(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210337913.7 (22)申请日 2022.04.01 (71)申请人 四川长瑞土 木工程检测有限公司 地址 610000 四川省成 都市温江区科林西 路618号华银工业港 5区6号 申请人 四川兴瑞成机 械设备有限公司 　 成都科劲自动化设备有限公司 (72)发明人 杨杰　邓亚　李秀春　刘建华　 刘锌　唐宝钊　罗军　钟志霞　 刘筱霞　屈普　 (51)Int.Cl. E01D 19/10(2006.01) E01D 19/16(2006.01) B62D 57/024(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/232(2006.01)H04N 5/247(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) H04W 4/38(2018.01) (54)发明名称 用于桥梁拉索外观和索力检测的轻型高强 智能检测机 器人 (57)摘要 本发明公开了一种用于桥梁拉索外观和索 力检测的轻型高强智能检测机器人， 包括主框 架、 爬行机构、 摄像头、 端部感应传感器、 索力传 感器机构； 设置索力传感器机构， 可以精确的控 制索力传感器和拉索紧密贴合， 实现对桥梁拉索 索力精准采集。 爬索机器人设备和控制系统间采 用无线通信， 实现远程控制， 通过摄像头拍摄桥 梁拉索外观病害， 通过距离编码器采集爬索机器 人距离， 距离在图像中及时更新， 实现病害缺陷 直观展现， 也便于检测结束后， 检测人员通过视 频影像资料， 对病害外观论证及时修复处理。 基 于爬索机器人设备具有检测效率高、 检测参数 多、 可靠性强、 能耗低、 使用和维护成本低等特 点， 可适应国内各种斜拉桥、 缆索桥、 拱桥索杆外 观及索力检测。 权利要求书1页 说明书4页 附图8页 CN 114525733 A 2022.05.24 CN 114525733 A 1.一种用于桥梁拉索外观和索力检测的轻型高强智能检测机器人， 其特征在于： 包括 主框架、 爬行机构、 摄 像头、 端部感应传感器、 索力传感器机构； 所述爬行机构， 包括主动 轮、 从动轮、 驱动装置， 所述驱动装置与主动轮传动连接， 所述 主动轮、 从动轮均 与主框架内设置的轮座 转动连接； 所述主框架前端安装有 多个摄像头和端部感应传感器； 所述索力传感器机构， 包括滑台、 索力传感器、 螺杆， 所述滑台安装于主框架， 滑台上固 定有滑块槽， 所述滑块槽内放置有滑 块， 所述滑 块槽侧面安装有步进电机， 所述步进电机连 接螺杆一端， 螺杆穿过滑块槽侧面且穿过滑块的螺纹孔， 螺纹孔与螺杆匹配； 所述滑块上固 定有安装支架， 所述安装支架上安装有多个滑轴， 滑轴一端穿过安装支架上 的孔且端部设 有螺帽， 滑轴另一端与索力 传感器固定连接， 所述滑轴上套有弹簧， 所述滑块槽侧面固定有 两个物体感知传感器； 所述主框架上安装有距离编码器， 距离编码器与其中一个从动轮的 转轴连接； 所述摄像头、 端部感应传感器、 索力传感器、 步进电机、 距离编码器均与主控制器电连 接， 所述主控制器连接有第一网桥， 通过第一网桥与地 面接收操控平台建立连接 。 2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 驱动装置包括步进电机、 与步进电机连接的减速机， 所述减速机输出轴通 过皮带与主动轮传动连接 。 3.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 所述主框架， 包括中框、 左框、 右框， 中框的左右两边分别与左框、 右框铰 接； 左框、 右框通过紧绳器可调节式连接 。 4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 所述主框架侧面安装有第一网桥盒子、 主电控盒子、 电器附件盒子、 电池 箱。 