CN108827566B - 桥梁裂纹检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁裂纹检测装置，包括缆绳专用车，裂纹检测小车，缆绳专用车安装在桥梁两侧，以桥梁的栏杆作为运动轨道，并通过两根承载缆绳连接裂纹检测小车，作为裂纹检测小车的运动轨道，以及通过牵引缆绳连接裂纹检测小车，为裂纹检测小车提供动力；裂纹检测小车包括小车机架、工控机、数据采集装置、工作台移动机构、爬梯轮和承载缆绳夹紧装置，小车机架上安装有数据采集装置，实现对桥梁进行数据采集并将其储存到工控机上，并通过RS485网络传输到数据处理中心，实现对裂纹的自动采集和分析。本发明具有操作简单、高效、成本低、并且对桥梁交通无影响等优点。

Description

桥梁裂纹检测装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁裂纹检测装置，具体地说是采用CMOS摄像头对桥梁裂纹进行数据采集，通过辅助的机械机构将采集数据通过RS485网络传输到数据处理中心，属于一种机械检测设备。

背景技术

对桥梁定期检测，有助于了解桥梁的使用状态，通过制定合理的维修方案有助于保障桥梁在服役期的安全性。目前对桥梁的传统检测方法主要有脚手架、吊篮和桥梁检测车，通过搭建脚手架对桥梁裂纹进行检测的作业效率低，采用吊篮的作业方式需要多组人员的配合，人工成本较高而且存在着安全隐患，而桥梁检测车作业时会占用车道，阻碍交通，因此发明一种能实现远程操控的裂纹检测小车成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明是要提供一种桥梁裂纹检测装置，该装置具有两部分，一部分是置于桥梁上的缆绳专用车，分别安置在桥梁上栏杆两侧，以桥梁栏杆作为运动轨道，其内部的电机经减速机减速，驱动牵引缆绳，实现检测小车的移动；另一部分是用于采集桥梁裂纹的裂纹检测小车，该裂纹检测小车以承载缆绳作为运动轨道，以牵引揽绳作为裂纹检测小车的动力，同时采集数据的CMOS摄像头工作平台依靠步进电机驱动同步带运动实现纵向的移动，并通过RS485网络传输采集数据，并通过后端的数据自动分析使得整体采集过程具有简单、高效、成本低、并且对桥梁交通无影响等优点。

