一种斜拉索的检测机器人及使用方法与流程

1.本发明涉及桥梁检测技术领域，具体为一种斜拉索的检测机器人及使用方法。


背景技术：

2.目前，斜拉桥以其大跨度、稳定、外观优美等优势在现代桥梁建设中广泛应用，而斜拉桥中主要的承力构件-斜拉索，由于其布置于梁体外侧，并长期处于高交变循环疲劳荷载的作用下，极易出现拉索损伤而影响其承载能力甚至导致坍塌的恶性事故，造成恶劣的社会影响和巨大的经济损失，因此，对在役拉索进行定期的检测和维护是必要的；
3.目前对拉索进行检测的措施还很不完善。拉索主要的损伤主要为恶劣环境下索体表面聚乙烯保护层损伤导致的生锈腐蚀断裂与交变应力下钢丝束发生疲劳断裂；因此，对斜拉索的检测需求主要为索体表面pe层的是否有破损和内部是否存在断丝和锈蚀，目前主要是通过卷扬机拖动搭载钢丝检测设备和工作人员的小车，或利用液压升降台搭载工作人员和设备，采用人工方式进行检测，施工工期长、成本高、影响交通，而且工人工作环境极端恶劣，甚至会出现人员伤亡事故；
4.目前相关检测技术也有一些研究成果，例如，公开号为cn112982154a公开了一种斜拉索检测机器人，能够解决现有技术中在对不同直径的斜拉索进行检测时，只能通过弹簧进行调节爬行机构与斜拉索之间的摩擦力，容易导致摩擦力不够，或者摩擦力过大，使整个机器人无法正常爬行的问题，但该检测机器人结构相对复杂，和斜拉索进行安装比较困难，且缺乏相应的清洁机构，不便对斜拉索的外表面进行灰尘清理，灰尘聚集附着在斜拉索的外表面，容易影响检测机器人对斜拉索表面检测的效果，为此，我们提出一种斜拉索的检测机器人及使用方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种斜拉索的检测机器人及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斜拉索的检测机器人，包括第一框架，所述第一框架的顶部设有第二框架，所述第二框架的底部设有第三框架，所述第三框架远离第二框架的一侧和第一框架之间设有固定组件，所述第一框架、第二框架和第三框架的相对侧中部均固定安装有紧固组件，所述第一框架和第二框架之间、第二框架和第三框架之间、第三框架和第一框架之间均设有双驱机构，所述双驱机构的一端均固定安装有电动行轮，所述双驱机构靠近电动行轮的一侧均设有探伤仪，所述双驱机构远离电动行轮的一端均固定安装有清洁组件，所述双驱机构靠近清洁组件的一侧均设有摄像头。
7.优选的，所述第一框架、第二框架和第三框架结构相同，且第一框架、第二框架和第三框架呈等边三角形分布结构。
8.优选的，所述第一框架和第二框架之间固定套设有第一套筒，所述第二框架远离第一套筒的一侧固定套设有第二套筒，所述第三框架靠近第二框架的一侧转动卡接在第二
套筒中；
9.所述第一套筒的顶端固定安装有把手。
10.优选的，所述固定组件包括固定套框和连接框，所述固定套框固定套接在第三框架远离第二框架的一侧，所述连接框固定套接在第一框架的底部，所述固定套框远离第三框架的一侧开设有和第一框架配合使用的卡槽，所述第一框架远离连接框的一侧活动卡接在卡槽中，所述固定套框和连接框相互接触，且固定套框和连接框之间通过螺栓螺纹安装。
11.优选的，所述紧固组件包括紧固外筒和伸缩柱，所述紧固外筒分别固定安装在第一框架、第二框架和第三框架的相对侧中部，所述紧固外筒远离第三框架的一端固定卡设有第一限位环，所述伸缩柱活动穿过第一限位环并固定安装有第一限位盘，所述第一限位盘滑动卡接在紧固外筒中，所述第一限位盘和紧固外筒内壁之间固定安装有第一弹簧，所述伸缩柱远离第一限位盘的一侧固定安装有底座，所述底座远离伸缩柱的一侧转动卡设有滚珠。
