CN108570930A - 一种用于桥梁底部的智能检测设备及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于桥梁底部的智能检测设备及检测方法，包括行走装置、伸展装置、图像采集装置和控制系统；伸展装置包括一端组设于行走装置上的可绕自身轴向旋转的第一伸缩机构、组设于第一伸缩机构另一端并可绕自身轴向旋转的第二伸缩机构和可折叠地组设于第二伸缩机构远离第一伸缩机构一端的第三伸缩机构；图像采集装置组设于第三伸缩机构上；控制系统与第一伸缩机构、第二伸缩机构、第三伸缩机构及图像采集装置均相连，并用于控制图像采集装置工作、控制第一伸缩机构的伸缩和旋转、控制第二伸缩机构的伸缩和旋转和控制第三伸缩机构的伸缩以及折叠和展开。本发明减小了伸展装置展开过程行走装置重心改变幅度，节省了展开过程需要的空间资源。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁检测与维修领域，具体涉及一种用于桥梁底部的智能检测设备及检测方法。
背景技术
随着国家经济水平的发展和基础建设的蓬勃开展，高速公路和高速铁路网络新建桥梁数目日益增加，其检测与养护任务也随之而来，一种桥梁快速便捷的检测方式成为需求。
当前国内外对于桥梁底部缺陷的检测方法中，除特大桥梁配备有固定永久性检测车外，一般采用的是液压机械臂进行伸展从而开展工作，但该方法具有以下不足：
(1)车体行走和机械臂展开采用液压驱动，作业时平稳性不好，同时液压管路和零件占用空间过多，对检测传感器线路的安装带来不便。
(2)机械臂的展开过程中车体重心改变幅度过大，极易失稳发生侧翻，需要多次加配重块调整重心，若采用永久固定配重则极大增加了车体重量，不便运输。
(3)车体只能在检测区间自动缓慢行走，从车体存放区域到桥梁检测现场需要专用车辆运送，耗时耗力。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于桥梁底部的智能检测设备及检测方法，最大限度减小了伸展装置展开过程行走装置重心的改变幅度，节省了展开过程需要的空间资源。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于桥梁底部的智能检测设备，其包括：
行走装置；
伸展装置，其包括一端组设于所述行走装置上的可绕自身轴向旋转的第一伸缩机构、组设于所述第一伸缩机构另一端并可绕自身轴向旋转的第二伸缩机构和可折叠地组设于所述第二伸缩机构远离所述第一伸缩机构一端的第三伸缩机构；
图像采集装置，其组设于所述第三伸缩机构上；
控制系统，其与所述第一伸缩机构、所述第二伸缩机构、所述第三伸缩机构及所述图像采集装置均相连，并用于控制所述图像采集装置工作、控制所述第一伸缩机构的伸缩和旋转、控制所述第二伸缩机构的伸缩和旋转和控制所述第三伸缩机构的伸缩以及折叠和展开。
进一步地，所述第一伸缩机构包括与所述控制系统相连的第一伸缩臂和至少一个组设于所述第一伸缩臂上的第一电动转盘；所述第一电动转盘组设于所述行走装置上，并与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第一伸缩臂的伸缩以及控制所述第一电动转盘驱动所述第一伸缩臂带动所述第二伸缩机构旋转。
进一步地，所述第二伸缩机构包括与所述控制系统相连的第二伸缩臂和组设于所述第一伸缩机构一端的第二电动转盘，所述第二伸缩臂一端组设于所述第二电动转盘上，所述第二电动转盘与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第二伸缩臂的伸缩以及控制所述第二电动转盘驱动所述第二伸缩臂带动所述第三伸缩机构旋转。
进一步地，所述第三伸缩机构包括与所述控制系统相连的第三伸缩臂、组设于所述第二伸缩机构一端的第三电动转盘以及组设于所述第二伸缩机构与所述第三伸缩臂之间并用于带动所述第三伸缩臂转动折叠的第一伸缩杆，所述第三伸缩臂一端组设于所述第三电动转盘上，所述图像采集装置组设于第三伸缩臂另一端，所述第三电动转盘和所述第一伸缩杆均与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第三伸缩臂的伸缩以及控制所述第一伸缩杆驱动所述第三伸缩臂靠近或远离所述第二伸缩机构。
进一步地，所述行走装置为汽车。
进一步地，所述汽车为电动车。
进一步地，所述第二伸缩机构可折叠地组设于所述第一伸缩机构上。
进一步地，所述第二伸缩机构与所述第一伸缩机构之间组设有用于带动所述第二伸缩机构转动折叠的第二伸缩杆，所述第二伸缩杆与所述控制系统相连，所述控制系统用于控制所述第二伸缩杆驱动所述第二伸缩机构靠近或远离所述第一伸缩机构。
本发明还提供了一种基于上述智能检测设备的检测方法，其包括如下步骤：
