一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法与流程

    专利2025-02-24  10


    本发明属于特殊作业机器人领域,特别是涉及一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法。


    背景技术:

    1、当下大型建筑物和构筑物工程的主体结构一般都采用混凝土浇筑方式,主要有预制后拼装和现场建立维护结构后现浇两种方式。例如在基础建设过程中,建设桩基时,既有采用预制桩体植入土层的方式,也有采用旋挖土层后现浇灌注的方式。随着建筑物和构筑物工程规模的不断扩大,混凝土结构的尺寸和体积也不断扩大。因而引发了新的问题,由于混凝土结构本身特性因素,在混凝土浇筑后的硬化过程中,会有水化热和体积变化等情况,大型混凝土由于体积大,内部热量无法排出,容易在混凝土中形成局部应力区,应力区随着混凝土尺度叠加,混凝土各处应力不均,最终形成裂缝等缺陷。如果这些缺陷在混凝土表面,还可以及时发现并进行补救,但是如果这些缺陷处于混凝土内部,则难以被察觉到,在混凝土结构的后期使用过程中,为使用者带来危险。

    2、现有技术中,为减小大体积混凝土结构的重量、缓解大体积混凝土内部水化热无法有效排出、减少大体积混凝土材料用量等因素,一般会在大体积混凝土中设置各种孔洞,由此发明人提出一种通过这些孔洞对混凝土内部结构进行探测的装置。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,用于解决现有技术中大体积混凝土内部缺陷难以检测,无法评估混凝土内部情况的问题。

    2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法。

    3、其中,一种用于构筑物内部的探测作业机器人,包括:

    4、头端工作部、尾端工作部和中间工作部;

    5、所述中间工作部包括伸缩配合的固定体和滑动体,所述头端工作部和尾端工作部分别连接于所述固定体和滑动体;

    6、所述头端工作部和尾端工作部的本体结构相同,包括基板、芯轴和环形分布于所述芯轴外侧的撑爪,所述撑爪的根部通过活动结构连接于所述基板,多个所述撑爪之间具有由收张结构控制的张开和收拢两种状态;

    7、所述尾端工作部上连接有牵引绳,所述头端工作部上设置有探测模组。

    8、可选地,其特征在于,所述活动结构为设置在所述撑爪与基板连接处的弹性材料部。

    9、可选地,所述活动结构为设置在所述撑爪与基板连接处的转动结构。

    10、可选地,所述收张结构设置在所述芯轴和撑爪的末端。

    11、可选地,所述收张结构包括设于所述芯轴端的可控主磁体和设于所述撑爪端的受磁体。

    12、可选地,所述收张结构包括连接于所述芯轴和撑爪之间的弹性件,初始时所述弹性件让撑爪张开,所述撑爪的内侧端部还连接有控制索,所述控制索从所述活动结构处经过后引出。

    13、可选地,所述尾端工作部和中间工作部之间通过换向结构连接,所述换向结构包括:固定连接于所述中间工作部且呈矩形分布的四个导向柱,设置于所述导向柱内部的伸缩气囊和两根设有滑槽且平行设置的结构件,所述结构件的一端与所述伸缩气囊转动配合,所述结构件的另一端与所述伸缩气囊转动且滑动配合,所述头端工作部的尾端固定连接于两根所述结构件上。

    14、可选地,所述固定体包括内壳体和外壳体;

    15、所述滑动体为活塞结构且滑动连接于所述内壳体中;

    16、所述内壳体同轴心设置于所述外壳体中,所述内壳体的外侧面设置有两个呈180度的第一分隔板,所述第一分隔板的另一侧与所述内壳体的腔壁环形滑动配合;

    17、所述外壳体的内侧面设置有两个呈180度的第二分隔板,所述第二分隔板的另一侧与所述外壳体的腔壁环形滑动配合;

    18、所述内壳体和外壳体之间密封连接,所述第一分隔板和第二分隔板将所述内壳体和外壳体之间的空间分成四份,通过控制管往不同腔体通入液体可控制所述尾端工作部和中间工作部的转动角度。

    19、其中,一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,采用如上所述的机器人,包括以下步骤:

    20、初始步骤:将所述机器人塞入构筑物的孔洞中,所述头端工作部朝孔洞内侧;

    21、直行步骤:第一直行子步骤,所述头端工作部的撑爪张开并与孔洞壁抵接固定,所述尾端工作部的撑爪收拢并与孔洞壁脱离,所述中间工作部缩回;第二直行子步骤,所述尾端工作部的撑爪张开并与孔洞壁抵接固定,所述头端工作部的撑爪收拢并与孔洞壁脱离,所述中间工作部伸出;重复两个子步骤;

