CN105401531A - 一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，包含：多旋翼飞行器，可在高架桥梁支座周围接近梁体和桥墩的狭小空间内精确制导飞行；高清视频采集仪，其设置在所述的多旋翼飞行器的顶部；安全防护设备，其设置在所述的多旋翼飞行器上；通过多旋翼飞行器的运动和悬停，使其接近高架桥梁支座，由高清视频采集仪对高架桥梁支座进行多方位的视频和图片拍摄采集，以对各个高架桥梁支座进行巡回检测。本发明能够克服现有技术中的人工检测方式存在的诸多不足和限制，具有可达性、高效性、安全性、精确性以及适用性，为公路、铁路、轨道交通高架桥梁的支座及附属设施检测提供高效和可靠的保障。

Description

一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统

技术领域

本发明涉及一种高架桥梁支座巡检系统，具体是指一种以多旋翼飞行器为承载主体的、利用高清摄像实现的桥梁支座检测系统，属于桥梁维护检测领域。

背景技术

城市公路和轨道交通高架桥梁是重要的城市生命线工程，承担着大规模的客（货）运任务，是城市交通快速、高效运转的重要保障。高架桥梁支座作为连接高架桥梁上部结构与下部结构的重要构件，一方面承担着上、下部结构连接和传力的重要职责，另一方面，其本身又是高架桥梁结构中易损伤却不易修补的构件，其损坏通常需要采取更换的措施来解决，而施工则会影响或中断交通，造成不同程度的经济损失和社会影响。

在使用期内，高架桥梁支座面临复杂的受力状态和环境条件，可能发生多种形式的性能退化、构件损伤等，对支座的正常使用带来影响。根据地铁维保部门提供的资料显示，轨道交通高架桥梁支座在使用期间存在诸多病害和问题，主要包括支座和限位装置锈蚀、支座垫板脱空、支座螺栓缺失、支座螺栓顶死、橡胶板开裂、支座转角超限、支座钢盆开裂以及其他各种非病害类问题。另外，国内多座大桥和公路高架桥梁的检测结果表明，常用盆式橡胶支座、板式橡胶支座、球型钢支座等在长期服役条件下均存在不同类型、不同程度的病害。

当前针对高架桥梁支座的检测尚以人工巡检方式为主，通过桥梁检测车、升降机等设备，将人工运送到达支座位置，随后通过目测、简单量测等方式进行支座工作状态检查。但由于高架桥梁桥墩高度大、结构和附属设施复杂等因素，使得人工巡检方式常面临诸多问题和困难。例如采用桥梁检测车工作时，公路桥梁的灯杆和轨道交通桥梁的电塔均制约桥梁检测车的前行，必须将检测支架升起方可转换至下一区间。这一操作一方面严重制约检测工作效率；另一方面，检测车支架转动和升降系统复杂，大悬臂工作条件对轴承系统的安全状态提出巨大挑战。国内外已经发生了多起由于碰撞、操作失误等造成桥梁检测车破坏、人员伤亡的事故，也给桥梁检测的安全保障工作敲响警钟。而升降机等设备，也常常面临高度不够、桥下建筑、绿化带等设施阻隔等问题。同时，以人工为主体的检测方式，对人员的经验、工作积极性和责任感等因素要求较高，支座性能以人工评定为主，存在主观性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其利用多旋翼飞行器对高架桥梁支座进行全方位的高清图像和视频采集以达到检测目的，能够克服现有技术中的人工检测方式存在的诸多不足和限制，具有可达性、高效性、安全性、精确性以及适用性。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，包含：多旋翼飞行器，可在高架桥梁支座周围接近梁体和桥墩的狭小空间内精确制导飞行；高清视频采集仪，其设置在所述的多旋翼飞行器的顶部；安全防护设备，其设置在所述的多旋翼飞行器上；通过多旋翼飞行器的运动和悬停，使其接近高架桥梁支座，由高清视频采集仪对高架桥梁支座进行多方位的视频和图片拍摄采集，以对各个高架桥梁支座进行巡回检测。

本发明所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，还包含：稳定云台，其设置在所述的多旋翼飞行器的顶部，用于固定安装所述的高清视频采集仪且对其进行稳定支撑，使得高清视频采集仪的视线位置高于多旋翼飞行器的旋翼和机载天线。

所述的高清视频采集仪还包含旁轴补光系统，其固定安装在所述的稳定云台上，能够进行独立光轴调整。

所述的高清视频采集仪内还设置有机载存储卡，其用于存储所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频。

本发明所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，还包含：通信天线，其设置在所述的多旋翼飞行器的顶部，且与所述的高清视频采集仪连接，将所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频实时高速的传输至地面站。

所述的安全防护设备包含：顶部柔性防碰撞支架，其设置在所述的多旋翼飞行器的顶部，并罩设在稳定云台、高清视频采集仪、旁轴补光系统以及通信天线的外部；机翼防碰撞支架，其分别设置在所述的多旋翼飞行器的两侧机翼的端部。

本发明所提供的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，具有以下优点和有益效果：

1、可达性和高效性：相对于传统的借助桥梁检测车或登高设备进行支座检测的人工检测方式，本发明所采用的多旋翼飞行器大大提高了高架桥梁支座巡检工作的可达性，使得检测工作不再受到桥梁结构的高度、尺寸以及附属构件等因素的限制，工作效率大大提高。