12.优选的，所述双驱机构包括u型架、第一支撑杆和第二支撑杆，所述u型架固定安装在第一套筒的底端，所述第一支撑杆转动安装在其中一个第一套筒的侧端，所述第二支撑杆转动安装在另一个第一套筒的侧端，所述第一支撑杆和第二支撑杆呈对称分布结构，所述u型架的中部固定套设有连接架，所述连接架远离u型架的一侧固定卡设有双向伸缩杆，所述双向伸缩杆的驱动端均固定安装有滑块，所述滑块滑动套接在u型架的外侧，所述滑块远离u型架的一端均一体成型有凸块，两个所述凸块的相背端均转动安装有驱动杆，所述驱动杆远离凸块的一侧分别和对应的第一支撑杆和第二支撑杆下端转动安装，所述第二支撑杆远离第一套筒的一端转动安装有辅杆，所述第二支撑杆远离驱动杆的一侧和辅杆之间设有缓冲组件；
13.所述缓冲组件包括缓冲外筒和缓冲柱，所述缓冲外筒转动安装在辅杆上，所述缓冲柱转动安装在第二支撑杆远离驱动杆的一侧，所述缓冲外筒远离辅杆的一端固定卡设有第二限位环，所述缓冲柱远离第二支撑杆的一侧活动穿过第二限位环并固定安装有第二限位盘，所述第二限位盘滑动卡接在缓冲外筒中，所述第二限位盘和缓冲外筒内壁之间固定安装有第二弹簧。
14.优选的，所述双驱机构、第二套筒的连接方式和双驱机构、第一套筒的连接方式相同，所述双驱机构、固定套框的连接方式和双驱机构、第一套筒的连接方式相同。
15.优选的，所述电动行轮固定安装在第一支撑杆远离第一套筒的一端，所述探伤仪固定安装在第一支撑杆靠近电动行轮的一侧。
16.优选的，所述清洁组件包括异形杆，所述异形杆固定安装在辅杆远离第二支撑杆的一端，所述异形杆远离第二支撑杆的一侧固定安装有弧形框，所述弧形框远离异形杆的一侧固定安装有清洁带；
17.所述摄像头固定安装在第二支撑杆靠近清洁组件的一侧。
18.一种斜拉索的检测机器人的使用方法，包括如下步骤：
19.步骤一、检测机器人的定位安装
20.手持把手并将第三框架打开，随后，将整个机器人置于斜拉索外侧，可将第一框架、第二框架上上部的四个紧固组件放置在斜拉索的外侧，使两侧滚珠和斜拉索的外壁接触，进行整个机器人的卡位预备放置，随后，转动第三框架，将第三框架通过固定组件固定
在第一框架的底部，此时，第三框架上底部的两个滚珠和斜拉索的外壁接触，且多个伸缩柱会收缩进紧固外筒中通过第一限位盘挤压对应的第一弹簧，第一弹簧反张力顶住对应的伸缩柱，使多个滚珠紧密和斜拉索的外壁接触，从而使检测机器人通过多个紧固组件对斜拉索进行快速定位安装；
21.步骤二、检测机器人上电动行轮、探伤仪的位置调节
22.通过开启双向伸缩杆进行双向收缩，带动两侧滑块在u型架的外侧同步相向滑动，并通过驱动杆的拉动，带动两侧的第一支撑杆和第二支撑杆相向聚拢，直至三个电动行轮和斜拉索的外壁紧密接触，三个探伤仪靠近斜拉索；
23.步骤三、检测机器人上清洁组件、摄像头的位置同步调节
24.第一支撑杆、第二支撑杆同步相向聚拢直至三个电动行轮和斜拉索的外壁紧密接触前，三个清洁带已经和斜拉索的外壁接触，当第一支撑杆继续相向聚拢，使三个电动行轮和斜拉索的外壁紧密接触时，第二支撑杆可继续同步相向聚拢，且辅杆发生转动，使缓冲柱收缩进缓冲外筒中并挤压对应的第二弹簧，通过第二弹簧的反向张力，持续抵住辅杆，从而可使在清洁带和斜拉索外壁接触后，弧形框发生弯折，从而使清洁带和斜拉索的外壁进行有效接触；
25.步骤四、检测机器人对斜拉索的移动式逐段检测
26.通过驱动电动行轮，带动检测机器人在斜拉索的外壁进行移动，多个滚珠进行移动，清洁带同步移动对斜拉索的外壁进行首先清洁，防止斜拉索外壁杂质影响电动行轮的转动，以及防止影响摄像头对斜拉索的外壁进行清晰摄像，从而通过探伤仪和摄像头对斜拉索进行移动式逐段检测，有效提升了斜拉索的检测效率。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1.本发明，通过设置第一框架、第二框架和第三框架并配合使用固定组件和紧固组件，使检测机器人通过多个紧固组件对斜拉索进行快速安装，有效提升了后续斜拉索检测的效率。
29.2.通过设置双驱机构，同步灵活调节电动行轮、探伤仪和清洁组件、摄像头的位置，使三个电动行轮和斜拉索的外壁紧密接触，以便后续通过驱动电动行轮，进行检测机器人在斜拉索的外壁进行移动，从而通过探伤仪和摄像头对斜拉索进行移动式逐段检测，有效提升了斜拉索的检测效率。
