[发明专利]一种轮式爬索机器人

说明书

本发明涉及一种轮式爬索机器人，用于检测斜拉索大桥缆索外部破损，包括可拆半闭合式外框架、搭扣锁、伸缩式弹簧装置、驱动系统、摄像装置，所述的可拆半闭合式外框架通过张开与闭合包围圆杆状物体，位于可拆半闭合式外框架上的伸缩式弹簧装置和驱动系统与圆杆状物体接触，所述的伸缩式弹簧装置根据圆杆状物体直径自由伸缩，所述的驱动系统带动机器人沿圆杆状物体向前爬行。本发明可使爬索机器人能沿缆索爬行，通过伸缩式弹簧装置适应不同直径的缆索检测，通过加装摄像装置检测缆索外表面破损，提高了斜拉索大桥缆索检测效率。

技术领域

本发明涉及爬索机器人技术领域，涉及一种检测斜拉索大桥缆索外部破损的轮式机器人。

背景技术

在人类社会发展中，逐渐出现了桥梁代替摆渡船，桥梁的种类有很多，简单的单孔桥、三孔桥到近半个世纪出现的悬索桥、斜拉索桥，根据不同的需求进行建造，其中，斜拉索大桥通常适用于大跨度建设，如跨海大桥的建设。缆索作为斜拉索大桥的核心部件，造价甚至达到桥梁造价的30％，且大多数斜拉索大桥位置处于江、海、深山等地区，面对日晒风吹这些恶劣的环境中，斜拉索的保护套易受腐蚀，若不对其进行定期检测与维护，可能会导致缆索失效，甚至桥面坍塌等事故。通过检测索体表面状态，可及时推测索体内部钢丝的损伤状况及使用寿命，所以对缆索外表面进行日常维护就显得尤为重要。

以往对缆索外表面的检测方法有望远镜观察、人工吊篮和自带高清摄像头的机器人等方式。望远镜作为常见的辅助检查工具，但不能完全胜任对斜拉索的定期检查。人工吊篮方式比较危险，检测时妨碍交通，在斜拉索大桥上一般情况下阵风等级较大，人工吊篮会有摇晃等危险情况的发生，高度达百米的缆索顶部的检查，对于人工方法也是检测的难点，人工方法效率不高，所以人工检测这类方法还是存在着明显的弊端与不安全因素，且会耗费大量的人力与物力。

开发爬索机器人，对斜拉索大桥缆索保护套进行定期检测，可以避免人工检测的局限性与危险性，缩短检测周期，提高检测效率。针对现阶段的研究，爬索机器人还有许多可以改进优化的地方，如结构复杂、机身较重，效率低下等限制，所以对爬索机器人的研究仍需进行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的在于提供一种适用于高空作业的、结构简单、检测缆索外部保护套破损情况、带有快速拆卸功能的轮式爬索机器人。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种轮式结构机器人，包括可拆半闭合式外框架，伸缩式弹簧装置、驱动系统和摄像装置；

所述可拆半闭合式外框架内部包围圆杆状物体，可拆半闭合式外框架上安装有伸缩式弹簧装置和驱动系统，所述伸缩式弹簧装置、驱动系统与所述圆杆状物体外壁接触；

所述伸缩式弹簧装置与圆杆状物体接触端能够沿圆杆状物体截面径向自由伸缩，并且所述接触端与可拆半闭合式外框架的相对位置发生改变；

所述驱动系统与圆杆状物体接触端能够沿圆杆状表面向前移动，并且所述接触端与可拆半闭合式外框架的相对位置固定，通过伸缩式弹簧装置调节接触端位置，进而实现不同截面直径的圆杆状物体连续爬行。

作为优选，所述伸缩式弹簧装置固接于所述可拆半闭合式外框架，弹簧外部受弹簧套约束，所述弹簧上端与弹簧套固定，所述弹簧内部设置导向套，所述伸缩式弹簧装置沿水平方向移动，可保证前端的主动轮与从动轮位置只沿水平方向移动。

作为优选，所述可拆结构由两个搭扣锁构成，可拆半闭合式外框架由两个半圆形轻质材料构成，两片外框架通过搭扣锁连接，形成机器人整体圆形外框架。

作为优选，所述轮式结构分为主动轮与从动轮，主动轮三个，位于可拆半闭合式外框架构成平面下部均匀排布，从动轮三个，位于可拆半闭合式外框架构成平面上部均匀排布，主动轮轮架与从动轮轮架呈120°角度布置，且主动轮与从动轮垂直方向处于同一竖直面上并对称于可拆半闭合式外框架构成平面。