本发明的技术解决方案是这样实现的 ： 一种桥梁裂纹检测装置，包括缆绳专用车、裂纹检测小车，所述缆绳专用车安装在桥梁两侧，以桥梁的栏杆作为运动轨道，并通过两根承载缆绳连接裂纹检测小车，作为裂纹检测小车的运动轨道，以及通过牵引缆绳连接裂纹检测小车，为裂纹检测小车提供动力；所述缆绳专用车包括缆绳车机架、支架、支架升降机构、支架伸缩机构、承载缆绳收缩装置、牵引缆绳运动装置，支架后端连接支架伸缩机构，支架伸缩机构通过支架升降机构连接缆绳车机架；所述支架升降机构由圆形手轮I、丝杠轴I、轴承座组件I、螺母传动架组成；丝杠轴I通过轴承座组件I安装在缆绳车机架上端，并通过螺母传动架连接支架伸缩机构，丝杠轴I上端固定连接圆形手轮I；所述支架伸缩机构由圆形手轮II、丝杠轴II、滚动轴承I、滚动轴承II、轴承盖、螺母传动架、丝杠螺纹套组成；丝杠螺纹套一端连接支架，另一端置于螺母传动架内，丝杠螺纹套通过丝杠轴II连接圆形手轮II，且丝杠轴II与丝杠螺纹套之间螺纹连接，丝杠轴II与螺母传动架之间通过滚动轴承I、滚动轴承II连接；所述承载缆绳收缩装置由电机I、减速机、联轴器I、缆绳轴I、轴承座组件II、轴承座组件III、轴承座支撑架I、轴承座支撑架II组成；电机I通过减速机、联轴器I连接缆绳轴I，缆绳轴I一端通过轴承座组件II连接轴承座支撑架I，另一端通过轴承座组件III连接轴承座支撑架II；所述牵引缆绳运动装置电机II、电机支撑架、联轴器II、缆绳轴II、轴承座组件IV、轴承座组件V、轴承座支撑架III、轴承座支撑板IV组成；电机II安装在电机支撑架上，并通过联轴器II连接缆绳轴II，缆绳轴II一端通过轴承座组件IV连接轴承座支撑架III，另一端通过轴承座组件V连接轴承座支撑板IV；所述支架升降机构与支架伸缩机构通过螺母传动架连接在一起，丝杠轴I和螺母传动架形成一对上下传动副，丝杠轴II和螺母传动架形成一对左右传动副，实现支架上下左右的移动，更好的贴合桥梁栏杆；承载缆绳缠绕在缆绳轴I上，电机I在经过减速机、联轴器I传输扭矩到缆绳轴I作旋转运动，拉紧一组承载缆绳作为裂纹检测小车的左侧运动轨道，拉紧另一组承载缆绳作为右侧运动轨道；牵引缆绳缠绕在缆绳轴II上，电机II经过联轴器II传输扭矩到缆绳轴II作旋转运动，牵引裂纹检测小车运动；所述裂纹检测小车包括裂纹检测小车机架、工控机、爬梯轮、数据采集装置；由PLC、步进电机、同步带轮I、同步带轮II、同步带、同步带夹紧板、工作台连接架、由固定轴承座组件、工作台、导轨、滑块组成的工作台移动机构；由滑轮组件支撑架I、滑轮组件支撑架II、滑轮组件Ι、滑轮轴I、滑轮组件II、滑轮轴II、滑轮组件III、滑轮轴III、滑轮组件IV、滑轮轴IV、合页、搭扣锁组成的承载缆绳夹紧装置；同步带轮I、同步带轮II、同步带形成一对传动副，同步带压紧板将同步带固定在工作台连接架上，数据采集装置安装在工作台上并通过螺钉压紧在工作台连接架上，步进电机在PLC的控制下作旋转运动，实现数据采集装置的移动；滑轮组件I安装在滑轮轴I上，滑轮轴I通过螺母压紧在滑轮组件支撑架I上，滑轮组件II安装在滑轮轴II上，滑轮轴II通过螺母压紧在滑轮组件支撑架II上，滑轮组件I、II夹持承载缆绳，并在搭扣锁的作用下夹紧承载缆绳，滑轮组件III安装在滑轮轴III上，滑轮轴III通过螺母压紧在滑轮组件支撑架I上，滑轮组件IV安装在滑轮轴IV上，滑轮轴IV通过螺母压紧在滑轮组件支撑架II上，滑轮组件III、IV夹持承载缆绳，并在搭扣锁的作用下夹紧承载缆绳，整体构成承载缆绳夹紧装置，左右各安装一组，实现对两根承载缆绳的夹紧；爬梯轮安装在裂纹检测小车机架上，在遇到障碍物时可以有效越过；牵引缆绳连接牵引环，牵引环固定在裂纹检测小车机架上，在牵引缆绳的作用下实现裂纹检测小车的移动。

进一步，所述支架上安装有导向轮，并可根据不同栏杆进行位置调整。

进一步，所述的数据采集装置包括CMOS摄像头和光源发射器。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于 ：

