一种主缆检测机器人

技术领域

本申请实施例涉及检测设备领域，尤其涉及一种主缆检测机器人。

背景技术

随着社会的不断发展进步，大跨度桥梁被不断的兴建，其中悬索桥由于其建造灵活、外形美观、适应性强且通航性好成为大跨度桥梁的优选方案。悬索桥，又名吊桥(suspension bridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸 (或桥两端)的主缆作为上部结构主要承重构件的桥梁。其主缆几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。在主缆上设置多跟吊杆用于连接主梁和桥面，进而使得桥面所受的重力由主缆承担，使得桥面与主缆形成组合体系，分担桥梁受力保证桥梁的安全。

对于悬索桥而言，主缆是悬索桥的主要承载构建，常年受风、雨、冰冻、温度及湿度的变化等自然因素作用会对主缆造成一定的侵蚀，为保证桥梁安全运行，应定期对主缆进行检测维护。

现有的对悬索桥主缆的检测方式主要是，检测机器人在主缆上移动并对主缆进行检测。然而，现有的检测机器人设备无法跨越主缆上所存在的索夹和横撑等附属设施，适用性较低。

发明内容

本申请实施例第一方面提供了一种主缆检测机器人，其特征在于，包括：机架、侧向支撑轮组和检测组件，其中：

所述机架用于承载所述检测组件与所述侧向支撑轮组；

所述侧向支撑轮组包括左侧向轮组组件与右侧向轮组组件，所述左侧向轮组组件与右侧向轮组组件分别设置于所述机架两侧，所述左侧向轮组组件与所述右侧向轮组组件与主缆的两侧栏杆绳支撑配合，以使所述侧向支撑轮组可带动所述主缆检测机器人沿着所述栏杆绳进行移动；

所述检测组件设置于所述机架，用于对所述主缆进行检测。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述主缆检测机器人还包括行星越障轮组；

所述行星越障轮组设置于所述机架下侧，用于与所述主缆配合为沿着所述栏杆绳移动的主缆检测机器人提供向上的支撑力；

所述行星越障轮组包括主轴及与主轴为中心均匀设置的多个行星轮，所述多个行星轮以所述主轴为旋转中心转动，所述行星轮以所述行星轮的中心轴为旋转中心转动。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述主缆检测机器人还包括摆臂组件，所述行星越障轮组通过所述摆臂组件与所述机架连接。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述摆臂组件还包括卷簧，所述卷簧用于为所述摆臂组件提供内收的作用力，以加强所述行星越障轮组与所述主缆之间的接触。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述主缆检测机器人还包括安全机构；

所述安全机构设置于所述左侧向轮组组件与所述右侧向轮组组件上方，当所述左侧轮组组件或所述右侧轮组组件脱离所述栏杆绳时，所述安全组件可悬挂于所述栏杆绳上。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述安全组件为花型挡板。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，位于所述机架同一侧的前后两个相邻的侧向支撑轮组之间的距离大于栏杆绳固定板的长度。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述主缆检测机器人还包括控制器；

所述控制器用于接收控制终端发射的控制指令，并依据所述控制指令控制所述主缆检测机器人沿着所述栏杆绳进行移动和/或控制所述检测组件对所述主缆进行检测。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述主缆检测机器人包括动力组件，所述动力组件用于为所述主缆检测机器人提供动力。

基于本申请实施例第一方面所提供的主缆检测机器人，可选的，所述检测组件为相机阵列传感器。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本方案提供了一种主缆检测机器人，包括：机架、侧向支撑轮组和检测组件，检测机器人通过两侧对应设置的侧向支撑轮组与栏杆绳配合，使得侧向支撑轮组可沿栏杆绳移动进而带动检测机器人移动，避免了在主缆表面所存在的索夹和横撑对检测机器人的检测过程造成影响，提高了主缆检测机器人的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请主缆检测机器人使用环境的一个示意图；

图2为本申请主缆检测机器人实施例的一个结构示意图；

图3为本申请主缆检测机器人使用情况的一个示意图；

图4为本申请主缆检测机器人行星越障轮组的一个结构示意图；

图5为本申请主缆检测机器人实施例的另一个结构示意图。

图6为本申请主缆检测机器人使用情况的另一个示意图；

图7为本申请主缆检测机器人实施例的另一个结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种主缆检测机器人，用于对悬索桥的大直径主缆进行检测本方案提供的主缆检测机器人包括：机架、侧向支撑轮组和检测组件，检测机器人通过两侧对应设置的侧向支撑轮组与栏杆绳配合，使得侧向支撑轮组可沿栏杆绳移动进而带动检测机器人移动，避免了在主缆表面所存在的索夹和横撑对检测机器人的检测过程造成影响，提高了主缆检测机器人的适用性。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