2、安全性：避免人工高空作业带来的人身安全风险，使得桥梁检测工作得到安全化、人性化的提升。

3、适用性：能够实现对独柱墩上的支座环绕飞行检查以及对排架墩、壁式墩上的支座双侧检查，适用范围广。

4、精确性：采用高清视频采集仪对高架桥梁支座进行静态图像和动态视频的清晰稳定拍摄，通过高速实时传输或机载存储方式，将检测资料全程存档，为后续分析和考查工作提供基础资料，减少人工主观因素对检测结果评定的干扰，为公路、铁路、轨道交通高架桥梁的支座及其他附属设施的检测提供高效和可靠的保障。

附图说明

图1为本发明中的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，为本发明所提供的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，包含：中小型多旋翼飞行器1，可在高架桥梁支座周围接近梁体和桥墩的狭小空间内精确制导飞行，实现对独柱墩上的支座环绕飞行检查以及对排架墩、壁式墩上的支座双侧检查；高清视频采集仪2，其设置在所述的多旋翼飞行器1的顶部；安全防护设备，其设置在所述的多旋翼飞行器1上；通过多旋翼飞行器1的运动和悬停，使其接近高架桥梁支座，由高清视频采集仪2对高架桥梁支座进行多方位的视频和图片拍摄采集，以对各个高架桥梁支座进行巡回检测。

本发明所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，还包含：稳定云台3，其设置在所述的多旋翼飞行器1的顶部，用于固定安装所述的高清视频采集仪2且对其进行稳定支撑，使得高清视频采集仪2的视线位置高于多旋翼飞行器1的旋翼和机载天线，以保证所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频清晰稳定。

所述的高清视频采集仪2还包含旁轴补光系统4，其固定安装在所述的稳定云台3上，能够进行独立光轴调整，保证高清视频采集仪2在视野中按需进行补光位置的变换。

所述的高清视频采集仪2内还设置有机载存储卡，其用于存储所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频。

本发明所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，还包含：通信天线5，其设置在所述的多旋翼飞行器1的顶部，且与所述的高清视频采集仪2连接，将所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频实时高速的传输至地面站。

所述的安全防护设备包含：顶部柔性防碰撞支架6，其设置在所述的多旋翼飞行器1的顶部，并罩设在稳定云台3、高清视频采集仪2、旁轴补光系统4以及通信天线5的外部；机翼防碰撞支架7，其分别设置在所述的多旋翼飞行器1的两侧机翼的端部；所述的顶部柔性防碰撞支架6和机翼防碰撞支架7能够保证在轻微碰撞条件下，飞行姿态的迅速调整和稳定，以适应在近结构位置飞行的安全和稳定性需求。

本发明所提供的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，以高性能的中小型多旋翼飞行器为载体，以高清视频采集仪为支座检测手段，能够在高架桥梁支座周围接近梁体和桥墩的狭小空间内进行安全、精确飞行，对支座进行高清视频和照片的采集，并进行机载存储或实时传输。

本发明所提供的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，具有以下优点和有益效果：

1、可达性和高效性：相对于传统的借助桥梁检测车或登高设备进行支座检测的人工检测方式，本发明所采用的多旋翼飞行器大大提高了高架桥梁支座巡检工作的可达性，使得检测工作不再受到桥梁结构的高度、尺寸以及附属构件等因素的限制，工作效率大大提高。

2、安全性：避免人工高空作业带来的人身安全风险，使得桥梁检测工作得到安全化、人性化的提升。

3、适用性：能够实现对独柱墩上的支座环绕飞行检查以及对排架墩、壁式墩上的支座双侧检查，适用范围广。

4、精确性：采用高清视频采集仪对高架桥梁支座进行静态图像和动态视频的清晰稳定拍摄，通过高速实时传输或机载存储方式，将检测资料全程存档，为后续分析和考查工作提供基础资料，减少人工主观因素对检测结果评定的干扰，为公路、铁路、轨道交通高架桥梁的支座及其他附属设施的检测提供高效和可靠的保障。

本发明所提供的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，在用于对高架桥梁支座进行巡检的同时，也可用于对其他桥梁附属构件或设施进行巡检。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，包含：

多旋翼飞行器（1），可在高架桥梁支座周围接近梁体和桥墩的狭小空间内精确制导飞行；

高清视频采集仪（2），其设置在所述的多旋翼飞行器（1）的顶部；

安全防护设备，其设置在所述的多旋翼飞行器（1）上；

通过多旋翼飞行器（1）的运动和悬停，使其接近高架桥梁支座，由高清视频采集仪（2）对高架桥梁支座进行多方位的视频和图片拍摄采集，以对各个高架桥梁支座进行巡回检测。

2.如权利要求1所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，还包含稳定云台（3），其设置在所述的多旋翼飞行器（1）的顶部，用于固定安装所述的高清视频采集仪（2）且对其进行稳定支撑，使得高清视频采集仪（2）的视线位置高于多旋翼飞行器（1）的旋翼和机载天线。

3.如权利要求2所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，所述的高清视频采集仪（2）还包含旁轴补光系统（4），其固定安装在所述的稳定云台（3）上，能够进行独立光轴调整。

4.如权利要求1所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，所述的高清视频采集仪（2）内还设置有机载存储卡，其用于存储所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频。

5.如权利要求4所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，还包含通信天线（5），其设置在所述的多旋翼飞行器（1）的顶部，且与所述的高清视频采集仪（2）连接，将所拍摄的高架桥梁支座的图像和视频实时高速的传输至地面站。

6.如权利要求1所述的基于多旋翼飞行器的高架桥梁支座巡检系统，其特征在于，所述的安全防护设备包含：

顶部柔性防碰撞支架（6），其设置在所述的多旋翼飞行器（1）的顶部，并罩设在稳定云台（3）、高清视频采集仪（2）、旁轴补光系统（4）以及通信天线（5）的外部；

机翼防碰撞支架（7），其分别设置在所述的多旋翼飞行器（1）的两侧机翼的端部。