用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人制造技術

一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，由支架、走行部、多個真空發生器、分流器、多個吸附模塊和多個真空接口組成；本發明專利技術的有益技術效果是：提出了一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，該爬行機器人采用履帶式走行結構，跨越障礙能力較強，而且其吸附裝置較為離散，抗脫落能力較強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種橋梁索塔結構健康檢測技術，尤其涉及一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人。
技術介紹
斜拉橋和懸索橋是大跨徑橋梁中較常見的結構形式，其索塔既是橋梁的基本組成部分又是整個橋梁的關鍵承重構件，索塔的健康狀況與整個橋梁結構的安全密切相關，因此，準確地掌握索塔的健康狀況，對于保證橋梁運營安全尤為重要。索塔在服役過程中，因內外溫差、構造和配筋不當以及外荷載作用等諸多因素影響而出現裂縫或保護層剝離等病害在所難免；索塔高度通常可達幾十米，甚至上百米，現有技術中，在對其進行檢測時，主要通過人工觀察，這種檢測方法危險性大、費用高、時間長，有時還要中斷交通，并且由于索塔高度往往超百米，傳統方法難以安全到達一些重要部位進行觀察，影響其健康狀態的正確分析與評價；隨著更大跨度橋梁的不斷出現，人工檢測的周期將更長、危險性更高、難度更大，開發用于橋梁索塔安全檢測的自動化可通達裝置，成為必然需求。
技術實現思路
針對
技術介紹
中的問題，本專利技術提出了一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其結構為：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發生器、分流器、多個吸附模塊和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪、四根鏈條和驅動電機組成，其中兩個雙排鏈輪同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條設置于支架左側的兩個雙排鏈輪上，另外兩根鏈條設置于支架右側的兩個雙排鏈輪上，位于支架同側的兩根鏈條記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊設置于傳動鏈條組上兩根鏈條之間的位置處，吸附模塊兩端分別與兩側的鏈條連接，吸附模塊中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內側面接觸；所述排氣口的內端與真空發生器的負壓口連通，多個真空接口與多個真空發生器一一對應；真空發生器上的壓縮空氣進氣端與分流器上的輸氣口連通，多個真空發生器均連接至分流器，外部輸入的壓縮空氣由分流器分流后通過多個輸氣口輸出至各個真空發生器；驅動電機、真空發生器和分流器均設置于支架上，分流器的進氣端通過管線與外部的壓縮空氣源連接，驅動電機通過電纜與外部電源連接。本專利技術的原理是：按前述方案將爬行機器人搭建好后，使用時，使吸附單元貼附在索塔外壁上，然后啟動壓縮空氣源，壓縮空氣源輸出的壓縮空氣通過分流器進入各個真空發生器，在真空發生器的作用下，吸附孔內就會產生負壓，在大氣壓的作用下，吸附單元就緊緊地吸附在索塔外壁上，從而使爬行機器人也附著在索塔上；行走時，在主動輪的傳動作用下，傳動鏈條組帶動吸附模塊運動，由于傳動鏈和吸附模塊所構成的履帶式結構，使得爬行機器人在運動時，始終有多個吸附單元吸附在索塔外壁上，這就使得爬行機器人可以在索塔外壁上自由行走；采用本專利技術后，在對索塔結構健康進行檢測時，就可以由爬行機器人攜帶檢測設備，行走至索塔表面各個區域進行相關檢測，另外，本專利技術的爬行機器人由于采用了多個吸附模塊組成的履帶式結構，行走至裂紋或溝槽時，雖然可能會有一兩個吸附單元失效，但由于其他吸附單元仍緊緊地吸附在索塔外壁上裂紋或溝槽以外的區域，這就有效地避免了爬行機器人在通過裂紋或溝槽時脫落，大大地提高了爬行機器人的通行能力。優選地，所述真空接口上端面設置有導向筒，支架上設置有與導向筒匹配的套筒，導向筒外套接有預緊彈簧，導向筒和預緊彈簧都套接在套筒內，預緊彈簧下端與真空接口上端面接觸，預緊彈簧上端與套筒內底面接觸，預緊彈簧能將真空接口抵緊在吸附單元內側面上。在導向筒和套筒的導向作用下，真空接口能在垂直于索塔外壁的方向上運動，同時，在預緊彈簧的作用下，真空接口又能抵緊在吸附單元內側面上，當通過障礙時，真空接口就能隨著吸附單元的起伏而運動，使爬行機器人順利通過障礙，通過后，真空接口又能在預緊彈簧的作用下重新抵緊在吸附單元內側面上，有效地改善了爬行機器人的障礙通行能力。優選地，所述支架上設置有機械臂，機械臂外端設置有傳感裝置。優選地，所述傳感裝置為視頻采集設備。優選地，所述負壓口和排氣口之間的管路上設置有空氣濾清器。空氣濾清器可以將結構體表面的雜質濾除，避免雜質被吸入真空發生器內。本專利技術的有益技術效果是：提出了一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，該爬行機器人采用履帶式走行結構，跨越障礙能力較強，而且其吸附裝置較為離散，抗脫落能力較強。附圖說明圖1、本專利技術的結構示意圖；圖2、本專利技術的頂視圖；圖3、本專利技術的剖面示意圖；圖4、圖3中圓圈內結構體放大圖；圖中各個標記所對應的名稱分別為：雙排鏈輪1、鏈條2、吸附模塊3、導向筒4、機械臂5、空氣濾清器6、真空發生器7、分流器8、真空接口9、套筒10、壓縮空氣管線和電源線A、保險纜B。