CN106223198B - 一种桥梁上部结构全视角检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥梁上部结构全视角检测装置，包括检测装置本体、检测支撑架、爬行机构、气弹簧、电机、图像采集装置、卡扣盘、底盘和控制装置，所述检测装置本体安装在拉索上，检测装置本体包括检测支撑架、爬行机构、电机、图像采集装置、控制装置，检测支撑架套在拉索外部，检测支撑架内壁上安装有爬行机构，爬行机构侧面连接有电机；所述检测支撑架底部安装有底盘，底盘上还设有控制装置、光电编码器、通信装置；所述检测支撑架上部安装有图像采集装置，图像采集装置与控制装置电连接。本发明可评判缆索外部损伤缺陷，确保了高空检测的准确性及安全性，具有重量轻、安装简易、智能化程度高等特点，能够更好的维护桥梁安全。

Description

一种桥梁上部结构全视角检测装置
技术领域
本发明涉及桥梁缆索检测设备的技术领域，特别是一种桥梁上部结构全视角检测装置的技术领域。
背景技术
桥梁建设是国家重要的基础建设之一，桥梁建设的快速发展，巨大的资金投入，在经济社会中的显赫作用，使得人们对桥梁的安全性、耐久性越来越重视。斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等新型缆索承重体系桥梁，由于其跨越能力大、造型美观、抗震能力强等特性明显，越来越多的出现在大江大河上。这些桥梁在运营使用过程中，其缆索结构安全与否，直接关系到桥梁结构和人民生命财产安全。我国的桥梁面临着有一大批桥梁已进入老龄阶段，由于缺少现代化的桥梁的检测装备及信息化的管理养护方法，致使一些桥梁早已出现隐患，致使桥毁人亡的事件时有发生。这些重大安全事故给国家的经济财产和人民的生命安全带来了不可估量和无法挽回的损失，也暴露出已有桥梁在检测及安全评定方法方面有许多不足。
缆索（吊杆）是斜拉桥和悬索桥等新型桥梁的重要受力构件和重要组成部分，它的造价非常昂贵，约占全桥造价的三分之一左右，由于其长期暴露在大气之中，受到风吹、日晒、雨淋和环境污染的侵蚀，其表面的聚乙烯护套将会产生不同程度的硬化和开裂现象，继而给护套内的钢丝束带来锈斑、断丝等严重的问题，它的腐蚀损伤是大多数斜拉桥和悬索桥发生事故的重要原因。因此，需要定期对桥梁斜拉索进行定期检测与维护。
对于拉索（吊杆）外观缺陷的检测，目前行业内对斜拉索的检测与维修主要采用的是人工检测，这种检测方法采用的是卷扬小车搭载人工从拉索底部到拉索顶端对拉索进行检测，这种检测方式不但效率低、成本高，且具有较大的危险性。这种卷扬小车重量达到上百公斤，对拉索本身就是一种损害，同时这种人工肉眼检测方法的检测效率和准确性低，且危险性高，常常导致以下两种情况的出现：第一种是拉索已经出现重大质量问题而没有检测出来，进而导致桥梁的倒塌，造成重大交通事故；第二种是保守的估计了拉索的质量情况，导致了没有必要的拉索更换，造成大量的人力、物力、财力的浪费。对于现有检测，常常要动用检测车及大型起重吊装设备，需要全封闭或半封闭交通，严重阻碍交通的运行。目前传统桥梁检测车的使用成本巨大。工作时需要半封闭交通，查看一座桥梁需花费几个人几天的时间，不适合现代桥梁养护管理的需求。由于受到桥梁的具体环境和各种客观条件的限制，现有的办法很难对桥梁缆索（吊杆）的全部进行检测，只能选择有代表性的部分进行检查，这样就降低了我们对桥梁使用状况的把握程度，再加上设备陈旧、手段落后自然无法反映桥梁的全部现状，严重影响了对桥梁的质量评估。目前国内研发的桥梁缆索检测机器人因为重量太重、智能化程度不高、使用不方便等缺点，并没有在行业内普及使用。因此有必要设计一种快速、高效、准确的桥梁检测装备，以缩短桥梁检测的时间，提高检测的准确性，并尽可能降低对交通正常通行的影响。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种桥梁上部结构全视角检测装置，具有重量轻、安装简易、智能化程度高等特点，能够更好的维护桥梁安全。
