[发明专利]螺旋线缆索检测机器人

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种螺旋线缆索检测机器人，具体的说，是涉及一种用于大跨斜拉桥螺旋线缆索故障检测的机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

随着我国交通事业的迅速发展，大跨度桥梁的发展也越来越快，斜拉桥、悬索桥已经成为现代大跨度桥梁的基本形式。斜拉桥、悬索桥建成后，其主要受力构件之一的缆索长期暴露在空气之中，缆索表面的聚乙烯(PE)保护层将出现不同程度的硬化老化等破坏现象，缆索内部钢丝束也因空气中的水分和其他酸性物质而受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象，危及桥梁的安全。目前，与桥梁缆索检测相配套的维护措施还不完善，缆索的检测与维修主要由人工完成。

上海交通大学研制的用于缆索检测维护工业机器人，其负载能力很强，能很好地完成大桥缆索的检测、涂装、维护等功能，其技术方案公布在专利号为99252056.8的中国实用新型专利文件中。但是，该缆索检测维护机器人的爬升装置结构外形较大；整机采用有缆供电，其连接电缆的长度必须大于机器人所爬升的大桥缆索的长度，高空作业时受风力影响较明显；另外，该机器人没有设计相关的下降装置，当作业过程中出现意外情况时，是采用连接在机器人上的钢丝绳，从几十甚至几百米的高空用人力拖拽回收机器人，具有一定的危险性，所以该机构仅适用于涂装工作，不适用于检测工作。

随着斜拉桥的跨度越来越大，缆索受风振、雨振的影也响越来越大，由于螺旋线缆索及压痕凹坑缆索能有效的抑制拉索风雨激振现象，现已被新建桥梁普遍采用，同时也会带来一系列新的问题，其一是拉索内部钢丝强度的检测极为困难，以苏通大桥为例，其最长背索达到575m，如仍然使用卷扬机拖动吊篮小车以人工的方式搭载检测传感器对缆索断丝、磨损、锈斑等进行检测，存在费用较高、工作环境恶劣、工作效率低、容易破坏缆索表面等严重问题。由于新型防风振、雨振的螺旋线缆索表面有直径6-10mm的圆形凸起，由于凸起的螺旋线与缆索保护层材料相同，承受不住较大外力，卷扬机拖动吊篮小车和上海交通研制的缆索检测维护机器人等方案根本无法实现；本课题组已经申请过两种应用于光缆索的检测机器人(申请号为2006101576019.9，200620016413.X)等特种机器人都不适用于螺旋线缆索的检测工作，根据国际联机检索，还未见有螺旋线缆索检测机器人的报道。此专利主要针对螺旋线缆索设计了检测机构，机构同样实用于光缆索的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，适合于螺旋线缆索高空作业的螺旋线缆索检测机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种螺旋线缆索检测机器人，包括沿缆索圆周方向设置的一台小车以及设置在小车车体上端和下端的用于将小车支撑抱紧在缆索上的抱紧装置，所述的小车至少包括一带主动轮的爬升机构，所述的主动轮的径向与缆索的轴向成一夹角，该夹角与缆索的螺旋线的螺旋角相同。

在所述的小车的车体上设置有一圆弧槽，在该圆弧槽内设置有一平衡架，所述的爬升机构设置在平衡架上并可绕圆弧槽转动。

所述的抱紧装置包括与车体固定连接的抱紧固定架，在该固定架上设置有至少两个距主动轮间距可调的支撑轮，该至少两个支撑轮与小车的主动轮形成至少三点支撑夹持。

在所述的抱紧固定架上设置有至少四个支撑轮，还包括两个用于防偏的防偏支撑轮，且该两个防偏支撑轮分别位于主动轮的两侧。

所述的抱紧固定架由第一支撑簧杆、第二支撑簧杆、第三支撑簧杆组成，第二支撑簧杆的两端分别与第一簧杆的一端、第三支撑簧杆的一端固定连接，第一支撑簧杆的另一端、第三支撑簧杆的另一端分别固定在车体上，所述的至少两个支撑轮设置在第二支撑簧杆上，所述的两个防偏支撑轮分别设置在第一支撑簧杆和第三支撑簧杆上。

所述的抱紧装置还包括一磁吸附结构，该磁吸附结构设置在小车的车体上。

所述的磁吸附结构包括：至少一块轭铁以及设置在轭铁上的至少一块磁铁，所述的轭铁通过螺栓固定在小车的车体上。

还包括一防落装置，防落装置包括一曲柄滑块机构和带有小孔的气缸，所述的曲柄滑块机构的曲柄与一离合器的外环连接，该离合器的内环与小车的主动轮的轮轴固定连接，所述的曲柄滑块机构的滑块与气缸的活塞杆连接，所述的小孔设置在气缸的底部。

所述的主动轮设置在主动轮轮轴上，在该主动轮轮轴上还设置有一第一锥齿轮，一电机带动设置有与第一锥齿轮配合的第二锥齿轮的齿轮轴，所述的主动轮通过所述的第一锥齿轮、第二锥齿轮实现传动。

与现有技术相比，本发明螺旋线缆索检测机器人具有如下优点：