30.3.通过设置清洁组件，检测机器人在斜拉索的外壁进行移动时，清洁带同步移动对斜拉索的外壁进行首先清洁，防止斜拉索外壁杂质影响电动行轮的转动，以及防止影响摄像头对斜拉索的外壁进行清晰摄像，从而提升了整个机器人的使用效果和检测效果。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明结构示意图。
33.图2为本发明的另一状态结构示意图。
34.图3为本发明中固定组件和紧固组件的结构示意图。
35.图4为本发明图3中a处的放大图。
36.图5为本发明图3中b处的放大图。
37.图6为本发明中双驱机构和清洁组件的结构示意图。
38.图7为本发明图6中c处的放大图。
39.图8为本发明图6中d处的放大图。
40.图中：1、第一框架；2、第二框架；3、第三框架；4、固定组件；5、紧固组件；6、双驱机构；7、电动行轮；8、探伤仪；9、清洁组件；10、摄像头；11、把手；12、第一套筒；13、第二套筒；41、固定套框；411、卡槽；42、连接框；51、紧固外筒；511、第一限位环；52、伸缩柱；521、第一限位盘；53、第一弹簧；54、底座；55、滚珠；61、u型架；62、第一支撑杆；63、第二支撑杆；631、辅杆；64、双向伸缩杆；641、连接架；65、滑块；651、凸块；652、驱动杆；66、缓冲组件；661、缓冲外筒；662、缓冲柱；663、第二限位环；664、第二限位盘；665、第二弹簧；91、异形杆；92、弧形框；93、清洁带。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例：如图1-图8所示，本发明提供一种技术方案：一种斜拉索的检测机器人，包括第一框架1，所述第一框架1的顶部设有第二框架2，所述第二框架2的底部设有第三框架3，其中，第一框架1、第二框架2和第三框架3结构相同，且第一框架1、第二框架2和第三框架3呈等边三角形分布结构；
43.所述第三框架3远离第二框架2的一侧和第一框架1之间设有两个固定组件4，所述第一框架1、第二框架2和第三框架3的相对侧中部均固定安装有对称分布的两个紧固组件5，所述第一框架1和第二框架2之间、第二框架2和第三框架3之间、第三框架3和第一框架1之间均设有双驱机构6，三个所述双驱机构6呈环形阵列分布，所述双驱机构6的一端均固定安装有电动行轮7，所述双驱机构6靠近电动行轮7的一侧均设有探伤仪8，通过使用探伤仪8可对斜拉索内部进行探伤检测，所述双驱机构6远离电动行轮7的一端均固定安装有清洁组件9，所述双驱机构6靠近清洁组件9的一侧均设有摄像头10，通过使用摄像头10可近距离对斜拉索的外表面进行摄像，并通过无线传输图像技术将图像传至电脑端进行观察检测。
44.所述第一框架1和第二框架2之间固定套设有两个第一套筒12，所述第二框架2远离第一套筒12的一侧固定套设有两个第二套筒13，所述第三框架3靠近第二框架2的一侧转动卡接在第二套筒13中，第三框架3可实现在第二框架2的一侧进行转动打开，以便后续将整个检测机器人放置在斜拉索的外侧并进行卡固，从而方便后续对斜拉索进行移动式检测；所述第一套筒12的顶端固定安装有把手11，通过设置把手11方便进行整个检测机器人的拿取和移动。
45.所述固定组件4包括固定套框41和连接框42，所述固定套框41固定套接在第三框架3远离第二框架2的一侧，所述连接框42固定套接在第一框架1的底部，所述固定套框41远
离第三框架3的一侧开设有和第一框架1配合使用的卡槽411，所述第一框架1远离连接框42的一侧活动卡接在卡槽411中，所述固定套框41和连接框42相互接触，且固定套框41和连接框42之间通过螺栓螺纹安装，实现第三框架3和第一框架1之间的螺栓固定，从而提高整个机器人的稳定性，且方便通过螺拧螺栓进行第三框架3和第一框架1之间拆卸，以便第三框架3的转动打开。