为实现上述目的，本发明提出了一种桥梁上部结构全视角检测装置，包括检测装置本体、检测支撑架、爬行机构、气弹簧、电机、图像采集装置、卡扣盘、底盘和控制装置，所述检测装置本体安装在拉索上，检测装置本体包括检测支撑架、爬行机构、电机、图像采集装置、控制装置，检测支撑架套在拉索外部，检测支撑架内壁上安装有爬行机构，爬行机构侧面连接有电机；所述检测支撑架底部安装有底盘，底盘上设有若干个气弹簧，底盘上还设有控制装置、光电编码器、通信装置；所述检测支撑架上部安装有若干个图像采集装置，图像采集装置与控制装置电连接。
作为优选，所述爬行机构包括三个履带轮机构，履带轮机构沿着拉索中心圆周均匀分布，爬行机构通过连接杆与检测支撑架铰接连接。
作为优选，所述检测支撑架侧面安装有滑动块，滑动块沿着检测支撑架侧面上下滑动，履带轮机构上连接有弹簧杆，弹簧杆端部与滑动块铰接，滑动块与气弹簧顶部相连接，气弹簧的数量为三个。
作为优选，所述图像采集装置为CCD图像采集装备，图像采集装置的数量为四个，图像采集装置安装在同一平面上均匀分布。
作为优选，所述通信装置为无线通信或蓝牙通信装置，通信装置、光电编码器均与控制装置电连接。
本发明的有益效果：本发明集机械构造、机电设备、电子通讯、无线传输、自动控制、缆索结构评定及修复等多功能为一体，技术含量高，创新性强；实现了全时四驱、爬升返回、自动导航、定向定位，确保了高空检测的准确性及安全性；搭载了高清分辨率数字式摄像头、缆索检测系统，可评判缆索外部损伤缺陷，将来根据需要，可同时搭载缆索自动缠包系统、缆索外观缺陷修补系统等，可成为缆索结构的检测、评估、维修一体化安全维护平台，具有重量轻、安装简易、智能化程度高等特点，能够更好的维护桥梁安全。可为缆索体系的结构安全性评估提供强有力的技术保障。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明一种桥梁上部结构全视角检测装置的立体示意图；
图2是本发明一种桥梁上部结构全视角检测装置的主视图；
图3是本发明一种桥梁上部结构全视角检测装置的另一视角示意图。
图中：1-检测装置本体、2-检测支撑架、3-爬行机构、31-连接杆、32-履带轮机构、33-滑动块、4-气弹簧、5-电机、6-弹簧杆、7-图像采集装置、8-卡扣盘、81-卡扣、9-拉索、10-底盘、11-控制装置、12-光电编码器、13-通信装置。
具体实施方式
参阅图1、图2和图3，本发明一种桥梁上部结构全视角检测装置，包括检测装置本体1、检测支撑架2、爬行机构3、气弹簧4、电机5、图像采集装置7、卡扣盘8、底盘10和控制装置11，所述检测装置本体1安装在拉索9上，检测装置本体1包括检测支撑架2、爬行机构3、电机5、图像采集装置7、控制装置11，检测支撑架2套在拉索9外部，检测支撑架2内壁上安装有爬行机构3，爬行机构3侧面连接有电机5；所述检测支撑架2底部安装有底盘10，底盘10上设有若干个气弹簧4，底盘10上还设有控制装置11、光电编码器12、通信装置13；所述检测支撑架2上部安装有若干个图像采集装置7，图像采集装置7与控制装置11电连接。所述爬行机构3包括三个履带轮机构32，履带轮机构32沿着拉索9中心圆周均匀分布，爬行机构3通过连接杆31与检测支撑架2铰接连接。所述检测支撑架2侧面安装有滑动块33，滑动块33沿着检测支撑架2侧面上下滑动，履带轮机构32上连接有弹簧杆6，弹簧杆6端部与滑动块33铰接，滑动块33与气弹簧4顶部相连接，气弹簧4的数量为三个。所述图像采集装置7为CCD图像采集装备，图像采集装置7的数量为四个，图像采集装置7安装在同一平面上均匀分布。所述通信装置13为无线通信或蓝牙通信装置，通信装置13、光电编码器12均与控制装置11电连接。所述底盘10底部设有卡扣盘8，卡扣盘8上设有卡扣81。
