1.一种基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于,包括:高压磨料水射流发生装置;爬壁机器人;多自由度机械臂,安装于爬壁机器人上用于搭载高压磨料水射流发生装置的磨料水喷头进行切割作业,所述磨料水喷头可被驱动往复摆动的安装于多自由度机械臂的前端;远程控制端,用于控制磨料水射流发生装置、爬壁机器人和多自由度机械臂按设定流程动作。
2.根据权利要求1所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述高压磨料水射流发生装置为前混式高压磨料水射流装置。
3.根据权利要求2所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述磨料水喷头包括喷嘴和先导管,所述先导管的远端与喷嘴连通,所述先导管的近端与前混合式高压磨料水射流装置的高压送料管连通;所述多自由度机械臂包括机械臂本体和伺服电机,所述先导管的一端与机械臂本体的前端铰接,所述伺服电机的转轴与先导管铰接处的转动中心轴驱动连接,通过控制伺服电机定角度的正反转带动先导管的往复摆动。
4.根据权利要求1所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述爬壁机器人包括负压发生件、底盘和用于带动底盘移动的履带组件,所述底盘的底部设有用于与壁面形成负压的吸附腔,所述负压发生件与吸附腔导通,所述吸附腔的底部设有密封连接有柔性垫,所述柔性垫上设有吸风口。
5.根据权利要求4所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述履带组件包括行走履带和两个驱动轮,两个驱动轮间隔布置,行走履带为柔性履带并与两个驱动轮驱动连接;所述履带组件为两组,分设于底盘横向的两侧。
6.根据权利要求4或5所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述吸附腔沿底盘的前进方向并列的设置为多个,所述吸风口对应吸附腔的位置设置为多个。
7.根据权利要求4、5或6所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割装置,其特征在于:所述爬壁机器人为两个,分别为前爬壁机器人和后爬壁机器人,并于两个爬壁机器人之间设有传动组件,所述多自由度机械臂择一安装于其中一个爬壁机器人上;所述传动组件包括前叉架、前伺服电机、后叉架和后伺服电机,所述前叉架和后叉架铰接连接;所述前爬壁机器人的底盘的中部设有前转轴,所述前叉架与前转轴铰接,所述前伺服电机固定连接于前叉架上,且前伺服电机的输出轴与前转轴驱动连接,并于前伺服电机的输出轴与前转轴的连接处适配的设置有前电磁离合器,通过前电磁离合器控制前伺服电机的输出轴与前转轴的通断;所述后爬壁机器人的底盘的中部设有后转轴,所述后叉架与后转轴铰接,所述后伺服电机固定连接于后叉架上,且后伺服电机的输出轴与后转轴驱动连接,并于后伺服电机的输出轴与后转轴的连接处适配的设置有后电磁离合器,通过前电磁离合器控制前伺服电机的输出轴与后转轴的通断。
8.一种基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割方法,适用于采用如权利要求1-7任一权利要求所述的切割装置进行切割施工,其特征在于,包括以下步骤:S1:由爬壁机器人搭载高压磨料水射流发生装置的磨料水喷头爬至混凝土墩柱需进行切割的设定位置;S2:增大爬壁机器人与工作面间的吸附力,通过远程控制端远程调整多自由度机械臂使磨料水喷头对准待切割位置,试切确认切割施工参数;S3:开始切割,多自由度机械臂按设定程序带动磨料水喷头移动,同时先导管被驱动上下往复摆动运动,磨料水喷头开启,移动至设定位置后,关闭磨料水喷头,完成该位置的切割;S4:吸附腔减压,爬壁机器人绕墩柱的周向设定距离的移动至下一位置,增大爬壁机器人与工作面间的吸附力;S5:返回步骤S3,直至混凝土墩柱切断;S6:爬壁机器人爬下混凝土墩柱,切割施工结束。
9.根据权利要求8所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割方法,其特征在于:所述多自由度机械臂的前端设有用于测量切缝宽度和深度的激光测距传感器。
10.根据权利要求8所述的基于高压磨料水射流的混凝土墩柱切割方法,其特征在于:所述步骤S3中,切割时,先导管的轴向正对墩柱的中心,且其上下摆动的角度均不超过30度。