[發(fā)明專利]一種爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010159891.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111283651B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋偉;汪志堅(jiān);朱世強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 余姚市浙江大學(xué)機(jī)器人研究中心;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J5/00
• 分類號(hào): B25J5/00;B25J19/02;B25J19/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法，屬于橋梁鋼箱梁檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)器人主要由磁輪機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、攝像頭模塊、無(wú)損探傷模塊。方法包括以下步驟：1）爬壁機(jī)器人移動(dòng)至U肋間的橫隔板壁面；2）提升機(jī)構(gòu)輔助機(jī)器人從橫隔板壁面翻越至頂板壁面；3）機(jī)器人進(jìn)入相鄰U肋間的頂板壁面并保持直線行進(jìn)；4）機(jī)械臂帶動(dòng)無(wú)損探傷探頭移動(dòng)至貼合頂板壁面；5）探頭隨機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)鋼箱梁的焊縫缺陷；6）機(jī)器人檢測(cè)完一個(gè)U肋間頂板后，從頂板壁面翻越至橫隔板壁面；7）機(jī)器人差速轉(zhuǎn)向進(jìn)入相鄰的U肋間橫隔板；8）重復(fù)上述動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)巡檢鋼箱梁。該發(fā)明為鋼箱梁提供一種簡(jiǎn)單可行、高效準(zhǔn)確的自動(dòng)巡檢方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁鋼箱梁檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法。

背景技術(shù)

目前，橋梁鋼箱梁的檢測(cè)主要通過(guò)人工定期巡檢。然而，人工檢測(cè)存在檢測(cè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)準(zhǔn)確率低、巡檢周期長(zhǎng)等弊端。為了解決上述問(wèn)題，需開(kāi)發(fā)一種鋼箱梁自動(dòng)巡檢手段和方法。因此，本發(fā)明針對(duì)應(yīng)用于鋼箱梁檢測(cè)的爬壁機(jī)器人，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)巡檢方法，以實(shí)現(xiàn)爬壁機(jī)器人在鋼箱梁壁面的自主遍歷和檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法。

該發(fā)明的方案具體內(nèi)容如下：

一種爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法，所述爬壁機(jī)器人包括磁輪機(jī)構(gòu)、攝像頭模塊和無(wú)損探傷模塊，所述的爬壁機(jī)器人還包括提升機(jī)構(gòu)，磁輪機(jī)構(gòu)包括前輪和后輪，所述無(wú)損探傷模塊包括機(jī)械臂和安裝在機(jī)械臂末端的無(wú)損探傷探頭，機(jī)器人在鋼箱梁壁面行進(jìn)時(shí)，攝像頭模塊用于采集鋼箱梁的表觀信息；所述爬壁機(jī)器人的鋼箱梁巡檢方法，包括以下步驟：

1)爬壁機(jī)器人移動(dòng)至U肋間的橫隔板壁面；

2)機(jī)器人從橫隔板壁面翻越至頂板壁面：提升機(jī)構(gòu)將其前輪抬起脫離橫隔板壁面；隨后，機(jī)器人的前輪和后輪分別在頂板壁面和橫隔板壁面繼續(xù)行進(jìn)直至整體翻越到頂板壁面；

3)機(jī)器人進(jìn)入相鄰U肋間頂板壁面后，控制左右兩端的磁輪機(jī)構(gòu)速度大小、方向相同，使機(jī)器人在該壁面保持直線行進(jìn)；

4)機(jī)器人在U肋間頂板壁面前進(jìn)一定距離后，控制機(jī)械臂帶動(dòng)無(wú)損探傷探頭移動(dòng)至貼合頂板壁面并保持與U肋頂板焊縫恒定距離；

5)無(wú)損探傷探頭隨機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)鋼箱梁的U肋頂板焊縫缺陷；

6)機(jī)器人檢測(cè)完一個(gè)U肋間頂板后，從頂板壁面翻越至橫隔板壁面；提升機(jī)構(gòu)將其前輪抬起脫離橫隔板壁面；隨后，機(jī)器人的前輪和后輪分別在橫隔板壁面和頂板壁面繼續(xù)行進(jìn)直至整體翻越到橫隔板壁面；

7)控制機(jī)器人左右兩端的磁輪一定的速度比，使得機(jī)器人差速轉(zhuǎn)向進(jìn)入相鄰的U肋間橫隔板壁面；

8)重復(fù)上述動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)巡檢鋼箱梁。

進(jìn)一步的，所述的提升機(jī)構(gòu)包括包括舵機(jī)、舵盤(pán)、U型支架、輔助輪；舵機(jī)通過(guò)舵機(jī)支撐板安裝于機(jī)器人本體上；所述舵機(jī)設(shè)有螺紋孔，與舵機(jī)支撐板通過(guò)螺釘固定連接；舵盤(pán)與舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連；U型支架固定在舵盤(pán)上，輔助輪安裝于U型支架上；所述提升機(jī)構(gòu)將其磁輪機(jī)構(gòu)抬起的具體方式為輔助輪和U型支架在舵盤(pán)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)輔助輪支撐磁輪機(jī)構(gòu)抬起。

進(jìn)一步的，所述的提升機(jī)構(gòu)為兩個(gè)，設(shè)置在前輪和后輪之間，兩個(gè)提升機(jī)構(gòu)分別靠近前輪和后輪，向前移動(dòng)翻越直角壁面時(shí)，靠近前輪的提升機(jī)構(gòu)支撐前輪抬起，向后移動(dòng)翻越直角壁面時(shí)，靠近后輪的提升機(jī)構(gòu)支撐后輪抬起。

進(jìn)一步的，所述步驟7)中，左右磁輪機(jī)構(gòu)速度比的計(jì)算方法為：

機(jī)器人左、右輪的速度分別為v_r、v_l；左、右輪間距為w；