    22、探测步骤:所述头端工作部和尾端工作部的撑爪均张开并与孔洞壁抵接固定,所述探测模组进行探测。

    23、可选地,还包括转弯步骤,所述转弯步骤包括以下子步骤:

    24、角度调节步骤:中间工作部的内壳体和外壳体之间转动,让孔洞弯曲处轴线与两个结构件之间的对称平面重合;

    25、弯曲行走步骤:所述结构件一端的伸缩气囊伸长而另一端的伸缩气囊缩短或不动,两个所述结构件组成的平面与弯曲后孔洞的截面平行。

    26、如上所述,本发明的一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,至少具有以下有益效果:

    27、能够沿着大体积混凝土上的孔洞深入混凝土内部,对混凝土内部的结构进行探测,评估混凝土内部的各项参数,为工程建设、维护和保养等提供信息支撑。具体来说,本装置包括头端工作部、尾端工作部和中间工作部;中间工作部包括伸缩配合的固定体和滑动体,且分别连接于头端工作部和尾端工作部;头端工作部和尾端工作部的本体结构相同,包括基板、芯轴和环形分布于芯轴外侧的撑爪,多个撑爪之间具有由收张结构控制的张开和收拢两种状态;通过头端工作部和尾端工作部上撑爪的交替张开和收拢动作,配合中间工作部的伸缩作用,机器人可以沿着孔洞爬行,并由头端工作部上设置的探测模组对混凝土内部进行探测。本机器人结合本方法,可以从混凝土内部对混凝土进行探测,发现无法从外部发现的缺陷,为混凝土工程提供重要信息。



    技术特征:

    1.一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述活动结构为设置在所述撑爪(32)与基板(30)连接处的弹性材料部(331)。

    3.如权利要求1所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述活动结构为设置在所述撑爪(32)与基板(30)连接处的转动结构(332)。

    4.如权利要求1所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述收张结构(34)设置在所述芯轴(31)和撑爪(32)的末端。

    5.如权利要求4所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述收张结构(34)包括设于所述芯轴(31)端的可控主磁体(340)和设于所述撑爪(32)端的受磁体(341)。

    6.如权利要求4所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述收张结构(34)包括连接于所述芯轴(31)和撑爪(32)之间的弹性件(342),初始时所述弹性件(342)让撑爪(32)张开,所述撑爪(32)的内侧端部还连接有控制索(343),所述控制索(343)从所述活动结构处经过后引出。

    7.如权利要求1所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于,所述尾端工作部(3)和中间工作部(2)之间通过换向结构(36)连接,所述换向结构(36)包括:固定连接于所述中间工作部(2)且呈矩形分布的四个导向柱(361),设置于所述导向柱(361)内部的伸缩气囊(362)和两根设有滑槽(3631)且平行设置的结构件(363),所述结构件(363)的一端与所述伸缩气囊(362)转动配合,所述结构件(363)的另一端与所述伸缩气囊(362)转动且滑动配合,所述头端工作部(1)的尾端固定连接于两根所述结构件(363)上。

    8.如权利要求1所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人,其特征在于:

    9.一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,其特征在于,采用如权利要求7所述的机器人,包括以下步骤:

    10.如权利要求9所述的一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,其特征在于,还包括转弯步骤,所述转弯步骤包括以下子步骤:


    技术总结
    本发明提供一种用于构筑物内部的探测作业机器人操作方法,属于特殊作业机器人领域。具体来说,本装置包括头端工作部、尾端工作部和中间工作部;中间工作部包括伸缩配合的固定体和滑动体,且分别连接头端工作部和尾端工作部;头端工作部和尾端工作部的本体结构相同,包括基板、芯轴和环形分布于芯轴外侧的撑爪,多个撑爪之间具有由收张结构控制的张开和收拢两种状态;通过头端工作部和尾端工作部上撑爪的交替张开和收拢动作,配合中间工作部的伸缩,机器人可沿着孔洞爬行,并由探测模组对混凝土内部进行探测。评估混凝土结构的各项参数,为工程建设、维护和保养等提供信息支撑。

    技术研发人员:侯世磊,黄展军,徐长节,庄戌哲,李涛,李树敬,明茂刚,梁新欢,徐松,徐连浩,何小辉,李东,丁海滨
    受保护的技术使用者:中铁十四局集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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