46.所述紧固组件5包括紧固外筒51和伸缩柱52，所述紧固组件5均通过紧固外筒51分别固定安装在第一框架1、第二框架2和第三框架3的相对侧中部，使三个紧固组件5呈环形阵列的分布状态，所述紧固外筒51远离第一框架1、第二框架2或是第三框架3的一端均固定卡设有第一限位环511，所述伸缩柱52活动穿过对应的第一限位环511并固定安装有第一限位盘521，所述第一限位盘521滑动卡接在紧固外筒51中，通过设置第一限位环511对第一限位盘521进行限位，防止伸缩柱52脱离紧固外筒51，所述第一限位盘521和紧固外筒51内壁之间固定安装有第一弹簧53，所述伸缩柱52远离第一限位盘521的一侧固定安装有底座54，所述底座54远离伸缩柱52的一侧转动卡设有滚珠55，滚珠55可实现在底座54中进行滚动，使用时，可将第一框架1、第二框架2上上部的四个紧固组件5放置在斜拉索的外侧，使两侧滚珠55和斜拉索的外壁接触，进行整个机器人的卡位预备放置，方便后续机器人和斜拉索的安装，此时，在转动第三框架3，将第三框架3通过固定组件4固定在第一框架1的底部，此时，第三框架3上底部的两个滚珠55和斜拉索的外壁接触，且多个伸缩柱52会收缩进紧固外筒51中通过第一限位盘521挤压对应的第一弹簧53，第一弹簧53反张力顶住对应的伸缩柱52，使多个滚珠55紧密和斜拉索的外壁接触，从而使检测机器人通过多个紧固组件5对斜拉索进行快速安装，有效提升了后续斜拉索检测的效率。
47.所述双驱机构6包括u型架61、第一支撑杆62和第二支撑杆63，所述u型架61固定安装在两个第一套筒12的底端，所述第一支撑杆62转动安装在其中一个第一套筒12的侧端，所述第二支撑杆63转动安装在另一个第一套筒12的侧端，所述第一支撑杆62和第二支撑杆63呈对称分布结构，所述u型架61的中部固定套设有连接架641，所述连接架641远离u型架61的一侧固定卡设有双向伸缩杆64，所述双向伸缩杆64的驱动端均固定安装有滑块65，所述滑块65滑动套接在u型架61的外侧，所述滑块65远离u型架61的一端均一体成型有凸块651，两个所述凸块651的相背端均转动安装有驱动杆652，所述驱动杆652远离凸块651的一侧分别和对应的第一支撑杆62和第二支撑杆63相对侧下端转动安装；所述电动行轮7固定安装在第一支撑杆62远离第一套筒12的一端，所述探伤仪8固定安装在第一支撑杆62靠近电动行轮7的一侧，整个检测机器人和斜拉索安装完毕后，需要调节多个电动行轮7、探伤仪8和清洁组件9、摄像头10的位置，此时，通过开启双向伸缩杆64进行双向收缩，带动两侧滑块65在u型架61的外侧同步相向滑动，并通过驱动杆652的拉动，带动两侧的第一支撑杆62和第二支撑杆63相向聚拢，直至三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触，三个探伤仪8靠近斜拉索，以便后续通过驱动电动行轮7，进行检测机器人在斜拉索的外壁进行移动，从而对斜拉索进行移动式逐段检测，有效提升了斜拉索的检测效率；
48.所述第二支撑杆63远离第一套筒12的一端转动安装有辅杆631，辅杆631可实现在第二支撑杆63的端部进行转动，所述第二支撑杆63远离驱动杆652的一侧和辅杆631之间设有缓冲组件66；
49.所述缓冲组件66包括缓冲外筒661和缓冲柱662，所述缓冲外筒661转动安装在辅
杆631上，所述缓冲柱662转动安装在第二支撑杆63远离驱动杆652的一侧，所述缓冲外筒661远离辅杆631的一端固定卡设有第二限位环663，所述缓冲柱662远离第二支撑杆63的一侧活动穿过第二限位环663并固定安装有第二限位盘664，所述第二限位盘664滑动卡接在缓冲外筒661中，通过设置第二限位环663可对第二限位盘664进行限位，防止缓冲柱662脱离缓冲外筒661，所述第二限位盘664和缓冲外筒661内壁之间固定安装有第二弹簧665。
