本實用新型涉及一種橋梁索塔結構健康檢測技術，尤其涉及一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人。

背景技術：

斜拉橋和懸索橋是大跨徑橋梁中較常見的結構形式，其索塔既是橋梁的基本組成部分又是整個橋梁的關鍵承重構件，索塔的健康狀況與整個橋梁結構的安全密切相關，因此，準確地掌握索塔的健康狀況，對于保證橋梁運營安全尤為重要。

索塔在服役過程中，因內(nèi)外溫差、構造和配筋不當以及外荷載作用等諸多因素影響而出現(xiàn)裂縫或保護層剝離等病害在所難免；索塔高度通?？蛇_幾十米，甚至上百米，現(xiàn)有技術中，在對其進行檢測時，主要通過人工觀察，這種檢測方法危險性大、費用高、時間長，有時還要中斷交通，并且由于索塔高度往往超百米，傳統(tǒng)方法難以安全到達一些重要部位進行觀察，影響其健康狀態(tài)的正確分析與評價；隨著更大跨度橋梁的不斷出現(xiàn)，人工檢測的周期將更長、危險性更高、難度更大，開發(fā)用于橋梁索塔安全檢測的自動化可通達裝置，成為必然需求。

技術實現(xiàn)要素：

針對背景技術中的問題，本實用新型提出了一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其結構為：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發(fā)生器、分流器、多個吸附模塊和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪、四根鏈條和驅(qū)動電機組成，其中兩個雙排鏈輪同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅(qū)動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條設置于支架左側的兩個雙排鏈輪上，另外兩根鏈條設置于支架右側的兩個雙排鏈輪上，位于支架同側的兩根鏈條記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊設置于傳動鏈條組上兩根鏈條之間的位置處，吸附模塊兩端分別與兩側的鏈條連接，吸附模塊中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內(nèi)的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內(nèi)側面接觸；所述排氣口的內(nèi)端與真空發(fā)生器的負壓口連通，多個真空接口與多個真空發(fā)生器一一對應；真空發(fā)生器上的壓縮空氣進氣端與分流器上的輸氣口連通，多個真空發(fā)生器均連接至分流器，外部輸入的壓縮空氣由分流器分流后通過多個輸氣口輸出至各個真空發(fā)生器；驅(qū)動電機、真空發(fā)生器和分流器均設置于支架上，分流器的進氣端通過管線與外部的壓縮空氣源連接，驅(qū)動電機通過電纜與外部電源連接。

本實用新型的原理是：按前述方案將爬行機器人搭建好后，使用時，使吸附單元貼附在索塔外壁上，然后啟動壓縮空氣源，壓縮空氣源輸出的壓縮空氣通過分流器進入各個真空發(fā)生器，在真空發(fā)生器的作用下，吸附孔內(nèi)就會產(chǎn)生負壓，在大氣壓的作用下，吸附單元就緊緊地吸附在索塔外壁上，從而使爬行機器人也附著在索塔上；行走時，在主動輪的傳動作用下，傳動鏈條組帶動吸附模塊運動，由于傳動鏈和吸附模塊所構成的履帶式結構，使得爬行機器人在運動時，始終有多個吸附單元吸附在索塔外壁上，這就使得爬行機器人可以在索塔外壁上自由行走；采用本實用新型后，在對索塔結構健康進行檢測時，就可以由爬行機器人攜帶檢測設備，行走至索塔表面各個區(qū)域進行相關檢測，另外，本實用新型的爬行機器人由于采用了多個吸附模塊組成的履帶式結構，行走至裂紋或溝槽時，雖然可能會有一兩個吸附單元失效，但由于其他吸附單元仍緊緊地吸附在索塔外壁上裂紋或溝槽以外的區(qū)域，這就有效地避免了爬行機器人在通過裂紋或溝槽時脫落，大大地提高了爬行機器人的通行能力。

優(yōu)選地，所述真空接口上端面設置有導向筒，支架上設置有與導向筒匹配的套筒，導向筒外套接有預緊彈簧，導向筒和預緊彈簧都套接在套筒內(nèi)，預緊彈簧下端與真空接口上端面接觸，預緊彈簧上端與套筒內(nèi)底面接觸，預緊彈簧能將真空接口抵緊在吸附單元內(nèi)側面上。在導向筒和套筒的導向作用下，真空接口能在垂直于索塔外壁的方向上運動，同時，在預緊彈簧的作用下，真空接口又能抵緊在吸附單元內(nèi)側面上，當通過障礙時，真空接口就能隨著吸附單元的起伏而運動，使爬行機器人順利通過障礙，通過后，真空接口又能在預緊彈簧的作用下重新抵緊在吸附單元內(nèi)側面上，有效地改善了爬行機器人的障礙通行能力。