请参阅图1，图1为悬索桥主缆的一个场景示意图，为保证对悬索桥主缆的维护工作在主缆100上设置有横撑101、螺栓102、索夹103、立柱104以及栏杆绳105等设置，以便于主缆发挥效用，其中索夹103下部连接吊索，吊索与悬索桥的桥面相连接，进而完成主缆的承重作用，索夹103通过螺栓 102保持与主缆100的固定连接，立柱104与索夹103之间通过固定机构连接，且在主缆两侧分别设置有立柱，左右立柱之间通过横撑101保证相互位置不变，立柱104用于固定最上方的扶手绳以及下侧的栏杆绳105，以使得检测人员在主缆上行走对主缆进行检测是可通过扶手绳及栏杆绳保证自身安全。

请参阅图2，本申请所提供的主缆检测机器人的一个实施例包括：机架 201、侧向支撑轮组202和检测组件203，其中：

所述机架201用于承载所述检测组件202与所述侧向支撑轮组203。机架 201主要起支撑作用，由于本方案所提供的主缆检测机器人以栏杆绳为轨道运行工作，因此机架201应尽量选用轻质材料，同时机架201还需保证检测组件202与侧向支撑轮组203的稳定连接，因此材料应具有一定的硬度以保证主缆检测机器人的承载能力，可选用镂空钢结构等形式组成机架201，具体可依据实际情况对机架201的材质及形式进行调整，此处不做限定。

所述侧向支撑轮组202包括左侧向轮组组件与右侧向轮组组件，所述左侧向轮组组件与右侧向轮组组件分别对应设置于所述机架两侧，所述左侧向轮组组件与所述右侧向轮组组件与主缆的两侧栏杆绳支撑配合，以使所述侧向支撑轮组可带动所述主缆检测机器人沿着所述栏杆绳进行移动；由于栏杆绳需要用过栏杆绳固定板与立柱连接，因此侧向轮可设置为横向的，栏杆绳卡在侧向轮中间的凹槽内，进而使得栏杆绳可为主缆检测机器人提供足够的支撑力。为保证主缆检测机器人的稳定运行，可布置多组侧向支撑轮组202，如图2中共布置了4组侧向支撑轮组，以分散侧向支撑轮受力，保证主缆检测机器人的安全性，在本方案实际实施过程中侧向支撑轮组202可由如发电机等动力组件提供动力，具体此处不做限定。

所述检测组件203设置于所述机架，用于对所述主缆进行检测。监测组件的类型可依据对主缆的检测指标进行调整，如检测主缆表面的数据则检测组件203可为相机阵列传感器，拍摄主缆表面的数据，可以理解的是检测组件203也可为超声传感器等其他类型的传感器，具体此处不做限定。

本方案所提供的主缆检测机器人的实际运行过程可参照图3。侧向支撑轮组与栏杆绳相互配合，主缆检测机器人以栏杆绳为轨道可前后移动，进而使得检测组件203可对主缆的不同位置进行检测，进而完成对主缆整体的检测过程。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：主缆检测机器人通过两侧对应设置的侧向支撑轮组与栏杆绳配合，使得侧向支撑轮组可沿栏杆绳移动进而带动检测机器人移动，避免了在主缆表面所存在的索夹和横撑对检测机器人的检测过程造成影响，提高了主缆检测机器人的适用性。

基于上述图2所提供的实施例，进一步地，本方案所提供的主缆检测机器人还可包括行星越障轮组，具体可参照图4，行星越障轮组设置于机架下侧，用于与主缆配合为沿着所述栏杆绳移动的主缆检测机器人提供向上的支撑力。

行星越障轮组包括主轴及与主轴为中心均匀设置的多个行星轮，具体的如图4所示，行星越障轮组包括四个行星轮401、各个行星轮中间设置有行星轮的中心轴402、各个行星轮的中心轴通过轮组挡板403连接，轮组挡板与主轴404连接，各个行星轮可以主轴为旋转中心转动，同时行星轮也可以行星轮的中心轴为旋转中心转动。行星越障轮组设置在机架下侧与主缆接触以便为主缆检测机器人提供向上的支撑力，主缆检测机器人在主缆上正常行驶时，与主缆接触的行星轮只以行星轮的中心轴为旋转中心转动，并不发生以主轴为旋转中心的公转。当主缆检测机器人受到如横撑等结构的阻碍时，行星轮无法自转则发生以主轴为旋转中心的公转，通过各个行星轮之间的间隙越过阻碍，进而使得其他行星轮接触主缆保证主缆检测机器人的顺利运行。值得注意的是，为降低主缆检测机器人的重量行星轮401及主轴404都可采用空心结构，进而降低主缆检测机器人自身的重量，提高主缆检测机器人的稳定性及负载能力，提高本方案的可实施性。同时行星轮的数量可依据实际情况进行调整此处不做限定。