S1：将所述行走装置置于所述桥梁的起始区域，通过所述控制系统控制所述第一伸缩机构伸长，使所述第二伸缩机构和所述第三伸缩机构到达所述桥梁边缘以外；
S2：通过所述控制系统控制所述第一伸缩机构旋转，使所述第二伸缩机构和所述第三伸缩机构竖直向下；
S3：通过所述控制系统控制所述第二伸缩机构向下伸长，使所述第三伸缩机构与所述第二伸缩机构相连的一端到达所述桥梁底部以下；
S4：通过所述控制系统控制所述第三伸缩机构转动，使所述图像采集装置到达所述桥梁底部以下，且所述第三伸缩机构与所述第二伸缩机构不平行；
S5：通过所述控制系统控制所述第二伸缩机构带动所述第三伸缩机构朝所述桥梁方向旋转至所述桥梁底部，以及控制所述第三伸缩机构伸缩，将所述图像采集装置送至伸缩桥梁底部待检测部位；
S6：通过所述控制系统控制所述图像采集装置对所述桥梁底部待检测部位进行检测，驱动所述行走装置沿所述桥梁长度方向行走，完成所述桥梁底部所有待检测部位的检测。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)优化了机械臂的展开方法，最大限度减小了伸展装置展开过程行走装置重心的改变幅度，节省了展开过程需要的空间资源，在桥下和横桥向净空不够的情况依然可以完成所有臂架的伸展。
(2)采用小型电动汽车作为行走装置，方便快捷作业，车体宽度比原有履带式有增加，同时提高了车体的配重稳定性；行走装置可以进行驱动，不需要专用车辆运送，省时省力。
(3)采用电驱动，作业过程振动较小，省去了液压系统繁琐的管路，节省了行走装置空间资源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于桥梁底部的智能检测设备示意图；
图2为图1中第一伸缩机构伸长后的结构示意图；
图3为图2中第一伸缩机构旋转后的结构示意图；
图4为图3中第二伸缩机构伸长以及第三伸缩机构从第二伸缩机构上展开后的结构示意图；
图5为图4中第二伸缩机构旋转以及第三伸缩机构伸长后的结构示意图。
图中：1、行走装置；2、伸展装置；20、第一伸缩机构；200、第一伸缩臂；201、第一电动转盘；21、第二伸缩机构；210、第二伸缩臂；211、第二电动转盘；22、第三伸缩机构；220、第三伸缩臂；221、第三电动转盘。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种用于桥梁底部的智能检测设备，其包括行走装置1、伸展装置2、图像采集装置和控制系统；伸展装置2包括一端组设于行走装置1上的可绕自身轴向旋转的第一伸缩机构20、组设于第一伸缩机构20另一端并可绕自身轴向旋转的第二伸缩机构21和可折叠地组设于第二伸缩机构21远离第一伸缩机构20一端的第三伸缩机构22；图像采集装置组设于第三伸缩机构22上；控制系统与第一伸缩机构20、第二伸缩机构21、第三伸缩机构22及图像采集装置均相连，并用于控制所述图像采集装置工作、控制第一伸缩机构20的伸缩和旋转、控制第二伸缩机构21的伸缩和旋转和控制第三伸缩机构22的伸缩以及折叠和展开。
本发明在使用时，可以按照下述步骤进行：
S1：将行走装置1置于桥梁的起始区域，通过控制系统控制第一伸缩机构20伸长，使第二伸缩机构21和第三伸缩机构22到达桥梁边缘以外，参见图1和图2所示；
S2：通过控制系统控制第一伸缩机构20旋转，使第二伸缩机构21和第三伸缩机构22竖直向下，参见图3所示；
S3：通过控制系统控制第二伸缩机构21向下伸长，使第三伸缩机构22与第二伸缩机构21相连的一端到达桥梁底部以下，参见图3所示；
S4：通过控制系统控制第三伸缩机构22转动，使图像采集装置到达桥梁底部以下，且第三伸缩机构22与第二伸缩机构21不平行，参见图4所示；
S5：通过控制系统控制第二伸缩机构21带动第三伸缩机构22朝桥梁方向旋转至桥梁底部，以及控制第三伸缩机构22伸缩，将图像采集装置送至伸缩桥梁底部待检测部位，参见图5所示；
S6：通过控制系统控制图像采集装置对桥梁底部待检测部位进行检测，驱动行走装置1沿桥梁长度方向行走，完成桥梁底部所有待检测部位的检测。
本发明优化了机械臂的展开方法，采用可绕自身轴向旋转的第一伸缩机构20和第二伸缩机构21以及可以折叠在第二伸缩机构21上和从第二伸缩机构21上展开的第三伸缩机构22，伸展装置在展开过程中，不需要像现有技术中需要转动270°这样大的幅度，从而节省了展开过程需要的空间资源，在桥下和横桥向净空不够的情况依然可以完成所有臂架的伸展，由于采用伸缩方式，因此，可以最大限度减小机械臂展开过程中行走装置重心的改变幅度。
控制系统为电控系统，即控制伸展装置2采用电驱动，作业过程振动较小，省去了液压系统繁琐的管路，节省了行走装置1空间资源。
