[發明專利]一種基于視覺檢測的斜拉橋纜索檢測機器人

在審

• 申請號: 201910256434.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109853379A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 胡競;何鴻宇;任靜;劉佳音;胡桂川
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院;重慶房地產職業學院
• 主分類號: E01D19/10
• 分類號: E01D19/10
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明公開了一種基于視覺檢測的斜拉橋纜索檢測機器人，包括外框架、壓緊機構和輪系傳動機構，外框架包括框架板，依次連接圍成六邊形的外框架，間隔設置的框架板外側面設有直線軸承，框架板外側面固定有電子元件和電池組；壓緊機構設于間隔設置的框架板上，上下對稱布置，壓緊機構同時從三個方向對纜索壓緊；輪系傳動機構設于壓緊機構之間，通過壓緊機構壓緊在纜索表面，輪系傳動機構包括殼體組件和滾輪裝置、驅動電機，驅動電機同步驅動滾輪裝置實現輪系傳動機構同時從三個方向同步爬纜；檢測機器人還包括無線適配器，框架板上還設有攝像頭。本發明解決了現有技術中爬纜機器人抱纜效果不佳、框架結構不對稱，從而產生偏心、機器人螺旋爬升等問題。

技術領域

本發明屬于檢測機器人技術領域，具體涉及一種基于視覺檢測的斜拉橋纜索檢測機器人。

背景技術

拉索類橋梁因跨度大、造型美觀、經濟適用等特點，被廣泛應用。斜拉橋尺寸的增大帶來了橋梁檢測方面的一系列問題，其中對纜索的檢測非常重要，纜索是斜拉橋上的主要承重構件，它的可靠性直接影響了橋梁的安全性。為了確保纜索的安全使用，需要定時對纜索的安全性能進行檢測和維護。

目前,國內外使用纜索維護的方法主要有兩種,一種是針對小型斜拉橋使用的液壓升降平臺進行纜索維護,另一種是利用預先裝在塔頂的吊點。用鋼絲拖動吊籃搭載工作人員沿纜索進行維護。這兩種應用于工程實際的纜索維護方式，主要由人工檢測。不僅效率低下，而且難以保障人員安全。人工檢測已不再實用，使用工業機器人代替人工檢測纜索成為必然趨勢，在實際工程應用中有著重要的價值。

國內外針對斜拉索專用的檢測機器人研究報道并不是很多，雖有研究，但真正實用的技術還沒有，總的來說處于初期階段。韓國成均館大學針對懸索橋纜索爬行機器人做了一系列研究。研制出一款輪式爬行機器人,該機器人在爬行纜索時其穩定性好，輪式機器人速度快，效率高，更適合在大型懸索橋上使用。這款機器人對纜索的直徑有一定的適應性，但結構比較復雜，重量較大。此款機器人由于結構復雜，重量較大，未能夠大規模應用于橋梁檢測中。上海交通大學研制出氣動蠕動式纜索維護機器人。氣動蠕動式采用仿生學的原理，利用了蠕動的方式爬升或下降。遠距離輸送空氣，存在沿程壓力損失，限制了機器人的爬升速度。機器人攜帶氣體管線爬行到高空，管線的重量使得機器人容易偏心，限制了爬纜機器人的發揮，不適用于斜拉橋纜索檢測。

現有爬纜機器人由于本體結構和控制系統難以滿足桿徑變化以及橋面與纜索之間傾角的變化，爬纜機器人多采用在纜索一側爬纜，一側夾緊，而且框架結構不對稱，框架中心線與纜索軸線不重合，造成爬纜機器人產生偏心、機器人螺旋爬升等情況，現有爬纜機器人結構復雜、重量大，難以廣泛應用于工程實際中。所采用的視覺檢測系統較簡易，不能實時融合多個視覺攝像頭采集的圖像并進行分析。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于視覺檢測的斜拉橋纜索檢測機器人，能夠有效地解決現有技術中纜索檢測機器人抱纜效果不佳、框架結構不對稱，從而產生偏心、機器人螺旋爬升，并且無法自適應變桿徑工作等問題。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于視覺檢測的斜拉橋纜索檢測機器人，包括外框架及設于外框架內的壓緊機構和輪系傳動機構，所述外框架包括六塊框架板，所述框架板依次連接圍成六邊形的外框架，間隔設置的框架板外側面均設有上下對稱布置的直線軸承，所述框架板的外側面分別固定安裝有電子元件和電池組；

所述壓緊機構設于間隔設置的框架板上，并沿框架板上下對稱布置，其一端穿過框架板外的直線軸承，另一端抵觸輪系傳動機構，所述壓緊機構的軸線在水平面上的投影呈Y形，沿周向均布，使壓緊機構同時從三個方向對纜索壓緊；