可以理解的是，为保证行星越障轮组与机架的连接主缆检测机器人可还包括摆臂组件，具体请参照图5，行星越障轮组与机架之间通过摆臂组件501 连接，摆臂组件与机架的连接部分存在一定的旋转自由度，在摆臂组件与机架的连接部分可设置卷簧，卷簧用于为所述摆臂组件提供内收的作用力，以加强所述行星越障轮组与所述主缆之间的接触，值得注意的是，在本方案实际实施过程中卷簧也可为其他类型的预紧机构，以便提供使行星越障轮组紧贴主缆的力，进而保证行星越障轮组发挥作用。可以理解的是，在摆臂组件与机架的连接部分存在一定的旋转自由度的情况下，当主缆检测机器人存在相应的动力组件及控制组件的情况下，也可通过控制指令控制摆臂组件相对机架旋转抬起并向前运行，进而跨越主缆表面所存在的障碍物，具体可依据实际情况而定，此处不做限定。包括行星越障轮组的主缆检测机器人的运行示意图可参照图6。值得注意的是，当主缆检测机器人存在行星越障轮组组件时，为降低主缆检测机器人的重量，侧向支撑轮组应选用距离主缆最近的栏杆绳作为运行轨道，进而降低机架与主缆之间的距离，减少行星越障轮组与机架之间的摆臂组件的用料，降低主缆检测机器人本身的重量，提高主缆检测机器人的负载能力与稳定性。

基于上述图2所提供的实施例，进一步地，为保证主缆检测机器人在栏杆绳上的安全运行，所述主缆检测机器人可还包括安全机构；

所述安全机构设置于所述左侧轮组组件与所述右侧轮组组件上方，当所述左侧向轮组组件或所述右侧向轮组组件脱离所述栏杆绳时，所述安全组件可悬挂于所述栏杆绳上。具体的请参照图7，安全组件701可为花型挡板，分别设置于两侧的花型挡板最远端之间的距离大于两侧轮组最远端之间的距离，因此当栏杆绳从侧向轮脱出时，花型挡板可挂住栏杆绳保证缆检测机器人不会掉落。花型挡板可沿中心轴旋转进而避免与立柱之间发生碰撞。通过安全机构避免了高空风载使得主缆检测机器人与栏杆绳之间发生相对位移时主缆检测机器人高空掉落的安全事故发生。可以理解的是，为保证花型挡板部分实现相应功能，花型挡板也可与卷簧连接，当花型挡板发生旋转后，卷簧可向花型挡板施力使其恢复原有状态，进而保证花型处于使用状态，提高主缆检测机器人的安全性。

进一步的，为保证主缆检测机器人通过立柱上用于固定栏杆绳的栏杆绳固定板时的稳定性，主缆检测机器人上所设置的多组侧向支撑轮组之间的距离应大于栏杆绳固定板的长度，即位于所述机架同一侧的前后两个相邻的侧向支撑轮组之间的距离大于栏杆绳固定板的长度。通过此种方式使得在同一时刻运行于同一栏杆绳固定板上的侧向支撑轮不超过一个，进而减小栏杆绳固定板对侧向支撑轮组与栏杆绳之间相对位置的影响。同时为保证侧向支撑轮组与栏杆绳之间的接触关系稳定，侧向支撑轮组可通过弹簧和直线轴承与机架连接，通过弹簧的预紧力使得侧向支撑轮组向外侧伸展，进而保证侧向支撑轮组与栏杆绳之间的接触关系稳定，进而提供足够的摩擦力保证主缆检测机器人可相对栏杆绳移动。可以理解的是上述包括安全机构的主缆检测机器人结构与行星越障轮组结构之间不存在冲突，因此在实际实施时主缆检测机器人可既包括行星越障轮组又包括安全机构进而提高本方案的适用性。

基于上述图2所提供的实施例，进一步地，为保证主缆检测机器人的控制性能所述主缆检测机器人可还包括控制器及动力组件；

控制器用于接收控制终端发射的控制指令，并依据所述控制指令控制所述主缆检测机器人沿着所述栏杆绳进行移动和/或控制所述检测组件对所述主缆进行检测。一方面控制器执行对主缆检测机器人的运动控制，即控制主缆检测机器人沿栏杆绳轨道向前或向后运动以及停止，在这一方面控制器所执行的工作与当前机器人设备上所设置的控制器组件类似，可接受控制终端发射的控制指令并依据控制指令对主缆检测机器人的运行进行控制，另一方面控制器可控制检测组件(相机阵列传感器)的打开与关闭以便对主缆的特定部位进行检测。可以理解的是，控制器可单独具有某一方面的功能也可同时具有两方面的功能，具体可依据实际情况而定，具体此处不做赘述。

动力组件用于为所述主缆检测机器人提供动力。可以理解的是，动力组件可用于为侧向支撑轮组提供旋转动力，对于存在行星越障轮组的情况(如图5所对应的实施例)动力组件也可为行星越障轮组提供动力，同时动力组件也可替代上述摆臂组件及花型挡板部分所存在的卷簧，提供相应出力，具体结构可依据实际情况而定，此处不做限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。