優(yōu)選地，所述支架上設置有機械臂，機械臂外端設置有傳感裝置。

優(yōu)選地，所述傳感裝置為視頻采集設備。

優(yōu)選地，所述負壓口和排氣口之間的管路上設置有空氣濾清器?？諝鉃V清器可以將結構體表面的雜質(zhì)濾除，避免雜質(zhì)被吸入真空發(fā)生器內(nèi)。

本實用新型的有益技術效果是：提出了一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，該爬行機器人采用履帶式走行結構，跨越障礙能力較強，而且其吸附裝置較為離散，抗脫落能力較強。

附圖說明

圖1、本實用新型的結構示意圖；

圖2、本實用新型的頂視圖；

圖3、本實用新型的剖面示意圖；

圖4、圖3中圓圈內(nèi)結構體放大圖；

圖中各個標記所對應的名稱分別為：雙排鏈輪1、鏈條2、吸附模塊3、導向筒4、機械臂5、空氣濾清器6、真空發(fā)生器7、分流器8、真空接口9、套筒10、壓縮空氣管線和電源線A、保險纜B。

具體實施方式

一種用于混凝土索塔表觀裂縫檢測的爬行機器人，其結構為：所述爬行機器人由支架、走行部、多個真空發(fā)生器、分流器、多個吸附模塊3和多個真空接口組成；所述走行部由四個雙排鏈輪1、四根鏈條2和驅(qū)動電機組成，其中兩個雙排鏈輪1同軸設置于支架的前端形成主動輪，驅(qū)動電機與主動輪傳動連接，另外兩個雙排鏈輪1同軸設置于支架的后端形成從動輪；其中兩根鏈條2設置于支架左側的兩個雙排鏈輪1上，另外兩根鏈條2設置于支架右側的兩個雙排鏈輪1上，位于支架同側的兩根鏈條2記為一個傳動鏈條組，多個吸附模塊3設置于傳動鏈條組上兩根鏈條2之間的位置處，吸附模塊3兩端分別與兩側的鏈條2連接，吸附模塊3中部設置有吸附孔，爬行機器人運動時，與行走面貼合的吸附模塊3記為吸附單元；支架兩側各設置有多個真空接口，位于支架同側的多個真空接口記為一個真空接口組，單個真空接口組內(nèi)的多個真空接口沿傳動鏈條組軸向單列分布，真空接口上排氣口的外端與吸附單元的內(nèi)側面接觸；所述排氣口的內(nèi)端與真空發(fā)生器的負壓口通過管路連通，多個真空接口與多個真空發(fā)生器一一對應；真空發(fā)生器上的壓縮空氣進氣端與分流器上的輸氣口連通，多個真空發(fā)生器均連接至分流器，外部輸入的壓縮空氣由分流器分流后通過多個輸氣口輸出至各個真空發(fā)生器；驅(qū)動電機、真空發(fā)生器和分流器均設置于支架上，分流器的進氣端通過管線與外部的壓縮空氣源連接，驅(qū)動電機通過電纜與外部電源連接。

本領域技術人員在實施本實用新型時，還應注意如下問題：在最初的樣機上，發(fā)明人采用橡膠吸盤來制作吸附模塊3，但經(jīng)過試驗驗證，橡膠吸盤的吸附效果不太好，其原因是：由于混凝土結構表面灰塵較大，且表面十分粗糙，橡膠由于受自身材料特性限制，不能與混凝土結構表面很好的貼合，漏氣較為嚴重，影響爬行機器人的行走能力，經(jīng)過多次試驗，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，用聚醚泡沫材料制作出的吸附模塊3，具有良好的可壓縮性，當吸附孔內(nèi)存在負壓時，聚醚泡沫材料制作出的吸附模塊3能夠緊密地貼合在混凝土結構表面，顯著提升了吸附模塊3對于粗糙、惡劣混凝土表面的適應性。

進一步地，所述真空接口上端面設置有導向筒4，支架上設置有與導向筒4匹配的套筒，導向筒4外套接有預緊彈簧，導向筒4和預緊彈簧都套接在套筒內(nèi)，預緊彈簧下端與真空接口上端面接觸，預緊彈簧上端與套筒內(nèi)底面接觸，預緊彈簧能將真空接口抵緊在吸附單元內(nèi)側面上。

進一步地，所述支架上設置有機械臂，機械臂外端設置有傳感裝置。

進一步地，所述傳感裝置為視頻采集設備。

進一步地，所述負壓口和排氣口之間的管路上設置有空氣濾清器。

具體使用時，為了進一步提高安全性，還可在壓縮空氣管線和電源線上系掛保險纜，在爬行機器人失足落下時，保險纜可以防止爬行機器人進一步跌落。

對于爬行機器人的動作控制，可采用現(xiàn)有技術中十分成熟的遙控控制手段實現(xiàn)。