在役钢箱梁梁内自行走式U肋焊缝巡检机器人的制作方法

本发明涉及检测设备的，特指一种在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人。

背景技术：

1、在2016年之前，正交异性钢箱梁u肋与顶板连接普遍采用单面焊接（外侧角焊缝，熔深约为u肋板厚的75%–80%）。单面焊仅在u肋外侧施焊，焊根处应力集中严重，易产生疲劳裂纹，是钢桥面板早期病害的主要来源。单面焊接的u肋桥梁，在使用5~15年之后，u肋焊缝均会出现不同程度的开裂，焊趾沿顶板开裂、焊趾沿纵肋开裂，出现桥面铺装层破坏，甚至在钢箱梁内部都可以观察到u肋表面裂纹的情况。

2、在2017年及以后，u肋双面焊技术在国内大型桥梁全面推广，成为主流工艺。但u肋角焊缝，在制造过程中，依然不可避免地存在一定的残余应力。一般在服役数年之后，由于局部载荷的作用，会产生疲劳裂纹，疲劳裂纹会大幅降低正交异性钢箱梁钢桥面板的抗弯刚度和抗扭刚度，并直接导致钢桥面板上混凝土铺装层产生开裂、脱落等病害，也会对钢箱梁使用寿命造成影响。

3、为保障桥梁安全运营，在役正交异性钢箱梁u肋焊缝每月至少需开展一次巡检。但钢箱梁内部u肋及其焊缝长度大、数量多，若完全依赖人工检测，不仅工作效率低下，还需耗费大量时间，检查效果完全依赖人工责任心，质量难以稳定保障。因此，亟待提供一种新的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人，解决现有的u肋焊缝采用人工检测存在的工作效率低、耗费大量时间以及质量难以稳定保障等的问题。

2、实现上述目的的技术方案是：

3、本发明提供了一种在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人，包括：

4、铺设于所述在役钢箱梁梁内的导轨平台，所述导轨平台的设置方向与所述在役钢箱梁梁内的u肋的设置方向相一致；

5、可沿所述导轨平台进行移动的行走机构；

6、可转动地设于所述行走机构上的立柱，所述立柱可绕其中心轴线相对于所述行走机构进行转动；

7、与所述立柱垂直连接的横梁；

8、可沿所述横梁滑动调节的滑座；

9、与所述滑座连接的位置调节机构，所述位置调节机构的末端可相对于所述滑座在空间内进行位置调节；

10、与所述位置调节机构的末端可转动地连接的检测机构，所述检测机构包括相对设置的一对检测臂，所述检测臂上设有检测头；

11、在对u肋的焊缝进行检测时，通过所述位置调节机构的末端的位置调节可使得一对检测臂位于待检测的u肋的两侧，进而通过所述行走机构沿着所述导轨平台进行移动，带着所述检测臂沿着待检测的u肋进行移动，从而在移动的过程中，通过所述检测头完成对u肋焊缝的检测。

12、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述检测机构包括主梁；

13、所述检测臂滑设在所述主梁对应的端部上，所述检测臂的内侧对应待检测的u肋设有可转动的导向轮；

14、所述主梁的端部处设有弹性推抵机构，所述弹性推抵机构推动对应的检测臂以使得所述检测臂上的导向轮与u肋对应的侧部相接触。

15、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述检测臂上连接有可上下滑动的检测头夹爪，所述检测头夹爪的底部设有可转动的限位轮，所述检测头夹爪的底部卡套在所述检测头上并与所述检测头连接固定；

16、所述检测臂上设有弹性元件，所述弹性元件与所述检测头夹爪连接，通过所述弹性元件对所述检测头夹爪施加作用力以让所述检测头夹爪相对于所述检测臂向下移动进而让所述限位轮和所述检测头与对应设置u肋的结构面相接触。

17、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述立柱的内部围合形成有容置空间，所述容置空间内盛放有所述检测头探伤用的耦合剂；