5.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 所述主框架上面 安装有把手。 6.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 还包括有机器人收放线机构， 所述机器人收放线机构包括收放线盘、 固定 座， 所述固定座侧面转动安装有收放线盘， 所述收放线盘缠绕有拉绳， 拉绳一端连接主框 架， 固定座上安装有第二网桥， 第二网桥连接有用于供电的移动电源； 所述第一网桥、 第二 网桥、 地面接收操控平台之间无线连接 。 7.根据权利要求1所述的一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻型高强智能检测机器 人， 其特征在于： 所述主框架采用高强压铸合金铝材， 铝材中添加有Si元素、 Cu元素、 Mg元 素。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114525733 A 2用于桥梁拉索 外观和索力检测的轻型高强智能检测机 器人 技术领域 [0001]本发明涉及 桥梁拉索 检测技术领域， 更具体地说是一种用于桥梁拉索外观和索力 检测的轻 型高强智能检测机器人。 背景技术 [0002]随着世界桥梁工程技术的快速发展， 桥梁跨度也不断增大， 也由此增大桥梁索力 检测难度大要求高， 拉索表面保护层的破损病害检测距离增大。 研发爬索机器人主要任务 是携带检测设备沿垂 直拉索、 斜拉索， 在拉索光直、 凹、 凸坑不平拉索表面爬升， 完成拉索外 观和拉索索力检测工作。 桥梁拉索是拉索桥中最重要的构件， 直接承担着桥梁荷载， 并控制 着整个桥面系的内力分布和线 型。 通常拉索在 锚固区的高度应力集中、 腐蚀、 疲劳及风雨作 用下容易引起振动， 导致拉索桥索力的改变， 索力是拉索桥健康状态评估的重要指标。 因 此， 对拉索桥的拉索进行索力检测 和状态评估至关重要。 [0003]现有的索力检测中主 要由以下不足： 1. 索力传感器检测索力时， 需要和拉索紧贴才能实现精确测量， 贴的越紧越准 确， 常规桥梁索力检测是在索杆上绑定传感器， 由于不同试验人员对传感器的绑定松弛不 一， 也会造成传感器采集数据时存在偏差。 而一些检测机器人的索力传感器都是和机器人 的框架固定的， 但是不同桥梁的拉索直径不同， 导致索力 传感器与拉索距离不一， 甚至距离 较远， 难以实现对索力的精准测量； 且为了爬行， 索力传感器和拉索并无法紧贴， 因为贴紧 了爬行阻力大， 且 会损坏索力传感器。 [0004]2. 常规桥梁索力测试点较高， 检测人员通过收缩楼梯很难达到索力测试点， 达不 到测试高度， 常规的索力试验检测数据会有误差。 索力测试点较高。 常规中试验 人员攀爬太 高， 人员实验中存在较大安全隐患。 [0005]3.现有爬索机器人无智能避障功能， 传统方案通过视频画面或是人远距离观察障 碍物； 当机器人遇障碍物或爬索机器人运行到拉索顶端时， 人员判断易存在误判， 或是判断 滞后， 无法及时准确的观察爬索机器人前方障碍， 机器人遇障碍物还继续运行， 可能会造成 爬索机器人与障碍物相撞或机器人卡轮导 致设备掉 落隐患。 [0006]4.现有爬索 机器人如在高空拉索 检测中遇故障、 设备运行报警、 电路突然断电、 元 器件故障等； 爬索机器人在此时机械动力将会突然中断， 会导致爬索机器人在高空快速下 坠， 将会造成机器人设备的损坏， 设备快速下坠也会对桥梁拉索P E护套的破坏， 如 有不慎还 会对现场人员构成安全隐患。 [0007]5. 现有大部分爬索 机器人机构关节多、 体积大、 笨重、 负载能力差等， 易 受到条件 制约。 发明内容 [0008]为了克服现有技术的上述缺陷， 本发明提供一种用于桥梁拉索外观和索力检测的 轻型高强智能检测机器人。说　明　书 1/4 页 3 CN 114525733 A 3