参见图1至图5所示，对上述第一伸缩机构20进一步细化，第一伸缩机构20包括与控制系统相连的第一伸缩臂200和至少一个组设于第一伸缩臂200上的第一电动转盘201，第一电动转盘201可以间隔设置两个，控制系统控制两第一电动转盘201同步工作，以保证第一伸缩臂200的稳定；第一电动转盘201组设于行走装置1上，并与控制系统相连；控制系统用于控制第一伸缩臂200的伸缩以及控制第一电动转盘201驱动第一伸缩臂200带动第二伸缩机构21旋转。
第一伸缩臂200通过伸缩的方式，将第二伸缩机构21和第三伸缩机构22送至桥边缘或回收归位，这个过程中都不会占用太多空间，也不会改变行走装置1的重心，防止了侧翻；通过第一电动转盘201驱动第一伸缩臂200绕自身轴线旋转，带动第二伸缩机构21和第三伸缩机构22旋转，在这个过程中也不会占用太多空间，也不会改变行走装置1的重心，再一次防止了侧翻。
参见图1至图5所示，对上述第二伸缩机构21进一步细化，第二伸缩机构21包括与控制系统相连的第二伸缩臂210和组设于第一伸缩机构20一端的第二电动转盘211，第二伸缩臂210一端组设于第二电动转盘211上，第二电动转盘211与控制系统相连；控制系统用于控制第二伸缩臂210的伸缩以及控制第二电动转盘211驱动第二伸缩臂210带动第三伸缩机构22旋转。
参见图1至图5所示，对上述第三伸缩机构22进一步细化，第三伸缩机构22包括与控制系统相连的第三伸缩臂220、组设于第二伸缩机构21一端的第三电动转盘221以及组设于第二伸缩机构21与第三伸缩臂220之间并用于带动第三伸缩臂220转动折叠的第一伸缩杆，第三伸缩臂220一端组设于第三电动转盘221上，图像采集装置组设于第三伸缩臂220另一端，第三电动转盘221和第一伸缩杆均与控制系统相连；控制系统用于控制第三伸缩臂220的伸缩以及控制第一伸缩杆驱动第三伸缩臂220靠近或远离第二伸缩机构21。
参见图1至图5所示，行走装置1采用汽车，优选采用电动车，方便快捷作业，车体宽度比原有履带式有增加，同时提高了车体的配重稳定性；行走装置1可以进行驱动，不用专用车辆运送，省时省力。
为了减小行走装置1被占用的空间，第二伸缩机构21可折叠地组设于第一伸缩机构20上。具体地，第二伸缩机构21与第一伸缩机构20之间组设有用于带动第二伸缩机构21转动折叠的第二伸缩杆，第二伸缩杆与控制系统相连，控制系统用于控制第二伸缩杆驱动第二伸缩机构21靠近或远离第一伸缩机构20。
下面通过一个具体的实施例说明伸展装置2的工作过程，将汽车长、宽、高分别定义为X轴、Y轴和Z轴。
伸展装置2包括第一伸缩臂200、组设于第一伸缩臂200两端的第一电动转盘201和第二电动转盘211，第二伸缩臂210一端组设于第二电动转盘211，另一端组设于第三电动转盘221上，第三电动转盘221与第三伸缩臂220相连，第一伸缩杆组设于第二伸缩臂210和第三伸缩臂220之间。
将电动汽车行驶到待检测的桥梁起始区域，控制装置控制第一伸缩臂200沿Y轴方向伸长，直至第二伸缩臂210和第三伸缩臂220到达桥梁边缘以外，参见图1和图2所示；
控制系统控制第一电动转盘201旋转，使第二伸缩臂210和第三伸缩臂220竖直向下，与Z轴平行，参见图3所示；
控制系统控制第二伸缩臂210向下伸长，直至第三伸缩臂220与第二伸缩臂210相连的一端到达桥梁底部以下，参见图3所示；
控制系统控制第一伸缩杆转动，第三伸缩臂220从第二伸缩臂210上展开，第三伸缩臂220与第二伸缩臂210垂直，图像采集装置到达桥梁底部以下，参见图4所示；
控制系统控制第二电动转盘211带动第二伸缩臂210旋转，从而带动第三伸缩臂220朝桥梁方向旋转至桥梁底部，控制系统控制第三伸缩臂220伸缩，将图像采集装置送至伸缩桥梁底部待检测部位，参见图5所示；
控制系统控制图像采集装置对桥梁底部待检测部位进行检测，驱动电动汽车沿Y轴方向行走，完成桥梁底部所有待检测部位的检测。
检测完成后，逆向进行上述过程，第一伸缩臂200、第二伸缩臂210和第三伸缩臂220回到原位。
本发明不局限于上述实施方式，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润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于，其包括：
行走装置(1)；
伸展装置(2)，其包括一端组设于所述行走装置(1)上的可绕自身轴向旋转的第一伸缩机构(20)、组设于所述第一伸缩机构(20)另一端并可绕自身轴向旋转的第二伸缩机构(21)和可折叠地组设于所述第二伸缩机构(21)远离所述第一伸缩机构(20)一端的第三伸缩机构(22)；
图像采集装置，其组设于所述第三伸缩机构(22)上；
