基于深度学习与漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统研究

为准确、全面地评估桥梁缆索的损伤,开发了基于深度学习和漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统。该系统主要由检测平台和预警平台两部分组成,利用检测平台中爬索机器人的高清摄像头和磁传感器列阵收集缆索表面的缺陷图像及漏磁信号数据,随后将缺陷图像输入到深度学习模型中对其进行自动分类与识别,利用小波分析处理漏磁信号数据以确定内部高强钢丝锈蚀缺陷位置,并根据检测到的数据提出了五级预警。为验证桥梁缆索检测预警系统的可靠性,利用该系统对4座在役斜拉桥的缆索进行检测。结果表明:该系统嵌入的深度学习模型和经过小波分析处理后的磁信号能够准确识别桥梁缆索表面的缺陷特征和内部钢丝锈蚀位置;该系统中预警平台可以将检测信息及时发送给管养部门,便于其采取相应的补救措施。

一种轻型斜拉桥缆索检测机器人的结构与动力学分析

针对目前迫切需要斜拉桥缆索检测自动化而设计的一种轻型缆索检测机器人,分析了总体结构方案和特点。在此基础上进行动力学分析,综合考虑机器人向上爬行和向下爬行的运动要求,推出了机器人的驱动条件和附着条件,并进行了电机初步计算。

基于图像处理的桥梁缆索检测系统研制

研制了一套基于图像采集和处理的桥梁缆索健康检测系统,包括检测机器人、上位计算机、相机及图像采集系统。检测机器人采用单电机驱动,能自动适应不同直径的缆索。机器人通过对缆索进行全方位照相,并对缆索图像进行自动识别,来判断缆索的病害。对采集的缆索图像,经过图像去噪、图像增强、图像分割、特征提取,最后以图像的灰度直方图中的灰度分布和能量分布等为特征进行病害识别。

斜拉桥缆索检测机器人结构设计与运动仿真

以实现斜拉桥缆索高效检测为目的,提出了一种新型缆索检测机器人结构设计。在对检测机器人的附着条件进行分析的基础上,利用三维设计软件Pro/E对机器人进行运动仿真分析,为提高缆索检测机器人的爬升能力以及机器人总体结构的优化设计提供了一定的参考依据。

桥梁缆索检测蛇形机器人攀爬运动分析与实现

为方便实现对桥梁缆索的检测和日常维护任务,利用蛇形机器人良好的适应性,通过研究其控制规律,给出了一种简单的并可实现蛇形机器人沿缆索进行螺旋攀爬运动的控制函数。分析了螺旋攀爬运动中控制参数与螺旋参数之间的关系,利用粒子群优化算法对控制参数与螺旋半径、螺旋上升角、螺距之间的关系进行优化拟合,给出了拟合函数。通过Webots仿真软件进行蛇形机器人桥梁缆索攀爬运动仿真,验证了控制函数和拟合函数的有效性,并将控制函数和拟合函数应用在实际的蛇形机器人系统上,实现了蛇形机器人在缆索上的螺旋攀爬运动。

斜拉桥缆索检测机器人爬行机构中拉簧的设计

提高斜拉桥缆索检测机器人对缆索表面的夹持能力是改善机器人工作可靠性研究中的一个非常重要的内容。根据这一需求,介绍了缆索检测机器人的爬行机构,重点对爬行机构中上、下推杆的拉簧进行了设计和验证,并通过样机试验,证明了上、下推杆拉簧工作的可靠性,为提高缆索检测机器人的夹持能力,以及改进机器人总体性能提供了一定的参考依据。

缆索检测蛇形机器人控制系统设计

提出了一种基于OMAP3530微控制器和CAN总线的缆索检测蛇形机器人的设计方法,详细分析了蛇形机器人应用目的与应用环境,搭建了基于CAN总线和无线局域网的蛇形机器人多级分布式控制系统,在此基础上优化了通信协议,制定了CAN协议下的数据滤波规则和数据包分割与重组协议,提高了总线的利用率、实时性和稳定性,增强了系统的可扩展性。

