[發明專利]鋼管混凝土拱肋脫空檢測機器人

在審

• 申請號: 202210914559.X
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115107054A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 錢驥;周建庭;張洪
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00;G01N29/04;G01N29/12;G01N29/265
• 代理公司: 重慶莫斯專利代理事務所(普通合伙) 50279
• 代理人: 陳旭

本發明涉及橋梁檢測領域，具體公開了鋼管混凝土拱肋脫空檢測機器人，包括機殼、驅動單元和檢測單元，機殼呈L型，機殼上形成有與拱肋上端面仿形的移動空間，驅動單元設置在機殼上靠近拱肋外側的一端，驅動單元包括驅動電機和驅動輪，驅動輪包括內輪和外輪，內輪與驅動電機連接，內輪的外壁上設置有兩個相對的轉軸，外輪與轉軸連接，外輪上沿周向均勻布置有若干凹槽；所述檢測單元設置在機殼的上部的底端，檢測單元包括信號產生部和信號接收部，所述信號產生部包括第一電機、第一轉軸和若干第一敲擊錘，所述第一敲擊錘設置第一轉軸上；所述信號接收部包括聲學傳感器。本發明的目的在于解決如何檢測啞鈴形狀的鋼管混凝土拱肋脫空區的技術問題。

技術領域

本發明涉及橋梁檢測領域，具體公開了鋼管混凝土拱肋脫空檢測機器人。

背景技術

鋼管混凝土拱橋是我國近年來橋梁建設中發展起來的新型橋梁結構,具有自重輕,強度大,抗變形能力強,承載能力大的優點,并且用料省,安裝重量輕,施工方便,工期短,養護工作量小,是大跨度拱橋的一種比較理想的結構形式。澆注后的管內混凝土則是隱蔽的,肉眼無法直接觀察混凝土是否存在脫粘或脫空缺陷，因此澆注后的拱肋必須進行脫空檢測，同時橋梁的定期檢測也必須檢測鋼管混凝土脫空。

現有的檢測方法包括有超聲波、紅外成像等，其中超聲波的效果較好，且檢測對鋼管混凝土無損傷，同時還能夠檢測出脫空區域的面積等，但是超聲波設備使用時需要在鋼管表面涂上偶合劑，操作麻煩，最主要的問題是需要在拱肋高空作業，危險性較高，有些還需要搭設施工作業平臺，費用昂貴。另外，人工逐個檢測效率非常低，時間長，人工成本高，也存在漏檢的情況。熱成像存在同樣的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供鋼管混凝土拱肋脫空檢測機器人，以解決如何檢測鋼管混凝土拱肋脫空區的技術問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋼管混凝土拱肋脫空檢測機器人，包括機殼、驅動單元和檢測單元，所述機殼呈L型，機殼上形成有與拱肋上端面仿形的移動空間，所述驅動單元設置在機殼上靠近拱肋外側的一端，所述驅動單元包括驅動電機和驅動輪，所述驅動輪包括內輪和外輪，內輪與驅動電機連接，內輪的外壁上設置有兩個相對的轉軸，外輪與轉軸連接，外輪上沿周向均勻布置有若干凹槽，凹槽中設置有磁鐵；所述檢測單元設置在機殼的上部的底端，檢測單元包括信號產生部和信號接收部，所述信號產生部包括第一電機、第一轉軸和若干第一敲擊錘，第一轉軸包括若干段萬向軸，若干萬向軸之間通過萬向聯軸器連接，所述首端的萬向軸與第一電機連接，所述尾端的萬向軸與機殼轉動連接，所述第一敲擊錘設置萬向軸上；所述信號接收部包括聲學傳感器。

啞鈴形狀的鋼管混凝土拱肋具體包括有兩個圓柱狀的結構以及中間的矩形狀的結構，所以其上下兩端呈圓形的弧面，而拱肋的內側需要與橋梁的上部結構連接，所以拱肋內側部分區域設置有連接結構，對機器人的同行會產生阻礙。本方案中，機器人的機殼設置成L型，機殼上位于拱肋內側的一端則開放，所以不會受到拱肋連接結構的影響。機殼上的驅動單元中設置有磁鐵，所以外輪能夠吸引在拱肋上，整個機器人不會從拱肋上掉落。同時，驅動輪包括有內輪和外輪，其中外輪能夠在內輪上轉動，使得外輪在移動過程中能夠調整方向，以應對拱肋的彎曲形狀。同時，第一轉軸包括有若干萬向軸，若干萬向軸對應若干個第一敲擊錘，第一敲擊錘能夠對拱肋的各個區域進行敲擊。

可選地，所述機殼上靠近拱肋內側的一端設置有輔助移動單元，所述輔助移動單元包括鉸接設置在機殼上的輔助臂，所述輔助臂的下端設置有輔助輪，所述輔助輪上靠近拱肋的一側中嵌入轉動設置有橫向滾球。輔助移動單元設置在機殼上靠近拱肋的內側部位，輔助移動單元鉸接設置，所以當其經過連接結構時，其能夠翻轉跨越連接結構部位，然后再繼續移動。輔助移動單元能夠對整個機器人起到平衡、穩定的作用，使機器人能夠在拱肋上更加順暢地移動。