，而缆索是斜拉桥的主要承重部分,其受力构件缆索的内部钢丝在大桥动载荷、雨振、风振的长期作用下，容易出现断裂，因此斜拉桥的检测工作至关重要。目前对缆索的检测并不完善。早期是采用卷扬机拖动吊篮小车的人工方式，工作量大，效率低，安全性差。

目前出现的斜拉桥缆索检测机器人主要有两种，即电机驱动轮式机器人和气动蠕动式机器人，前者运动连续，结构紧凑，控制简单，攀爬效率高，但其越障能力较差；后者结构简单，由上下两部分组成，中间用气缸连接，每部分均装有三个气缸，交替处于夹紧和上升状态，实现爬升，有较好的越障能力，但控制较为复杂，运动效率低，且体积通常较大。

在电机驱动轮式爬升机器人方面，目前也有一些研究成果，但或多或少存在一些不足。很多同类机器人是由两部分组成的，并且其中仅一个装有电机，作为主动部分，另一部分作为从动，起压紧作用，这样方式可能安装比较方便，但爬升能力有限，稳定性差，并且不利于改变机器人总体尺寸。也有一些同类机器人是由三部分组成的，但往往沿缆索轴线方向尺寸较大，缆索自身挠度对机器人运动的影响比较严重。还有一些机器人结构过于简单，过分依赖拉簧的作用来适应不同的缆索，虽有较好的越障能力，但由于整体刚性不足，机器人运动过程中很容易在缆索附近晃动，影 响检测质量。总的说来，目前很多同类产品都存在越障能力和运动平稳性之间的矛盾。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种斜拉桥缆索检测机器人系统，其目的在于取代落后的人工检测方式，运用遥控的方法，搭载检测设备攀爬缆索，完成缆索检测任务，提供一种安全、高效的缆索检测方式。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种斜拉桥缆索检测机器人系统，包括机架，所述机架上设置有多个能贴在缆索表面爬升的动力爬升机构，该多个动力爬升机构周向分布，动力爬升机构包括动力机构和两个爬升机构，该两个爬升机构上下设置且通过同步传动机构连接，每个爬升机构均包括能贴在缆索上滚动的滚轮，其中一个爬升机构的滚轮通过动力机构带动其旋转，所述同步传动机构能带动上下设置的两个爬升机构的所有滚轮同步旋转，所述机架包括多个子支撑架，每个动力爬升机构安装在一子支撑架上，相邻的子支撑架通过连接装置连接，所述连接装置能调节相邻两个子支撑架之间的距离。

优选地，所述动力机构包括电机及减速机，所述爬升机构还包括可转动安装在机架上的第一转轴，减速机驱动第一转轴旋转，机架上安装有支架，支架上安装有第二转轴，第一转轴通过第一传动机构连接有第二转轴，所述滚轮固定安装在第二转轴上，两个爬升机构的第一转轴通过所述的同步传动机构连接。

优选地，支架通过所述的第一转轴安装在机架上，支架与第一转轴之间安装有轴承，两个爬升机构的支架通过拉簧连接在一起，拉簧用于使两个爬升机构的滚轮压紧在缆索上。

优选地，所述电机为电磁制动电机。

优选地，其中一个支架上安装有拉簧座，所述拉簧座上螺纹连接有拉 簧支撑杆，拉簧的一端连接在拉簧支撑杆上，另一端连接在另一支架上。

优选地，所述连接装置包括两根相互贴合在一起的连接板，每根连接板上均设置有多个连接通孔，该多个连接通孔沿连接板的纵向设置，有螺栓装置从连接通孔处穿过两根连接板后将二者固定连接，每根连接板分别固定连接在一子支撑架上。

优选地，所述连接板整体呈长方体，所述连接装置还包括垫块，所述垫块设置在其中一连接板与子支撑架之间，该垫块的厚度与另一连接板的厚度相等。

优选地，所述子支撑架包括主体架及安装在主体架上的角钢，角钢的一侧连接主体架，其另一侧连接所述的连接装置。

优选地，所述滚轮上设置有用于与缆索接触的橡胶外圈。

优选地，每个爬升机构的滚轮的数量为两个，此两个滚轮之间存在间距。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明解决了长期以来攀爬机器人系统存在的越障能力与运动平稳性之间的矛盾，全部滚轮通过同步传动机构的带动能够在缆索上同步滚动，以全轮驱动的方式移动，具有优秀的越障能力；

2)具有很高的适应性，能工作于不同直径的缆索上，使用连接装置来连接子支撑架，便于调节机器人系统的总体尺寸；

3)结构简单可靠，同时有较强负载能力，易实现小型化、轻量化，适合户外作业；