18、所述立柱的侧壁上设有微雾化器接口，所述微雾化器接口上安装有微雾化器；

19、所述检测臂上安装有微雾化调节阀以及与所述微雾化调节阀连接的微雾化喷管，所述微雾化喷管向下延伸设置且所述微雾化喷管的管口设于对应的检测头的一侧；

20、所述微雾化调节阀通过传输管与所述微雾化器连接，进而所述微雾化器能够将所述容置空间内的耦合剂进行雾化，进而通过所述传输管将雾化后的耦合剂输送至所述微雾化调节阀处，通过所述微雾化调节阀调节雾化后的耦合剂的流量，再通过所述微雾化喷管的管口喷出。

21、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述检测臂的内侧安装有摄像头，所述摄像头用于对u肋的焊缝进行拍摄以形成视频数据。

22、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述位置调节机构包括与所述滑座可转动地连接的第一机械臂、可转动地连接在所述第一机械臂的末端的第二机械臂、可转动地连接在所述第二机械臂末端的转座、可转动地安装在所述转座上的第三机械臂以及可转动地安装在所述第三机械臂末端的第四机械臂；

23、所述第一机械臂可相对于所述滑座与所述横梁绕第一轴线转动，所述第一轴线与所述横梁和所述立柱的设置方向均垂直；

24、所述第二机械臂可相对于所述第一机械臂绕第二轴线转动，所述第二轴线与所述第一轴线相平行；

25、所述转座可相对于所述第二机械臂绕转动轴线进行转动，所述转座的转动轴线与所述第一轴线和所述第二轴线相平行；

26、所述第三机械臂可绕着垂直于所述转座的安装面的第三轴线转动；

27、所述第四机械臂可绕着垂直于所述第三机械臂末端的安装面的第四轴线转动；

28、所述检测机构可转动地安装在所述第四机械臂末端。

29、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述滑座上安装有平衡电缸，所述平衡电缸的伸缩驱动端与所述第一机械臂的转动端铰接连接。

30、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述行走机构上设有支撑推力轴承、套设在所述支撑推力轴承外侧的转动蜗轮以及与所述转动蜗轮驱动连接的转动蜗杆和转动电机；

31、所述转动蜗轮与所述立柱的底部设置的底板固定连接，所述底板还与所述支撑推力轴承的内侧或外侧连接固定。

32、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述底板的底部形成有向下延伸的定位件，所述定位件穿过所述支撑推力轴承并与滚柱轴承的内侧连接，所述滚柱轴承的外侧与所述行走机构连接固定。

33、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的进一步改进在于，所述立柱上与连接所述横梁相对的一侧连接有配重块。

34、本发明在役钢箱梁梁内自行走式u肋焊缝巡检机器人的有益效果为：

35、本发明的u肋焊缝巡检机器人，通过位置调节机构的位置调节功能能够将一对检测臂的位置调节至所需检测的u肋的两侧，然后利用检测臂上的检测头对u肋的焊缝进行检测，再通过行走机构沿着导轨平台移动，从而带着检测臂的检测头沿着待检测的u肋进行移动，实现了对u肋的焊缝进行自动检测，节省人工，提高工作效率，节省u肋焊缝的检测时间，还能够保障检测质量。

36、本发明的u肋焊缝巡检机器人，通过立柱的转动调节，可以将横梁调节至导轨平台的两侧，进而配合滑座沿着横梁进行移动调节，实现了对导轨平台两侧的各个u肋进行焊缝检测，覆盖的检测范围广。

37、本发明的u肋焊缝巡检机器人，位置调节机构包括四个机械臂，各个机械臂的端部均可转动地连接，通过机械臂的位置调节，让检测机构的检测头能够对上部、下部以及侧部安装的u肋都能够进行检测。

38、本发明的u肋焊缝巡检机器人，一对检测臂夹设在u肋的两侧，通过导向轮与u肋的侧壁相接触，起到定位的作用，能够克服u肋的尺寸误差，让检测头始终处于理想的工作位置。