[发明专利]多旋翼拉索检测机器人及其用于拉索检测的方法

说明书

一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架、电池组、检测机器人动力系统、控制单元、防落装置、防撞装置、检测机构和无线数据传输单元；检测机器人动力系统是四组多旋翼动力系统组件；防落装置包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮和与其连接的摆臂支撑杆，导向滚轮包括滚轮本体及与其两端弧形连接的翼缘，其中一个导向滚轮侧面连接有编码器；机身框架包括由四块联接臂联接组成的正方形支架结构和四个机身连杆；防撞装置包括上防撞装置、侧防撞装置；检测机构包括分别安装在四个机身连杆上端中部的四个微型摄像机及四个漏磁传感器；该多旋翼拉索检测机器人采用多旋翼动力系统搭载检测传感设备，续航能力好，检测效率高，安全性能好。

技术领域

本发明涉及一种拉索检测装置及其检测方法，特别是一种多旋翼拉索检测机器人及其用于拉索断丝锈蚀及其PE外观检测的拉索检测装置及其检测方法。

背景技术

拉索是拱桥、斜拉桥、悬索桥等索类桥梁的核心构件之一，作为受力构件，其受力状况对桥梁整体结构的安全起到极其重要的作用；拉索的工作状态是桥梁是否处于安全状态的重要标志之一。由于拉索长期暴露在空气中，经风吹雨淋、紫外线照射、人为损伤等因素影响，会出现表面的PE保护层硬化和破坏现象，继而引起内部钢丝束或钢绞线受到腐蚀，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；定期的对拉索体系内外进行检测是很必要的。

早期的拉索检测主要是目测法，但是利用设备将检测人员送到高空，效率低、成本高、存在高空坠落的危险，而采用高分辨率望远镜的方法由于检测效率低、精度较差，只能作为辅助手段；近年来，检测专家们研究出的拉索检测机器人，利用爬索类机器人携带摄像头对拉索损伤进行监测，同时完成涂装、断丝检测等任务，但其都是采用机构夹持缆索或磁力吸附缆索提供压应力，电机带动轮子爬行的方式，检测效率低，续航能力差，甚至会出现高空抱索卡死的危险状况。

为解决上述问题，本发明申请人曾于2016年申请一种重量轻、航能力好，能用于桥梁拉索PE外观、内部断丝锈蚀检测、拉索索力的检测的《带检测系统的轻型碳纤维爬索机器人及其用于拉索检测的方法》发明专利，（专利公告号为CN106284070A），虽然具有重量轻，续航能力好，能防止轮体偏离索体造成锁死现象等优点，但仍存在以下不足之处：由于采用爬行式，其检测效率还不够高，其次，采用滚轮夹紧拉索爬行的方式，若夹紧力过大还有可能会对拉索PE本身产生划痕或挤压等损害。

发明内容

本发明的目的在于提供多旋翼拉索检测机器人及其用于拉索检测的方法，该多旋翼拉索检测机器人采用多旋翼动力系统搭载检测传感设备，续航能力好，检测效率高，安全性能高。

解决上述问题的技术方案是：一种多旋翼拉索检测机器人，包括机身框架、电池组、检测机器人动力系统、控制单元、防落装置、检测机构和无线数据传输单元，所述检测机器人动力系统是多旋翼动力系统组件，该多旋翼动力系统组件有四组，每组多旋翼动力系统组件均包括一个电机及其连接的动力旋翼与电调系统，所述四组多旋翼动力系统组件的四个电机安装固定在四个机身连杆下端中部，所述四个动力旋翼安装在四个电机机座上，控制单元通过控制电调系统控制电机转动带动动力旋翼旋转，为机器人飞行提供动力；

所述的防落装置包括四个防落装置组件，每组防落装置组件包括导向滚轮和与其连接的摆臂支撑杆，所述导向滚轮包括滚轮本体及与其两端连接的翼缘，滚轮本体与其两端连接的翼缘之间为弧形过渡连接的弧面，所述的其中一个导向滚轮侧面连接有编码器，所述编码器作为控制系统的反馈，用于定位机器人飞行位置信息；

使用过程中，在控制单元控制下，当多旋翼动力提供的升力大于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索上升；当多旋翼动力提供的升力小于机器人自身重力时，机器人始终沿着拉索下降；当多旋翼动力提供的升力等于机器人自身重力时，机器人悬停。