[发明专利]一种基于视觉检测的斜拉桥缆索检测机器人

说明书

本发明公开了一种基于视觉检测的斜拉桥缆索检测机器人，包括外框架、压紧机构和轮系传动机构，外框架包括框架板，依次连接围成六边形的外框架，间隔设置的框架板外侧面设有直线轴承，框架板外侧面固定有电子元件和电池组；压紧机构设于间隔设置的框架板上，上下对称布置，压紧机构同时从三个方向对缆索压紧；轮系传动机构设于压紧机构之间，通过压紧机构压紧在缆索表面，轮系传动机构包括壳体组件和滚轮装置、驱动电机，驱动电机同步驱动滚轮装置实现轮系传动机构同时从三个方向同步爬缆；检测机器人还包括无线适配器，框架板上还设有摄像头。本发明解决了现有技术中爬缆机器人抱缆效果不佳、框架结构不对称，从而产生偏心、机器人螺旋爬升等问题。

技术领域

本发明属于检测机器人技术领域，具体涉及一种基于视觉检测的斜拉桥缆索检测机器人。

背景技术

拉索类桥梁因跨度大、造型美观、经济适用等特点，被广泛应用。斜拉桥尺寸的增大带来了桥梁检测方面的一系列问题，其中对缆索的检测非常重要，缆索是斜拉桥上的主要承重构件，它的可靠性直接影响了桥梁的安全性。为了确保缆索的安全使用，需要定时对缆索的安全性能进行检测和维护。

目前,国内外使用缆索维护的方法主要有两种,一种是针对小型斜拉桥使用的液压升降平台进行缆索维护,另一种是利用预先装在塔顶的吊点。用钢丝拖动吊篮搭载工作人员沿缆索进行维护。这两种应用于工程实际的缆索维护方式，主要由人工检测。不仅效率低下，而且难以保障人员安全。人工检测已不再实用，使用工业机器人代替人工检测缆索成为必然趋势，在实际工程应用中有着重要的价值。

国内外针对斜拉索专用的检测机器人研究报道并不是很多，虽有研究，但真正实用的技术还没有，总的来说处于初期阶段。韩国成均馆大学针对悬索桥缆索爬行机器人做了一系列研究。研制出一款轮式爬行机器人,该机器人在爬行缆索时其稳定性好，轮式机器人速度快，效率高，更适合在大型悬索桥上使用。这款机器人对缆索的直径有一定的适应性，但结构比较复杂，重量较大。此款机器人由于结构复杂，重量较大，未能够大规模应用于桥梁检测中。上海交通大学研制出气动蠕动式缆索维护机器人。气动蠕动式采用仿生学的原理，利用了蠕动的方式爬升或下降。远距离输送空气，存在沿程压力损失，限制了机器人的爬升速度。机器人携带气体管线爬行到高空，管线的重量使得机器人容易偏心，限制了爬缆机器人的发挥，不适用于斜拉桥缆索检测。

现有爬缆机器人由于本体结构和控制系统难以满足杆径变化以及桥面与缆索之间倾角的变化，爬缆机器人多采用在缆索一侧爬缆，一侧夹紧，而且框架结构不对称，框架中心线与缆索轴线不重合，造成爬缆机器人产生偏心、机器人螺旋爬升等情况，现有爬缆机器人结构复杂、重量大，难以广泛应用于工程实际中。所采用的视觉检测系统较简易，不能实时融合多个视觉摄像头采集的图像并进行分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于视觉检测的斜拉桥缆索检测机器人，能够有效地解决现有技术中缆索检测机器人抱缆效果不佳、框架结构不对称，从而产生偏心、机器人螺旋爬升，并且无法自适应变杆径工作等问题。

本发明的目的是这样实现的：一种基于视觉检测的斜拉桥缆索检测机器人，包括外框架及设于外框架内的压紧机构和轮系传动机构，所述外框架包括六块框架板，所述框架板依次连接围成六边形的外框架，间隔设置的框架板外侧面均设有上下对称布置的直线轴承，所述框架板的外侧面分别固定安装有电子元件和电池组；

所述压紧机构设于间隔设置的框架板上，并沿框架板上下对称布置，其一端穿过框架板外的直线轴承，另一端抵触轮系传动机构，所述压紧机构的轴线在水平面上的投影呈Y形，沿周向均布，使压紧机构同时从三个方向对缆索压紧；