1、检查作业不用封闭桥梁，可随时进行工作 ；

2、结构简单、自重轻、工作效率高、节能、环保 ；

3、操作人员不用现场作业，避免了桥上、桥下人工分组协同作业的现象，排除安全隐患，降低人工成本。

4、实现远程控制与远程数据传输，提高信息传递的速度。

附图说明

图1是本发明的桥梁裂纹检测装置工作时的结构示意图；

图2是本发明的缆绳专用车的结构示意图；

图3是本发明的缆绳专用车支架伸缩机构的结构示意图；

图4是本发明的缆绳专用车承载缆绳收缩装置的结构示意图；

图5是本发明的缆绳专用车牵引缆绳运动装置的结构示意图；

图6是本发明的裂纹检测小车的结构示意图；

图7是本发明的裂纹检测小车承载缆绳夹紧装置的结构示意图；

图8是本发明的裂纹检测小车工作台与同步带连接结构的示意图；

图中各个标号的含义为：1、承载缆绳I，2、牵引缆绳，3、承载缆绳，4、桥梁栏杆，5、缆绳专用车，6、裂纹检测小车；

5-1、支架，5-2、缆绳车机架，5-3、螺母传动架，5-4、轴承座组件I，5-5、丝杠轴I，5-6、圆形手轮I，5-7、圆形手轮II，5-8、丝杠轴II，5-9、轴承盖，5-10、滚动轴承I，5-11、滚动轴承II，5-12、丝杠螺纹套，5-13、轴承座组件II，5-14、轴承座支撑架I，5-15、缆绳轴I，5-16、轴承座支撑架II，5-17、轴承座组件III，5-18、联轴器I，5-19、电机I，5-20、减速机，5-21、轴承座组件IV，5-22、轴承座支撑架III，5-23、缆绳轴II，5-24、轴承座支撑架IV，5-25、轴承座组件V，5-26、联轴器II，5-27、电机支撑架，5-28、电机II；

6-1、裂纹检测小车机架，6-2、滑轮组件支撑架I，6-3、滑轮轴I，6-4、滑轮组件I，6-5、搭扣锁，6-6、合页，6-7、滑轮轴II，6-8、滑轮组件II，6-9、滑轮组件支撑架II，6-10、爬梯轮，6-11、步进电机，6-12、同步带轮I，6-13、同步带，6-14、工控机，6-15、数据采集装置，6-16、工作台，6-17、导轨，6-18、牵引环，6-19、PLC，6-20、同步带轮II，6-21、固定轴承座组件，6-22、滑轮轴III，6-23、滑轮组件III，6-24、滑轮轴IV，6-25、滑轮组件IV，6-26、滑块，6-27、同步带夹紧板，6-28、工作台连接架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的桥梁裂纹检测装置，包括缆绳专用车5和裂纹检测小车6，缆绳专用车5安装在桥梁两侧，以桥梁的栏杆4作为运动轨道，同时引出承载缆绳1、3作为裂纹检测小车6的运动轨道，引出牵引缆绳2为裂纹检测小车提供动力。

如图2-5所示，缆绳专用车5包括缆绳车机架5-2、支架5-1、支架升降机构、支架伸缩机构、承载缆绳收缩装置、牵引缆绳运动装置。支架5-1后端连接支架伸缩机构，支架伸缩机构通过支架升降机构连接缆绳车机架5-2。支架升降机构由圆形手轮I5-6、丝杠轴I5-5、轴承座组件I5-4、螺母传动架5-3等组成。丝杠轴I5-5通过轴承座组件I5-4安装在缆绳车机架5-2上端，并通过螺母传动架5-3连接支架伸缩机构，丝杠轴I5-5上端固定连接圆形手轮I5-6。

如图3所示，支架伸缩机构由圆形手轮II5-7、丝杠轴II5-8、滚动轴承I5-10、滚动轴承II5-11、轴承盖5-9、螺母传动架5-3、丝杠螺纹套5-12等组成。丝杠螺纹套5-12一端连接支架5-1，另一端置于螺母传动架5-3内，丝杠螺纹套5-12通过丝杠轴II5-8连接圆形手轮II5-7，且丝杠轴II5-8与丝杠螺纹套5-12之间螺纹连接，丝杠轴II5-8与螺母传动架5-3之间通过滚动轴承I5-10、滚动轴承II5-11连接。

如图4所示，承载缆绳收缩装置由电机I5-19、减速机5-20、联轴器I5-18、缆绳轴I5-15、轴承座组件II5-13、轴承座组件III5-17、轴承座支撑架I5-14、轴承座支撑架II5-16等组成。电机I5-19通过减速机5-20、联轴器I5-18连接缆绳轴I5-15，缆绳轴I5-15一端通过轴承座组件II5-13连接轴承座支撑架I5-14，另一端通过轴承座组件III5-17连接轴承座支撑架II5-16。

