空—壁两栖桥检机器人使用手册

技术交流
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一、介绍

空-壁两栖桥检机器人是具有飞行-吸附-爬行功能合一的桥梁检测机器人，主要目的是抵近检测混凝土外观病害，特别是混凝土裂缝，以较低分辨率识别裂缝位置、宽度和分布。其结构设计融合了无人机飞行和负压机器人吸附爬行的双重特性。依靠自身四个涵道式风扇，提供飞行动力，实现从地面至待检测面的快速抵达。在接近检测面前，通过预设的程序，调整机器人风扇的转速，产生的气流在负压腔内与大气压形成相对负压，稳定吸附在待检测表面上。吸附过程中，通过内置的压力传感器自动调节风扇叶片的转速，实现压差的动态稳定。吸附稳定后，通过履带式机构，在检测面上完成行走、转向等相关机动动作。

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图 1   空-壁两栖桥检机器人系统

二、部件功能介绍

2.1 收放线机构介绍

黑色开关控制收放线机构及监控器的电源，绿色开关控制系留供电的空气开关，二者的供电系统独立分离。

  • 按住监控器旁的白色按钮，收放线结构将开始放线；

  • 按住监控器旁的红色按钮，收放线结构将启动紧急制动，停止收放线，并触发蜂鸣器警报；

  • 按住监控器旁的蓝色按钮，收放线结构将开始收线。

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图 2  收放线机构

2.2 遥控器杆位介绍

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图 3  常用控制杆位
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图 4  详细控制面板

三、起飞检查

3.1 外观检查

  1. 检查机器人外壳是否完好无损，确保无裂纹、划痕或变形；

  2. 检查机体框架是否稳定，确认结构是否牢固，无松动现象；

  3. 检查履带是否处于良好状态，无老化、磨损或损坏；

  4. 检查多旋翼飞行系统的各个旋翼，确保其外观完好，无裂纹或损伤。手动旋转每个螺旋桨，确认其运转顺畅无阻滞感；

  5. 检查动力系统及其接线，确保连接牢固可靠；

  6. 检查遥控器杆位是否在初始位；

  7. 检查遥控器及机器人电池电量，确保电压正常；

  8. 检查线缆外观是否完好。

3.2 环境与安全检查

  1. 确认作业区域 100 米范围内无影响飞行安全的因素（如无线电干扰、烟雾、火焰等）；

  2. 测量风速，确保现场瞬时风速 ≤ 7 m/s ；

  3. 确保起飞和降落区域平坦，面积 ≥ 2 m × 2 m ；

  4. 确认飞行辅助人员到位，并了解应急处置流程；

  5. 确保操作人员与飞行辅助人员已完成机器人系统的操作培训，具备处理突发情况的能力。

3.3 连接线路

  1. 检查遥控器杆位是否处于初始状态，打开遥控器；

  2. 收放线结构连接系留电池；

  3. 拉长系留线缆到预估需求长度（可使用自动收放线功能辅助），连接机体；

  4. 上拨收放线结构绿色空气开关，系留电池将向机体供电；

  5. 连接完成后，机体将自动进行自检。

3.4 功能检查

  1. 通过图传接收显示屏，确认摄像头和其他视觉传感器功能正常，确保实时数据传输和图像记录无故障；

  2. 拨动爬行相关杆位，测试爬行系统是否正常。

四、作业过程

  1. 操作遥杆总成，使机体在距地面 1 m 左右悬停，确认飞行状态稳定性；

  2. 控制机器人到达预定桥底区域，飞行到距顶面 2 m 处，上拨吸附开关，机器人将自动进行吸附；

  3. 吸附完成后，用户可通过操作相关杆位进行爬行作业；

  4. 作业完成后，操纵人员向辅助飞行人员询问是否满足脱落条件；

  5. 满足条件后，操纵人员下拨吸附开关，机体自动脱落并悬停；

  6. 操作遥杆总成，飞回起降点，结束作业或再次作业；

注：建议避免连续作业，以保持元器件温度正常。

五、注意事项

5.1 空管

  1. 在中国境内，所有飞行器升空，必须申请空管部门批准。

5.2 飞行区域

  1. 禁止在机场、铁路、高速公路、易燃易爆品库(厂)、 危险品库(厂)、电站、高压线、军事设施、人员密集区，以及被相关部门划定的禁飞区上空飞行。并严格遵守用户所在地的法律法规。

5.3 飞行管理规定

  1. 若计划飞行的区域有重要保护目标或不明确目标,除报请空管外还需报请当地警备区批准。

5.4 地域环境

  1. 飞行区域必须经过勘察，切实保证飞行路径内没有障碍物；

  2. 楼宇间、山涧中会有变化强烈的切变风，禁止在其中飞行。

5.5 人员状态

  1. 所有操控人员经过培训认可，获得培训结业证书;且操作方式掌握、任务明确；

  2. 所有操控人员要保证状态良好、精神饱满、精力集中，禁止带病、带情绪或疲劳状态操作无人飞行器；

  3. 飞行前一天晚上和飞行结束之前，禁止所有操作人员饮酒。

5.6 电池相关

  1. 电池安全电压范围 124 V - 134 V ;

  2. 电池在使用过程中轻拿轻放，避免损坏内部元器件;

  3. 电池禁止串联、并联使用;

  4. 电池置于电池壳内部不得出现松动、晃动、挤压变形等不良现象;

  5. 严禁将电池正负极线互插、反接负载或与不匹配的设备负载连接;

  6. 电池放电后需及时充电或在放电后 24 小时内进行充电;

  7. 电池存储期间，每隔 1 个月对电池进行充电;

  8. 必须使用配套的充电器充电，严禁使用铅酸电池充电器;

  9. 使用过程中严禁私自拆解;

  10. 严禁将电池放在热源或高温源旁(如火、 加热器等)使用和留置;

  11. 严禁将电池接触水，进水不保修;存储不用时应置于阴凉干燥的环境中；

  12. 禁止直接用导电物体接触正负极两端;

  13. 请在 0 °C - 40 °C 内对电池进行充电，日常使用，充电器随用随充;

  14. 充电时，请将充电器和电池摆在通风、稳定、干燥、无易燃易爆物品及儿童接触不到的空旷及安全地点;

  15. 充电过程中，充电器可能会发热，只要温度不超过 60 °C ，即属正常;

  16. 电池完全放电后应及时给电池充电且充电时间不少于 3 小时；

  17. 本产品适用温度范围:- 10 °C - 50 °C;如同其他所有蓄电池一样，随着温度降低电池可利用能量会降低，属正常现象;

  18. 使用锂电池时，避免电池内进水、饮料及腐蚀性液体，可能导致电池产生泄露、发热、冒烟、火灾及爆炸。