缆索检测机器人的系统设计与动力学仿真研究

针对目前国内外斜拉锁缆桥表面缺陷检测机器人在实施检测任务时攀爬能力不理想这一实际状态,为进一步改进检测机器人工作过程中的稳定性、提高相应的驱动力矩,提出了一种新型的电驱动缆索检测机器人系统设计方案。基于三维建模软件Solidworks创建了缆索表面检测机器人虚拟样机,在ADAMS/View环境下对虚拟样机进行了运动学仿真分析,得出了合理的运动学参数,最后制作了物理样机并进行了试验。试验表明,该检测机器人的攀爬能力得到了明显的改进,为今后缆索表面检测机器人总体性能的改进和优化设计提供了重要的依据。

缆索检测攀爬蛇形机器人系统综合设计与实现

为了实现对桥梁缆索进行表面缺陷检测,提出一种缆索检测攀爬蛇形机器人控制系统的整体设计方法,介绍了系统的整体架构,包括无线控制系统、视觉传输检测系统和下位机蛇形机器人的结构及其运动控制系统。运用Adams机械系统仿真软件验证了正交关节蛇形机器人螺旋攀爬运动控制模型的有效性,另外缆索攀爬模拟实验结果证明本系统设计的合理性和有效性。

一种采用自夹紧模糊控制的缆索检测机器人设计

针对斜缆索检测机器人爬升所需夹紧力的特点,设计一种带气动夹紧装置的缆索机器人,能根据缆索机器人自身重力与所攀爬的缆索状态进行夹紧力的自适应模糊控制。气动夹紧机械臂能实时提供合适的夹紧力,在保证检测机器人获得足够摩擦力的同时避免由于夹紧力过大而对缆索造成二次损伤;同时,采用自夹紧技术的机器人,可以调节夹紧机构的气缸行程,实现同一个检测机器人检测各种不同直径和倾斜度的斜拉桥缆索。自夹紧功能的实现对于缆索机器人的结构改进和保护缆索避免二次损伤,具有积极意义。

斜拉桥缆索检测机器人设计及其动力学研究

针对斜拉桥缆索检测作业的智能化问题,设计了一种轻量化的能够自适应缆索直径的机器人。首先通过建立缆索检测机器人动力学模型,计算得到机器人在静止和爬升工况下的理论参数,并将其作为仿真模型的边界条件;然后参照仿真结果对机器人关键部件进行修改优化,设计制作机器人本体结构,并开发适用于样机的FSR薄膜测压系统,对柔性体弹簧进行预紧力测量,验证了动力学仿真模型的精确性。

基于C8051F单片机的缆索检测机器人控制系统设计

介绍了一种基于C8051F系列单片机设计的缆索检测机器人控制系统。阐述了其控制原理,硬件组成和软件结构,巧妙利用了单片机的可编程计数阵列(PCA)产生PWM波形,以PWM输出通过驱动芯片L6206PD控制电机的转速,实现了优良的直流电机运动控制,上位机和机器人直接采用自行拟定的串行通信协议,数据传输可靠。

桥梁缆索检测攀爬蛇形机器人的设计与实现

为了实现桥梁缆索缺陷的检测,针对桥梁缆索攀爬机器人进行研究,开发了一种适合桥梁缆索缺陷自动检测,具有强攀爬能力和高机动性的攀爬蛇形机器人。它由具有单自由度的模块组成,可根据缆索特征灵活增减模块数量实现手动重构。模块中的超大扭矩舵机、轻质铝合金机械构件和高摩擦系数的外皮等,增强了机器人的攀爬能力。模块正交连接与P-R连接结合应用,使得机器人可有效完成缆索攀爬运动和检测作业。设计一种主从分布式多级闭环运动控制系统,引入电池供电和扭矩限制,增强了机器人的机动性和对环境的适应能力。缆索模拟攀爬试验结果证明机器人具有很强的机动性和攀爬能力。