50.所述清洁组件9包括异形杆91，所述异形杆91固定安装在辅杆631远离第二支撑杆63的一端，所述异形杆91远离第二支撑杆63的一侧固定安装有弧形框92，所述弧形框92远离异形杆91的一侧固定安装有清洁带93，其中，弧形框92具有一定的外扩弯折效果，便于后续清洁组件9位置调节时弧形框92发生弯折，使清洁带93和斜拉索的外壁进行有效接触；所述摄像头10固定安装在第二支撑杆63靠近清洁组件9的一侧；
51.第一支撑杆62、第二支撑杆63同步相向聚拢直至三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触前，三个清洁带93已经和斜拉索的外壁接触，当第一支撑杆62继续相向聚拢，使三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触时，第二支撑杆63可继续同步相向聚拢，且辅杆631发生转动，使缓冲柱662收缩进缓冲外筒661中并挤压对应的第二弹簧665，通过第二弹簧665的反向张力，持续抵住辅杆631，从而可使在清洁带93和斜拉索外壁接触后，弧形框92发生弯折，从而使清洁带93和斜拉索的外壁进行有效接触，进而便于后续移动整个检测机器人时，通过清洁带93对斜拉索的外壁进行清洁，从而防止斜拉索外壁杂质影响电动行轮7的转动，以及防止影响摄像头10对斜拉索的外壁进行清晰摄像，从而提升了整个机器人的使用效果和检测效果。
52.所述双驱机构6、第二套筒13的连接方式和双驱机构6、第一套筒12的连接方式相同，所述双驱机构6、固定套框41的连接方式和双驱机构6、第一套筒12的连接方式相同。
53.一种斜拉索的检测机器人的使用方法，包括如下步骤：
54.步骤一、检测机器人的定位安装
55.手持把手11并将第三框架3打开，随后，将整个机器人置于斜拉索外侧，可将第一框架1、第二框架2上上部的四个紧固组件5放置在斜拉索的外侧，使两侧滚珠55和斜拉索的外壁接触，进行整个机器人的卡位预备放置，随后，转动第三框架3，将第三框架3通过固定组件4固定在第一框架1的底部，此时，第三框架3上底部的两个滚珠55和斜拉索的外壁接触，且多个伸缩柱52会收缩进紧固外筒51中通过第一限位盘521挤压对应的第一弹簧53，第一弹簧53反张力顶住对应的伸缩柱52，使多个滚珠55紧密和斜拉索的外壁接触，从而使检测机器人通过多个紧固组件5对斜拉索进行快速定位安装；
56.步骤二、检测机器人上电动行轮7、探伤仪8的位置调节
57.通过开启双向伸缩杆64进行双向收缩，带动两侧滑块65在u型架61的外侧同步相向滑动，并通过驱动杆652的拉动，带动两侧的第一支撑杆62和第二支撑杆63相向聚拢，直至三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触，三个探伤仪8靠近斜拉索；
58.步骤三、检测机器人上清洁组件9、摄像头10的位置同步调节
59.第一支撑杆62、第二支撑杆63同步相向聚拢直至三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触前，三个清洁带93已经和斜拉索的外壁接触，当第一支撑杆62继续相向聚拢，使三个电动行轮7和斜拉索的外壁紧密接触时，第二支撑杆63可继续同步相向聚拢，且辅杆631发生转动，使缓冲柱662收缩进缓冲外筒661中并挤压对应的第二弹簧665，通过第二弹簧
665的反向张力，持续抵住辅杆631，从而可使在清洁带93和斜拉索外壁接触后，弧形框92发生弯折，从而使清洁带93和斜拉索的外壁进行有效接触；
60.步骤四、检测机器人对斜拉索的移动式逐段检测
61.通过驱动电动行轮7，带动检测机器人在斜拉索的外壁进行移动，多个滚珠55进行移动，清洁带93同步移动对斜拉索的外壁进行首先清洁，防止斜拉索外壁杂质影响电动行轮7的转动，以及防止影响摄像头10对斜拉索的外壁进行清晰摄像，从而通过探伤仪8和摄像头10对斜拉索进行移动式逐段检测，有效提升了斜拉索的检测效率。
62.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。