THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ ROBOT LEO CÁP PHỤC VỤ CHẨN ĐOÁN SỚM HƯ HỎNG CÁP NEO CẦU TREO
Abstract
Cáp cầu treo/cầu dây văng là bộ phận chịu lực đóng vai trò quyết định đến tuổi thọ của cầu, vì thế cần giám sát chặt chẽ nhằm phát hiện sớm hưu hỏng trong quá trình hoạt động. Các phương pháp đang được sử dụng để giám sát hoạt động của cáp neo chưa cho phép ta dự báo trước khả năng phát sinh khuyết tật bề mặt cáp chịu lực. Vì thế, trí tuệ nhận tạo (AI) đã được nghiên cứu và ứng dụng. Tuy nhiên, dữ liệu phục vụ cho trí tuệ nhận tạo phục vụ chẩn đoán sớm khuyết tật bằng hình ảnh đang là rào cản lớn. Trong nghiên cứu này, tác giả sẽ tập trung chế tạo một robot leo cáp có khả năng di chuyển trên các loại cáp có đường kính thay đổi, mang theo camera/cảm biến thu thập dữ liệu tự động cung cấp dữ liệu cho việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo phục vụ chẩn đoán sớm các khuyết tật bề mặt cáp cầu treo. Robot leo cáp này được dẫn động bởi 3 bánh xe kết hơp với 3 lò xo tạo lực kẹp lên bề mặt cáp, các lực này được điều khiển thông qua 3 động cơ và bộ truyền đai, đây là một thiết kế mới của nghiên cứu này. Trước tiên, mô hình robot leo cáp và nguyên lý hoạt động sẽ được nhóm nghiên cứu trình bày. Tiếp theo đó, các tính toán về lực nén lò xo, mô men quay, tính toán động học robot leo cáp, sau đó thiết kế 3D, thiết kế chi tiết phần cơ khí của robot leo cáp được trình bày. Cuối cùng là kết quả chế tạo phần cơ khí, mô hình của robot leo cáp và một số kết quả thực nghiệm trong phòng thí nghiệm được nhóm nghiên cứu công bố.
References
Megawati K., Higashihara H., Koketsu K., “Derivation of near-source ground motions of the 1995 Kobe (Hyogo-ken Nanbu) earthquake from vibration records of the Akashi Kaikyo Bridge and its implications”. Engineering Structures, 2001, 23, pp. 1256–1268.
Tanimura S., Sato T., Umeda T., Mimura K., Yoshikawa O., A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great Hanshin–Awaji earthquake. International Journal of Impact Engineering, 2002, 27, pp. 153–160.
Jonsson M. H., BjarniBessason, EinarHaflidason. Earthquake response of a base-isolated bridge subjected to strong near-fault ground motion. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2010, 30, pp. 447–455.
Khaled A., Tremblay R., Massicotte B., Effectiveness of the 30%-rule at predicting the elastic seismic demand on bridge columns subjected to bi-directional earthquake motions. Engineering Structures, 2011, 33, pp. 2357–2370.
Barıs et al. Finite element model calibration effects on the earthquake response of masonry arch bridges. Finite Elements in Analysis and Design, 2011, 47, pp. 621–634.
Bruneau M., Performance of steel bridges during the 1995 Hyogoken–Nanbu (Kobe, Japan) earthquake—a North American perspective. Engineering Structures, 1998., Vol. 20, No. 12, pp. 1063–1078.
Watanabe E., Sugiura K., Nagata K. and Kitane Y., Performances and damages to steel structures during the 1995 Hyogoken-Nanbu earthquake. Engineering Structures, 1998, Vol. 20. Nos 4-6, pp. 282-290.
Hae-Bum Yun, Se-Hoon Kim, Liuliu Wu, and Jong-Jae Lee, Development of Inspection Robots for Bridge Cables. Health Monitoring of Civil Infrastructure and Materials.
F. Xu, X. Wang, “Design and Experiments on a New Wheel-Based Cable Climbing Robot”. Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 2008, pp. 418-423.
J. Yuan, X. Wu, Y. Kang, A. Ben, “Research on Reconfigurable Robot Technologyfor Cable Maintenance of Cable-stayed BridgesIn-service”. Mechanic Automation and Control Engineering (MACE), 2010, pp. 1019-1022.
