[发明专利]模块化水下桩基结构自适应清理及损伤检测机械臂

说明书

本发明涉及机械臂技术领域，涉及一种模块化水下桩基结构自适应清理及损伤检测机械臂，传动臂杆一端设有模块化接口，传动臂杆另一端设有机械臂连接部，机械臂连接部分别设有两个臂框，臂框包括内侧臂框和外侧臂框，内侧臂框和外侧臂框通过关节联接，臂框内侧设有软体移动清理部；模块化接口联接水下无人机接口传输电流及控制信号，传动臂杆内置防水舵机接收控制信号，驱动机械臂连接部内置齿轮传动系统，实现两个臂框张合，软体移动清理部紧固于三处可相对移动的滑块上。本发明在清理桩基表面同时，能对桩基结构进行损伤检测，能大幅提高此类工作效率，减少人工干预，大幅提高此类作业的安全程度，并降低人工成本，具有重大现实意义。

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体地说，涉及一种模块化水下桩基结构自适应清理及损伤检测机械臂。

背景技术

桩基作为桥梁、钻井平台、码头结构的重要组成部分,承担着将上部结构荷载传递给地基的重要作用。其病害的发展直接影响桥跨结构的实用性和耐久性,严重时还会危及其运营安全。水下桩基受到的腐蚀类型主要有物理腐蚀，化学腐蚀，生物腐蚀等，而生物腐蚀对于桥梁桩基的影响十分严重。生物腐蚀是指桥梁桩基材料表面附着生物的附着、生长、繁殖、代谢、死亡等过程中产生的物质直接与间接对材料造成的腐蚀。生物腐蚀的原因大致可归为以下几类：水中叶绿素植物可使海水中含氧量增加，水下生物放出的CO₂使周围海水酸性加大，水下生物死亡、腐烂可产生酸性物质和H₂S，这些都可使腐蚀加速。此外，有些水下生物会破坏金属表面的油漆或镀层，有些微生物本身对金属就有腐蚀作用。以水下桥梁桩基为例，生物腐蚀会导致桥梁桩基的钢筋混凝土劣化，若不采取措施，会严重影响桩基的耐久性。因此，应尽量使水下生物远离桥梁桩基结构。对此，本技术便是提出来一种快速、有效、可靠的清洁装置，可以延长桥梁桩基的使用寿命，确保结构安全性和耐久性，节约经济。

现广泛应用的清理技术有以下两种：物理清除技术和防污涂料技术；物理清除技术主要为人工直接潜入水下用工具对桩基表面受侵蚀部分进行清洁或是采用机械设备在桩基表面进行清洗和刮除。用此方法来减少水下生物附着在桥梁水下桩基上的时间，进而减轻生物腐蚀对桥梁水下桩基的不良影响，提高桥梁的耐久性，保证桥梁桩基的承载能力。防污涂料技术则是将绿色环保类防腐蚀涂料涂在桥梁水下桩基的表面。主要是通过电化学原理，起到很好的中和和防止基材电位升高的作用。此外，防腐蚀涂料也能避免涂层针孔的存在，涂层硬度高，耐磨抗冲击，耐酸碱老化时间长。从而提高桥梁水下桩基的耐久度，保证桥梁桩基的承载能力。

但两种上述常用清理技术存在一些缺陷，不能合理的解决实际工程问题：

目前人工和机械设备清洁所采用的清洁工具一般是硬质的刀片等，在清洁过程中可能对桥梁水下桩基结构造成物理上的破坏，且在清理附着物时，由于存在难以贴合桩基等问题，多会残留附着物。

涂料防护法所采用的涂料质量和耐久性是防腐蚀效果的主要因素，很难保证及其性能。涂料防护法在应对已经受到腐蚀的水下桩基时作用较为局限，无法对已经受损的桩基进行修补。

现阶段的物理清除技术缺少能在水下作业时，对桥梁水下桩基进行检测和实时监控的装置，无法准确了解水下桩基的受腐蚀程度和清洁状况，且往往需要人工进行操作，工程造价高，不利于实际。

发明内容

本发明的内容是提供一种模块化水下桩基结构自适应清理及损伤检测机械臂，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种模块化水下桩基结构自适应清理及损伤检测机械臂，其包括传动臂杆，传动臂杆一端设有模块化接口，传动臂杆另一端设有机械臂连接部，机械臂连接部上分别设有两个臂框，任一臂框均包括内侧臂框和外侧臂框，内侧臂框和外侧臂框通过关节联接，臂框内侧设有软体移动清理部；

模块化接口联接水下无人机接口传输电流及控制信号，传动臂杆内置防水舵机接收控制信号，驱动机械臂连接部内置齿轮传动系统，实现两个臂框张合，软体移动清理部紧固于三处可相对移动的滑块上。