本发明工作过程：
本发明一种桥梁上部结构全视角检测装置在工作过程中，履带轮机构32能够带动检测装置本体1爬升、下降或悬停，通过卡扣81和弹簧杆6可调整适应不同粗细的斜拉索，4个CCD图像采集装备能够将拉索的四周完整图像采集到控制装置11中，进行合成、处理和缺陷识别。控制装置11内置DSP芯片，对数据进行处理和存储，并将数据通过通信装置13发送到操作人员的移动端，便于实时了解和操作。
本发明，集机械构造、机电设备、电子通讯、无线传输、自动控制、缆索结构评定及修复等多功能为一体，技术含量高，创新性强；实现了全时四驱、爬升返回、自动导航、定向定位，确保了高空检测的准确性及安全性；搭载了高清分辨率数字式摄像头、缆索检测系统，可评判缆索外部损伤缺陷，将来根据需要，可同时搭载缆索自动缠包系统、缆索外观缺陷修补系统等，可成为缆索结构的检测、评估、维修一体化安全维护平台，具有重量轻、安装简易、智能化程度高等特点，能够更好的维护桥梁安全。可为缆索体系的结构安全性评估提供强有力的技术保障。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种桥梁上部结构全视角检测装置，其特征在于：包括检测装置本体（1）、检测支撑架（2）、爬行机构（3）、气弹簧（4）、电机（5）、图像采集装置（7）、卡扣盘（8）、底盘（10）和控制装置（11），所述检测装置本体（1）安装在拉索（9）上，检测装置本体（1）包括检测支撑架（2）、爬行机构（3）、电机（5）、图像采集装置（7）、控制装置（11），检测支撑架（2）套在拉索（9）外部，检测支撑架（2）内壁上安装有爬行机构（3），爬行机构（3）侧面连接有电机（5）；所述检测支撑架（2）底部安装有底盘（10），底盘（10）上设有若干个气弹簧（4），底盘（10）上还设有控制装置（11）、光电编码器（12）、通信装置（13）；所述检测支撑架（2）上部安装有若干个图像采集装置（7），图像采集装置（7）与控制装置（11）电连接；
所述爬行机构（3）包括三个履带轮机构（32），履带轮机构（32）沿着拉索（9）中心圆周均匀分布，爬行机构（3）通过连接杆（31）与检测支撑架（2）铰接连接，所述检测支撑架（2）侧面安装有滑动块（33），滑动块（33）沿着检测支撑架（2）侧面上下滑动，履带轮机构（32）上连接有弹簧杆（6），弹簧杆（6）端部与滑动块（33）铰接，滑动块（33）与气弹簧（4）顶部相连接，气弹簧（4）的数量为三个；所述底盘（10）底部设有卡扣盘（8），卡扣盘（8）上设有卡扣（81）。
2.如权利要求1所述的一种桥梁上部结构全视角检测装置，其特征在于：所述图像采集装置（7）为CCD图像采集装备，图像采集装置（7）的数量为四个，图像采集装置（7）安装在同一平面上均匀分布。
3. 如权利要求1所述的一种桥梁上部结构全视角检测装置，其特征在于： 所述通信装置（13）为无线通信或蓝牙通信装置，通信装置（13）、光电编码器（12）均与控制装置（11）电连接。
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