[發明專利]一種橋梁主梁表面檢測長臂機器人

在審

• 申請號: 201911276581.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110904836A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 常勇;王洪光;王天龍;潘新安;孫鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: E01D19/10
• 分類號: E01D19/10;G01N21/84
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及檢測機械臂，特別涉及一種橋梁主梁表面檢測長臂機器人。包括移動平臺、機器人基座、伸縮臂組件、視覺檢測云臺及視覺傳感器，其中機器人基座設置于移動平臺上，伸縮臂組件的一端通過轉向關節與機器人基座連接，另一端設有視覺檢測云臺，視覺傳感器設置于視覺檢測云臺上。本發明能夠解決高墩、高厚度主梁表面的檢測，并且機器人輕型化能夠在有限作業空間快速展開作業，減少占地面積，提高檢測作業效率。

技術領域

本發明涉及檢測機械臂，特別涉及一種橋梁主梁表面檢測長臂機器人。

背景技術

目前，橋梁表面檢測用的橋檢車都是采用液壓機械臂，在機械臂末端裝設載人觀測平臺或者小型機械臂進行橋梁主梁表面檢測或作業，一些高墩橋梁主梁只能通過橋面橋檢車向橋面下伸出液壓機械臂的方式檢測作業。采用液壓機械臂承載剛度大、能力強、作業范圍大，但整個系統本身體積龐大、質量大，檢測作業占地面積大，檢測作業往往占用兩排或兩排以上車道開展檢測，效率低，且人員登高作業屬危險作業。目前。沒有電動機械臂能夠進行橋梁檢測作業，滿足任務要求和負載能力的長臂展機器人設計存在困難，在機械臂連桿尺寸、桿件強度和剛度設計、關節負載能力、長臂展機械臂的運動控制等方面都限制了電驅動的橋梁檢測機器人的研發。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于設計一種橋梁主梁表面檢測長臂機器人，能夠解決高墩、高厚度主梁表面的檢測，并且機器人輕型化能夠在有限作業空間快速展開作業，減少占地面積，提高檢測作業效率。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種橋梁主梁表面檢測長臂機器人，包括移動平臺、機器人基座、伸縮臂組件、視覺檢測云臺及視覺傳感器，其中機器人基座設置于移動平臺上，所述伸縮臂組件的一端通過轉向關節與機器人基座連接，另一端設有視覺檢測云臺，所述視覺傳感器設置于所述視覺檢測云臺上，且通過所述視覺檢測云臺的帶動下而轉動。

所述伸縮臂組件包括大臂、擺臂、伸縮臂及小臂，其中大臂的一端與轉向關節連接，另一端通過擺臂關節與擺臂連接，所述伸縮臂可滑動地設置于所述擺臂上，且與伸縮驅動裝置連接，所述小臂的一端通過小臂轉動關節與所述伸縮臂連接，另一端設有所述視覺檢測云臺。

所述伸縮驅動裝置包括伸縮關節電機、驅動齒輪、齒條及導向輪組，其中齒條沿長度方向設置于所述伸縮臂上，所述伸縮關節電機和驅動齒輪設置于所述擺臂上，并且所述驅動齒輪與所述齒條嚙合，所述伸縮關節電機的輸出軸上與所述驅動齒輪傳動連接；所述導向輪組設置于所述擺臂的兩側，用于為所述伸縮臂的伸縮進行導向。

所述擺臂為一側沿長度方向設有開口的中空結構，所述伸縮臂容置于所述中空腔體內，且齒條位于所述開口處。

所述伸縮臂上沿長度方向設有用于容置所述小臂的收納槽，所述小臂折疊后可容置于所述收納槽內。

所述小臂與小臂轉動關節連接的一端向外側延伸有小臂配重桿。

所述轉向關節通過設置于所述機器人基座上的轉向關節電機驅動；所述擺臂關節通過設置于所述大臂上的擺臂關節電機驅動；所述小臂轉動關節通過設置于所述伸縮臂上的小臂轉動關節電機驅動。

所述移動平臺的一端設有安裝平臺，所述安裝平臺包括安裝基板、直線單元、定位鎖緊支架及鎖緊螺母，其中安裝基板與所述移動平臺連接，所述直線單元設置于所述安裝基板上，所述機器人基座與所述直線單元連接，所述定位鎖緊支架的一端與所述機器人基座連接，另一端通過鎖緊螺母與所述安裝基板連接，且連接位置可調。

所述移動平臺上設有用于支撐所述伸縮臂組件的收攏支撐架。

所述視覺檢測云臺包括云臺底座、驅動微電機、齒輪及轉動軸承支撐，其中云臺底座設置于所述小臂上，所述轉動軸承支撐和所述驅動微電機設置于所述云臺底座上，所述齒輪設置于所述轉動軸承支撐上、且與所述驅動微電機的輸出軸上設有的主動齒輪嚙合；