[实用新型]一种斜拉桥拉索检测机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种斜拉桥拉索检测机器人，主要用于大跨斜拉桥拉索或其它高空杆类、输电线类结构的故障检测。

背景技术

斜拉桥是最近几十年才兴起的新型桥型，由于其良好的抗震性能和经济性能，在世界范围内得到了广泛的应用。随着我国交通建设的飞速发展，大跨度桥梁越来越多的出现在大江大河上，拉索桥和斜拉桥作为特大型经济桥梁，被普遍采用。

从90年代初到目前为止，我国的斜拉桥建设出现了一个新的高潮。2005年，随着举世瞩目的润扬大桥顺利通车和中国第一座钢塔斜拉桥——南京长江三桥正式合拢，我国大跨度桥梁建设水平进入了国际先进行列。目前，我国拥有世界上最长的斜拉桥——苏通长江大桥，世界上最长的跨海大桥——杭州湾大桥，世界最大跨度公铁两用斜拉桥——沪通长江大桥已经开建。

到目前为止，我国知名斜拉桥有：

拉索作为这类桥梁的主要构件，其安全性得到了普遍关注。然而，作为斜拉桥主要受力构件之一的拉索长期暴露在空气中，经风吹雨淋，拉索表面的PE保护层出现了不同程度的硬化和破坏现象，继而内部钢丝束受到腐蚀，严重者甚至出现断丝现象；另一方面，由于风振、雨振等原因，拉索内部的钢丝束产生摩擦，引起钢丝磨损，严重者也会发生断丝现象。由于通车量、环境污染的加重，维护时间很难确定，极易出现安全隐患。根据国内外的实际经验，拉索的保护层腐蚀和内部断丝是其损坏的主要原因。

目前与斜拉桥的拉索相配套的维护措施还不完善，拉索的检测与维修主要由人工完成，采用的方法大多是应用吊篮使检测人员沿拉索而下。从目前掌握的文献看，国外的这些拉索检测过程，都是通过人工对桥上拉索的待检部分进行取样。其中，对在用拉索的取样，随着更大跨度桥梁的不断出现，周期将更长、危险性更高、难度更大。国内外也常采用液压升降台搭载工作人员和设备对拉索进行检修。如：使用卷扬机拖动小车，搭载检测传感器对武汉长江二桥拉索的断丝、磨损、锈斑等进行检测。维修工人和检测设备共重几百公斤，此重量作用在拉索上，本身就是对其保护层的破坏；工人长期处在百米高空做业，环境恶劣，效率低下。为防止雨天拉索水滴破坏主体桥面，最近设计的新式桥梁拉索的PE保护层，表面上又增加了突出的螺旋导水线或压满凹坑，这更易被拖动小车破坏。随着桥梁跨度的增加，拉索的长度和悬挂高度也不断增加，采用人力对其进行检测和取样的难度和危险程度也越来越大，使得很多桥梁自建造之后，根本就没有进行过检测，大大增加了安全隐患。随着机器人技术的进步，开发用于桥梁拉索自动安全检测的小型、轻便、安全的检测机器人系统，成为必然要求。

到目前为止，以有几种拉索检测相关的设备。上海交通大学研制的用于拉索检测维护工业机器人，其负载能力很强，能很好地完成大桥拉索的检测、涂装、维护等功能，其技术方案公布在专利号为99252056.8的中国实用新型专利文件中。但是，该拉索检测维护机器人的爬升装置结构外形较大；整机采用有缆供电，其连接电缆的长度必须大于机器人所爬升的大桥拉索的长度，高空作业时受风力影响较明显；另外，该机器人没有设计相关的下降装置，当作业过程中出现意外情况时，是采用连接在机器人上的钢丝绳，从几十甚至几百米的高空用人力拖拽回收机器人，具有一定的危险性，所以该机构仅适用于涂装工作，不适用于检测工作。

随着斜拉桥的跨度越来越大，拉索受风振、雨振的影也响越来越大，由于螺旋线拉索及压痕凹坑拉索能有效的抑制拉索风雨激振现象，现已被新建桥梁普遍采用，同时也会带来一系列新的问题，其一是拉索内部钢丝强度的检测极为困难，以在建的沪通大桥为例，其最长背索达到600m以上，如仍然使用卷扬机拖动吊篮小车以人工的方式搭载检测传感器对拉索断丝、磨损、锈斑等进行检测，存在费用较高、工作环境恶劣、工作效率低、容易破坏拉索表面等严重问题。由于新型防风振、雨振的螺旋线拉索表面有直径6－10mm的圆形凸起，由于凸起的螺旋线与拉索保护层材料相同，承受不住较大外力，卷扬机拖动吊篮小车和上海交通研制的拉索检测维护机器人等方案根本无法实现。根据国际联机检索，还未见有同时满足大直径拉过和小直径的柔性电缆检测机器人的报道。

在未来几年里还将大量涌现各种跨度的斜拉桥，都可列为拉索检测机器人的服务对象，如果所有的拉索都将采用现有方法检测，将花去大量的人力物力。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种斜拉桥拉索检测机器人，该机器人与拉索的拆装方便，仅需一个人即可进行操作，操作便利、省时。