具體實施方式一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其結構為：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發生器、分流器、多個吸附模塊3和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪1、四根鏈條2和驅動電機組成，其中兩個雙排鏈輪1同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪1同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條2設置于支架左側的兩個雙排鏈輪1上，另外兩根鏈條2設置于支架右側的兩個雙排鏈輪1上，位于支架同側的兩根鏈條2記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊3設置于傳動鏈條組上兩根鏈條2之間的位置處，吸附模塊3兩端分別與兩側的鏈條2連接，吸附模塊3中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊3記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內側面接觸；所述排氣口的內端與真空發生器的負壓口通過管路連通，多個真空接口與多個真空發生器一一對應；真空發生器上的壓縮空氣進氣端與分流器上的輸氣口連通，多個真空發生器均連接至分流器，外部輸入的壓縮空氣由分流器分流后通過多個輸氣口輸出至各個真空發生器；驅動電機、真空發生器和分流器均設置于支架上，分流器的進氣端通過管線與外部的壓縮空氣源連接，驅動電機通過電纜與外部電源連接。本領域技術人員在實施本專利技術時，還應注意如下問題：在最初的樣機上，專利技術人采用橡膠吸盤來制作吸附模塊3，但經過試驗驗證，橡膠吸盤的吸附效果不太好，其原因是：由于混凝土結構表面灰塵較大，且表面十分粗糙，橡膠由于受自身材料特性限制，不能與混凝土結構表面很好的貼合，漏氣較為嚴重，影響爬行機器人的行走能力，經過多次試驗，專利技術發現，用聚醚泡沫材料制作出的吸附模塊3，具有良好的可壓縮性，當吸附孔內存在負壓時，聚醚泡沫材料制作出的吸附模塊3能夠緊密地貼合在混凝土結構表面，顯著提升了吸附模塊3對于粗糙、惡劣混凝土表面的適應性。進一步地，所述真空接口上端面設置有導向筒4，支架上設置有與導向筒4匹配的套筒，導向筒4外套接有預緊彈簧，導向筒4和預緊彈簧都套接在套筒內，預緊彈簧下端與真空接口上端面接觸，預緊彈簧上端與套筒內底面接觸，預緊彈簧能將真空接口抵緊在吸附單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其特征在于：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發生器、分流器、多個吸附模塊（3）和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪（1）、四根鏈條（2）和驅動電機組成，其中兩個雙排鏈輪（1）同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪（1）同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條（2）設置于支架左側的兩個雙排鏈輪（1）上，另外兩根鏈條（2）設置于支架右側的兩個雙排鏈輪（1）上，位于支架同側的兩根鏈條（2）記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊（3）設置于傳動鏈條組上兩根鏈條（2）之間的位置處，吸附模塊（3）兩端分別與兩側的鏈條（2）連接，吸附模塊（3）中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊（3）記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內側面接觸；所述排氣口的內端與真空發生器的負壓口通過管路連通，多個真空接口與多個真空發生器一一對應；真空發生器上的壓縮空氣進氣端與分流器上的輸氣口連通，多個真空發生器均連接至分流器，外部輸入的壓縮空氣由分流器分流后通過多個輸氣口輸出至各個真空發生器；驅動電機、真空發生器和分流器均設置于支架上，分流器的進氣端通過管線與外部的壓縮空氣源連接，驅動電機通過電纜與外部電源連接。...

【技術特征摘要】
1.一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其特征在于：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發生器、分流器、多個吸附模塊（3）和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪（1）、四根鏈條（2）和驅動電機組成，其中兩個雙排鏈輪（1）同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪（1）同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條（2）設置于支架左側的兩個雙排鏈輪（1）上，另外兩根鏈條（2）設置于支架右側的兩個雙排鏈輪（1）上，位于支架同側的兩根鏈條（2）記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊（3）設置于傳動鏈條組上兩根鏈條（2）之間的位置處，吸附模塊（3）兩端分別與兩側的鏈條（2）連接，吸附模塊（3）中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊（3）記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內側面接觸；所述排氣口的內端與真空發生器的負壓口通過管路連通，多個真空接口與多個真空發生...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周建庭，武維，張洪，辛景舟，劉朝濤，鄭丹，藍章禮，廖棱，趙瑞強，
申請(專利權)人：重慶交通大學，
類型：發明
國別省市：重慶;50