控制系统，其与所述第一伸缩机构(20)、所述第二伸缩机构(21)、所述第三伸缩机构(22)及所述图像采集装置均相连，并用于控制所述图像采集装置工作、控制所述第一伸缩机构(20)的伸缩和旋转、控制所述第二伸缩机构(21)的伸缩和旋转和控制所述第三伸缩机构(22)的伸缩以及折叠和展开。
2.如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第一伸缩机构(20)包括与所述控制系统相连的第一伸缩臂(200)和至少一个组设于所述第一伸缩臂(200)上的第一电动转盘(201)；所述第一电动转盘(201)组设于所述行走装置(1)上，并与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第一伸缩臂(200)的伸缩以及控制所述第一电动转盘(201)驱动所述第一伸缩臂(200)带动所述第二伸缩机构(21)旋转。
3.如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第二伸缩机构(21)包括与所述控制系统相连的第二伸缩臂(210)和组设于所述第一伸缩机构(20)一端的第二电动转盘(211)，所述第二伸缩臂(210)一端组设于所述第二电动转盘(211)上，所述第二电动转盘(211)与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第二伸缩臂(210)的伸缩以及控制所述第二电动转盘(211)驱动所述第二伸缩臂(210)带动所述第三伸缩机构(22)旋转。
4.如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第三伸缩机构(22)包括与所述控制系统相连的第三伸缩臂(220)、组设于所述第二伸缩机构(21)一端的第三电动转盘(221)以及组设于所述第二伸缩机构(21)与所述第三伸缩臂(220)之间并用于带动所述第三伸缩臂(220)转动折叠的第一伸缩杆，所述第三伸缩臂(220)一端组设于所述第三电动转盘(221)上，所述图像采集装置组设于第三伸缩臂(220)另一端，所述第三电动转盘(221)和所述第一伸缩杆均与所述控制系统相连；所述控制系统用于控制所述第三伸缩臂(220)的伸缩以及控制所述第一伸缩杆驱动所述第三伸缩臂(220)靠近或远离所述第二伸缩机构(21)。
5.如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述行走装置(1)为汽车。
6.如权利要求5所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述汽车为电动车。
7.如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第二伸缩机构(21)可折叠地组设于所述第一伸缩机构(20)上。
8.如权利要求7所述的用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第二伸缩机构(21)与所述第一伸缩机构(20)之间组设有用于带动所述第二伸缩机构(21)转动折叠的第二伸缩杆，所述第二伸缩杆与所述控制系统相连，所述控制系统用于控制所述第二伸缩杆驱动所述第二伸缩机构(21)靠近或远离所述第一伸缩机构(20)。
9.一种基于如权利要求1所述的用于桥梁底部的智能检测设备的检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：将所述行走装置(1)置于所述桥梁的起始区域，通过所述控制系统控制所述第一伸缩机构(20)伸长，使所述第二伸缩机构(21)和所述第三伸缩机构(22)到达所述桥梁边缘以外；
S2：通过所述控制系统控制所述第一伸缩机构(20)旋转，使所述第二伸缩机构(21)和所述第三伸缩机构(22)竖直向下；
S3：通过所述控制系统控制所述第二伸缩机构(21)向下伸长，使所述第三伸缩机构(22)与所述第二伸缩机构(21)相连的一端到达所述桥梁底部以下；
S4：通过所述控制系统控制所述第三伸缩机构(22)转动，使所述图像采集装置到达所述桥梁底部以下，且所述第三伸缩机构(22)与所述第二伸缩机构(21)不平行；
S5：通过所述控制系统控制所述第二伸缩机构(21)带动所述第三伸缩机构(22)朝所述桥梁方向旋转至所述桥梁底部，以及控制所述第三伸缩机构(22)伸缩，将所述图像采集装置送至伸缩桥梁底部待检测部位；
S6：通过所述控制系统控制所述图像采集装置对所述桥梁底部待检测部位进行检测，驱动所述行走装置(1)沿所述桥梁长度方向行走，完成所述桥梁底部所有待检测部位的检测。
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