缆索应力检测磁弹仪升级自检保护功能探讨

文章介绍了缆索应力检测磁弹仪存在自检缺陷的原因及导致的系统影响,提出了给缆索应力检测磁弹仪增加对传感器链路自检保护功能的改进方法及原理。升级自检保护功能后,将基本避免了因传感器链路断路、短路、击穿、接错线等原因导致的磁弹仪损坏和缆索健康监测系统故障。

基于蛇形机器人桥梁缆索无损检测系统的研究

基于桥梁缆索无损检测的特殊性,且针对目前桥梁缆索检测智能化的需要,介绍了一种新型的检测系统,即基于桥梁缆索检测的蛇形机器人。此蛇形机器人具有较大的自由度,有非常好的环境适应能力。在分析蛇形机器人的本体结构特点和运动机理的基础上,并根据桥梁缆索的特性,研究了基于蛇形的器人桥梁缆索的无损检测系统。通过实验证明:此无损检测系统能较好地对桥梁缆索进行检测,体现出了其灵活性和高效率的优势和很好的应用前景。

一种轻便型缆索应力检测脉冲磁弹仪的研制

文章介绍了一种轻便型缆索应力检测脉冲磁弹仪的研制,现有脉冲磁弹仪在特定应用环境下的不足,研制一种轻便型缆索应力检测脉冲磁弹仪的必要性,轻便型缆索应力检测脉冲磁弹仪的实现原理及研制过程,轻便型脉冲磁弹仪研制成功对比原来磁弹仪的特点优势。

新型连续移动式缆索机器人的结构设计与动力学分析

针对当前缆索维护作业自动化的迫切需求,设计出一种新型连续移动式缆索机器人装置的可行性方案,该机器人采用电动机驱动,并配合滚轮结构,使机器人在爬行和越障过程中均可实现快速、连续地移动。介绍了机器人的机构组成、工作原理及运动特点。在此基础上对机器人进行动力学分析,综合考虑机器人在非越障爬升状态和越障爬升状态下的运动要求,计算出机器人在缆索上工作时所需的附着力、临界驱动力和最大驱动力,进而对电机的参数做出初步估算。

一种新型爬缆机器人的越障能力及夹紧机构分析

在深入研究国内外典型爬升机器人结构的基础上,针对目前斜拉桥跨度增大、缆索增多的趋势设计了一款检测效率高的新型爬缆机器人。通过对新型爬缆机器人正常爬行和越障时的动力学分析,得到了影响机器人越障能力的主要因素,据此对机器人的压紧机构进行了优化设计。为了增加新型机器人工作时的可靠性,提出了丝杠驱动直线导轨的夹紧机构并对丝杠进行了受力变形分析,分析得到这种机构可以解决丝杠的变形失效问题。该机器人结构简单、可靠性高、易于拆卸,对缆索直径的适应性强,有良好的越障性能。

四驱式爬缆机器人结构及动力学分析

在对现有爬缆机器人分析研究的基础上,提出了一种新型四驱式爬缆机器人结构;该爬缆机器人设计有两组对边驱动装置,交替作业可使机器人避开缆索上一些小型元件。通过控制夹紧机构,机器人可利用重力实现匀速安全回收,节省了能源。通过对该爬缆机器人的动力学分析,得到了夹紧力条件和驱动力条件。研制出了样机并对其进行了多次实验,实验结果表明,该机构运行平稳可靠,越障性能较好,能够达到实验的预定目标。

一种多滚轮框架式爬索机器人的设计与分析

在对比分析典型爬杆(索)机器人本体结构爬缆原理优缺点的基础上,提出了一种新的多滚轮框架式爬索机器人结构。该机器人结构通过双头螺杆调整8个呈90°夹角布置圆柱滚轮的间距,获得了比双边弧形轮对抱结构更好的缆索直径适应性。理论推导表明,多滚轮结构的当量摩擦因数不随缆索直径变化而变化,且其当量摩擦因数随夹缆接触角增大而增大,因此其具有比双边弧形轮结构更好的爬缆摩擦能力。通过实物样机试验,验证了该机器人本体结构的优点和具有垂直爬升缆索的能力。