CN104267043B - 一种混凝土桥梁裂纹的移动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，包括主控检测车、从动检测车、第一无线通信终端、缆索发射器、缆索接收器、缆索、可移动数字图像采集机器人、第二无线通信终端。缆索发射器固定在第一连杆机械臂上，缆索接收器固定在第二连杆机械臂上，激光发射器设置在缆索发射器上，激光接收器设置在缆索接收器上。当激光发射器与激光接收器对准时，缆索发射器将带缆索的端子发射并进入缆索接收器，端子通过撞击开启触发开关，启动缆索锁定机构，缆索锁定机构控制移动阀门到达设定位置，线圈控制器收紧缆索，形成缆索平台。

Description

一种混凝土桥梁裂纹的移动检测装置

技术领域

本发明涉及一种混凝土桥梁的裂纹移动检测装置，尤其适用于对偏远地区混凝土桥梁的裂纹进行检测。

背景技术

目前，混凝土桥梁的裂纹检测还主要停留在人工巡查量测为主，采用图像处理手段获取裂纹信息具有高效、准确、可靠等优点。已有的以图像采集为手段的混凝土桥梁裂纹检测系统，以采用带摄像头的可移动机器人的方式为主，机器人行走平台的结构设计与现场实施方案对于获取清晰的裂纹图像，保证检测实施过程的安全具有重要影响。

为了研发能够适用于混凝土桥梁裂纹检测的移动检测装置，选用轻巧、可靠的平台结构和搭建方案是必要的基础条件之一。目前，激光瞄准技术已经在自动化和军工领域进行了较大规模的应用，具有精度高、实施简单等优点。同时，弹射技术是机械和自动化等领域较为成熟的控制技术之一，具有原理简单、实施方便、可控性高等优点。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种能够对混凝土桥梁裂纹进行实时检测，并在裂纹检测实施过程中能够准确定位裂纹、获取表面裂纹图像的混凝土桥梁裂纹的移动检测装置。

技术方案：本发明的混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，包括主控检测车、从动检测车、第一无线通信终端、设置在所述主控检测车上的第一连杆机械臂、安装在所述第一连杆机械臂末端的缆索发射器、设置在所述从动检测车上的第二连杆机械臂、安装在所述第二连杆机械臂末端的缆索接收器、架设在所述缆索发射器和缆索接收器之间的缆索、安装在所述缆索上的可移动数字图像采集机器人、设置在所述可移动数字图像采集机器人上的第二无线通信终端，所述缆索发射器上设置有激光发射器、所述缆索接收器上设置有激光接收器；

所述第二无线通信终端用以将可移动数字图像采集机器人采集的图像传送给第一无线通信终端，并接收所述第一无线通信终端发送的指令；

所述缆索发射器包括用以收放缆索的线圈控制器、与所述缆索一端连接的端子、用于安装并弹射所述端子的缆索弹射器；

所述缆索接收器包括壳体、设置在外壳上的接收孔、设置在所述壳体中的触发开关和缆索锁定机构，所述触发开关用以控制缆索锁定机构的开闭。

本发明的优选方案中，所述缆索锁定机构包括液压伸缩连杆、移动阀门和槽道；所述液压伸缩连杆的一端安装在壳体上，另一端安装在移动阀门上；所述槽道设置在壳体内，所述移动阀门能够沿槽道滑动。

本发明的优选方案中，所述激光发射器与激光接收器对准时，缆索弹射器和接收孔的轴心重合。

本发明的优选方案中，所述主控检测车上设置有用以固定和停放可移动数字图像采集机器人的可伸展停车平台。

本发明装置工作时，第一连杆机械臂自主控车体内伸出，第二连杆机械臂自从动车体内伸出，缆索发射器固定在第一连杆机械臂的末端，缆索接收器固定在第二连杆机械臂的末端，从动车体通过调整自身位置使缆索发射器和缆索接收器位于同一个桥梁横断面；激光发射器设置在缆索发射器上，激光接收器设置在缆索接收器上；第二连杆机械臂通过调整形态，使激光发射器与激光接收器对准，缆索发射器将带缆索的端子发射到缆索接收器内；端子通过碰撞开启触发开关，启动缆索锁定机构，缆索锁定机构控制移动阀门到达设定位置，线圈控制器收紧缆索；缆索收紧后，数字图像采集机器人驶离可伸展停车平台到达缆索，边行走边拍摄混凝土桥梁表面的数字图像，记录每张图像的空间位置，随后将图像和空间位置信息通过第二无线通信终端发送至第一无线通信终端并由主控检测车存储。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

已有的以图像采集为手段的混凝土桥梁裂纹检测系统，均采用带摄像头的可移动机器人进行图像采集，机器人需要借助于吸附式移动仿生臂或桥梁检测车临时固定于桥梁结构上。但是，在强风等恶劣环境的作用下，上述吸附式移动仿生臂存在较大的吊落风险，而桥梁检测车等临时平台也由于结构较重而给检测的实施带来了较大难度。相比之下，本发明的一种混凝土桥梁裂纹移动检测装置，它利用激光瞄准技术、弹射技术和自动化控制技术搭建数字图像采集机器人的作业平台，结构相对简单，重量较轻，检测系统具有实施方便、系统可靠、控制性能好、效果显著等优点。

