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[装备] 机器人让检测更便捷 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2012-7-10 11:29:04 |显示全部楼层 |          |
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机器人 让检测更便捷

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文/赵敏 姚蓓

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  近几年,大跨度斜拉索在中国得到了广泛的应用,而斜拉索作为主要受力部件,其使用情况对桥梁的安全有重要的影响。由于桥梁建设在河、海面之上,缆索的服役条件比较恶劣,长期受空气侵蚀、风雨以及PE的老化等因素破坏。特别是表面PE防护层,作为第一道防腐屏障,其病害会导致索体渗水、锈蚀,从而造成索体使用寿命下降。随着桥梁服役时间的延长,对拉索等的检测需求也不断增加,及时发现病害并进行维修养护,更有利于保护索内钢丝,增加索体使用寿命,维护大桥安全。
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智能机器人系统示意图

  因此,设计制作一部智能检测机器人,能够实现斜拉索的快速检测。通过在苏通大桥进行的实桥检测与应用,该机器人大大提高了桥梁检测效率,从而为大桥斜拉索的养护提供了有力支持与保障。9 i" I) h* b* Z* B7 h) Z+ G

机器人运行控制示意图

  智能检测机器人的“DNA”斜拉索直径规格多、距离长、倾斜角度大,而传统的检测手段受环境影响大,检测效率低。因此,为满足快速有效的斜拉索表面检测,适用不同索径、索长及索面形式的大桥斜拉索检测,需要设计开发智能机器人检测系统。& ?+ \2 n- D, B
  按照模块化设计理论,智能爬索机器人主要由两部分组成,即机器人平台和应用模块两部分。应用模块主要是负责图像采集、存贮,与地面工作人员无线电传输控制。机器人平台主要由机械部分、电器控制部分、通信处理三部分组成。2 `' h( N; H' l9 Q5 ]

机器人安装

  4 l) G! i0 o5 n. `: o, D
机械系统机械系统是智能机器人的主要部件,搭载控制及图像采集设备。主要由机架、传动、制动、应急等组成。机械系统为机器人提供爬升动力,并克服上升过程中的各种阻力。因此机架部分重量要尽量轻,并采用锂电池供电,避免由于电缆直接供电引起的高空作业不稳,电缆缠绕等问题。# }$ V. u5 j+ T8 [+ r4 L+ J

机器人检测

  无线控制系统随着大跨径桥梁建设的发展,超长拉索得到应用,无线控制系统应确保机器人在整个索长范围内得到有效控制。无线控制系统主要是对机器人的运行方向、运行速度、刹车、紧急情况处理进行控制,并将机器人运行的实时信号及所拍摄的索体表面影像返回地面图像监控系统。. V% Y4 S: }6 a
  摄像采集系统摄像系统能够适应不同光线、气候条件;减少桥梁体系对电子信号传输带来的干扰;图像清晰,防水防震,实时传输,360°全角度观察,没有盲区存在。检测人员可以很方便地观测到检测图像,并可以对疑似图像进行辨别。在机器人上端安装四只网络一体摄像机,四只摄像机环绕索体,并且每两只成90°夹角,将索面全覆盖,避免遗漏。/ I+ k1 Z2 z- m

机器人实时检测图像

  防故障系统机器人故障包括机器人动力系统故障、控制系统故障。动力系统故障包括意外断电、电能不足、机械故障等。当机器人在空中由于某种意外发生故障时,确保爬索机器人能够停止在斜拉索上或缓慢下滑,避免造成意外。+ A0 y: Q# O3 q" \8 t) f1 k# h
  试验机器人制作及应用苏通大桥索径范围为φ127毫米~φ161毫米,索长为153米至577米。大桥所处地区灾害性气候特征十分明显,全年江面6级风、桥面7级风力约有179天。这些情况都增加了斜拉索表观检查的难度。针对大桥所处环境现状,结合上述设计思路,我们设计制作智能检测机器人,并进行实桥检测。
. b+ X; _2 q8 o& W- Q6 ^! p0 R' {1 f  斜拉索表观检测时,地面上2至3人便可配合完成,机器人安装在索体上后,一名检测人员手持遥控器控制机器人运行,一名检测人员在监视器前监控实时传回的检测图像,根据图像判断索面情况。同时,图像存储在机器人自身携带的存储设备上。采用新设计的智能机器人检测不占用行车道,减少道路安全隐患,同时每天平均可以完成3根拉索的检测,大大提高了检测效率。
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机器人实时检测图像

  针对智能机器人的机械、控制、信号采集系统等方面设计制作的缆索检测机器人,大大减轻了机器人自身的重量,提高检查效率,克服传统的斜拉索检查困难,成功地在苏通大桥得到实际应用,为及时了解斜拉索的当前使用状态、合理做出维护保养措施提供了有力的技术支持。
3 e* U! M# o* T- S+ {. t  (作者单位/江苏法尔胜材料分析测试有限公司 江苏苏通大桥有限责任公司)0 Q& p- h; W( i! A7 `; ?- Q0 b1 x
  (编辑/张萍)
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擦肩而过 发表于 2012-11-28 20:52:43 |显示全部楼层
机器人只能作为检测的辅助手段
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张红vicky 发表于 2013-3-15 11:07:18 |显示全部楼层
机器人只能作为检测的辅助手段
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