附图说明

图1是本发明的现场实施示意图。

图2是图1中的缆索发射器结构组成图。

图3是图1中的缆索接收器结构组成图。

图4是图3中的缆索锁定机构的结构组成图。

图5是图1中的数字图像采集机器人的结构组成图。

图中有：主控检测车1；从动检测车2；第一无线通信终端3；缆索发射器4；缆索接收器5；缆索6；可移动数字图像采集机器人7；激光发射器8；激光接收器9；第一连杆机械臂11；可伸展停车平台12；第二连杆机械臂21；线圈控制器41；端子42；缆索弹射器43；壳体51；接收孔52；触发开关53；缆索锁定机构54；第二无线通信终端71；机器人行走装置72；摄像头73；液压伸缩连杆541、移动阀门542和槽道543。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1～图5所示，本发明的一种混凝土桥梁裂纹移动检测系统，包括主控检测车1、从动检测车2、第一无线通信终端3、缆索发射器4、缆索接收器5、缆索6、可移动数字图像采集机器人7、激光发射器8和激光接收器9。缆索发射器4安装于第一连杆机械臂11的其中一端，第一连杆机械臂11的另一端安装于主控检测车1上；缆索接收器5安装于第二连杆机械臂21的其中一端，第二连杆机械臂21的另一端安装于从动检测车2上；缆索发射器4与缆索接收器5间由缆索6连接。激光发射器8安装于缆索发射器4上，激光接收器9安装于缆索接收器5上。第一无线通信终端3安装安主控检测车1上；可伸展停车平台12安装于第一连杆机械臂11上，非工作状态下可移动数字图像采集机器人7停放并固定在可伸展停车平台12上。缆索发射器4由线圈控制器41、缆索6、端子42、缆索弹射器43组成；缆索接收器5由壳体51、接收孔52、触发开关53和缆索锁定机构54组成；可移动数字图像采集机器人7由第二无线通信终端71、机器人行走装置72和摄像头73组成；缆索锁定机构54由液压伸缩连杆541、移动阀门542和槽道543组成。

首先，主控检测车1行驶并停留至设定的桥面位置，第一连杆机械臂11伸出并到达设定位置。主控检测车1和第一连杆机械臂11就位后，从动检测车2开行至设定桥面位置，第二连杆机械臂21伸出并指向第一连杆机械臂11所在方位。安装于缆索发射器4上的激光发射器8、安装于缆索接收器上5的激光接收器9启动，激光发射器8发射出激光信号。随后，第二连杆机械臂21开始调整姿态，使得激光发射器8发射出的激光信号被激光接收器9接收，此时安装于缆索6上的端子42对准缆索接收器5上的接收孔52。

然后，缆索弹射器43启动，将连接有缆索6的端子42射向缆索接收器5的接收孔52。端子42经接收孔52进入壳体51的内部，撞击触发开关53，触发开关53随之合起并启动缆索锁定机构54。缆索锁定结构54控制液压伸缩连杆541伸长，推动移动阀门542沿槽道543向接收孔52的中心位置移动，接收孔52的尺寸随之减小。当移动阀门542移动至设定位置，液压伸缩连杆541停止伸长，此时接收孔52的尺寸小于端子42的尺寸。当液压伸缩连杆541停止伸长后，缆索发射器4的线圈控制器41启动，将缆索5回拉，端子42受到接收孔52的限制而被锁定。此时，线圈控制器41关闭并锁定缆索6。

当缆索6被锁定以后，可伸展停车平台12打开。主控检测车1通过第一无线通信终端3发射行走指令至第二无线通信终端71，机器人行走装置72启动，使得数字图像采集机器人7沿着缆索6开行至指定位置。数字图像采集机器人通过摄像头73拍摄桥梁表面图像并记录图像位置，将表面图像和图像位置的信息通过第二无线通信终端71发射至第一无线通信终端3，并储存于主控检测车1内。混凝土表面图像和位置采集和储存工作接收后，经过后续的图像处理可得到混凝土桥梁表面裂纹的长度、宽度、形态和空间位置等特征信息。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，包括第一无线通信终端（3），其特征在于，该装置还包括主控检测车（1）、从动检测车（2）、设置在所述主控检测车（1）上的第一连杆机械臂（11）、安装在所述第一连杆机械臂（11）末端的缆索发射器（4）、设置在所述从动检测车（2）上的第二连杆机械臂（21）、安装在所述第二连杆机械臂（21）末端的缆索接收器（5）、架设在所述缆索发射器（4）和缆索接收器（5）之间的缆索（6）、安装在所述缆索（6）上的可移动数字图像采集机器人（7）、设置在所述可移动数字图像采集机器人（7）上的第二无线通信终端（71），所述缆索发射器（4）上设置有激光发射器（8）、所述缆索接收器（5）上设置有激光接收器（9）；

所述第二无线通信终端（71）用以将可移动数字图像采集机器人（7）采集的图像传送给第一无线通信终端（3），并接收所述第一无线通信终端（3）发送的指令；

所述缆索发射器（4）包括用以收放缆索（6）的线圈控制器（41）、与所述缆索（6）一端连接的端子（42）、用于安装并弹射所述端子（42）的缆索弹射器（43）；

所述缆索接收器（5）包括壳体（51）、设置在壳体（51）上的接收孔（52）、设置在所述壳体（51）中的触发开关（53）和缆索锁定机构（54），所述触发开关（53）用以控制缆索锁定机构（54）的开闭。

2.根据权利要求1所述的混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，其特征在于，所述缆索锁定机构（54）包括液压伸缩连杆（541）、移动阀门（542）和槽道（543）；所述液压伸缩连杆（541）的一端安装在壳体（51）上，另一端安装在移动阀门（542）上；所述槽道设置在壳体（51）内，所述移动阀门（542）能够沿槽道（543）滑动。

3.根据权利要求1所述的混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，其特征在于，所述激光发射器（8）与激光接收器（9）对准时，缆索弹射器（4）和接收孔（52）的轴心重合。

4.根据权利要求1、2或3所述的混凝土桥梁裂纹的移动检测装置，其特征在于，所述主控检测车（1）上设置有用以固定和停放可移动数字图像采集机器人（7）的可伸展停车平台（12）。