如图5所示，牵引缆绳运动装置由电机II5-28、电机支撑架5-27、联轴器II5-26、缆绳轴II5-23、轴承座组件IV5-21、轴承座组件V5-25、轴承座支撑架III5-22、轴承座支撑板IV5-24等组成。电机II5-28安装在电机支撑架5-27，并通过联轴器II5-26连接缆绳轴II5-23，缆绳轴II5-23一端通过轴承座组件IV5-21连接轴承座支撑架III5-22，另一端通过轴承座组件V5-25连接轴承座支撑板IV5-24。

支架升降机构同支架伸缩机构通过螺母传动架5-3传动连结在一起，丝杠轴I5-5和螺母传动架5-3形成一对上下传动副，丝杠轴II5-8和螺母传动架5-3形成一对左右传动副，实现支架5-1上下左右的移动，更好的贴合桥梁栏杆4；承载缆绳1缠绕在缆绳轴I5-15上，电机I5-19在经过减速机5-20、联轴器I5-18传输扭矩到缆绳轴I5-15作旋转运动，拉紧承载缆绳1作为裂纹检测小车的左侧运动轨道，另一组承载缆绳收缩装置拉紧承载缆绳3作为右侧运动轨道；牵引缆绳2围绕在缆绳轴II5-23上，电机II5-28经过联轴器II5-26传输扭矩到缆绳轴II5-23作旋转运动，牵引裂纹检测小车6运动。

如图6-8所示，裂纹检测小车6中同步带轮I6-12、同步带轮II6-20、同步带6-13形成一对传动副，同步带压紧板6-27将同步带6-13固定在工作台连接架6-28上，数据采集装置6-15安装在工作台6-16上并通过螺钉压紧在工作台连接架6-28上，步进电机6-11在PLC6-1的控制下作旋转运动，实现数据采集装置6-15的移动；滑轮组件I6-4安装在滑轮轴I6-3上，滑轮轴I6-3被螺母压紧在滑轮组件支撑架I6-2上，滑轮组件II6-8安装在滑轮轴II6-7上，滑轮轴II6-7被螺母压紧在滑轮组件支撑架II6-9上，滑轮组件I6-4、II6-8夹持承载缆绳，在搭扣锁6-5的作用下夹紧承载缆绳，滑轮组件III6-23安装在滑轮轴III6-22上，滑轮轴III6-22被螺母压紧在滑轮组件支撑架I6-2上，滑轮组件IV6-25安装在滑轮轴IV6-24上，滑轮轴IV6-24被螺母压紧在滑轮组件支撑架II6-9上，滑轮组件III6-23、IV6-25夹持承载缆绳，在搭扣锁的作用下夹紧承载缆绳，整体构成承载缆绳夹紧装置，左右各安装一组，实现对承载缆绳1、3的夹紧；爬梯轮6-10安装在裂纹检测小车机架6-1上，在遇到障碍物时可以有效越过；牵引缆绳2连接牵引环6-18，牵引环6-18固定在裂纹检测小车机架6-1上，在牵引缆绳2的作用下实现裂纹检测小车6的移动。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种桥梁裂纹检测装置，包括缆绳专用车(5)、裂纹检测小车(6)，其特征在于：所述缆绳专用车(5)安装在桥梁两侧，以桥梁的栏杆(4)作为运动轨道，并通过两根承载缆绳连接裂纹检测小车(6)，作为裂纹检测小车(6)的运动轨道，以及通过牵引缆绳(2)连接裂纹检测小车(6)，为裂纹检测小车(6)提供动力；所述缆绳专用车(5)包括缆绳车机架(5-2)、支架(5-1)、支架升降机构、支架伸缩机构、承载缆绳收缩装置、牵引缆绳运动装置，支架(5-1)后端连接支架伸缩机构，支架伸缩机构通过支架升降机构连接缆绳车机架(5-2)；所述支架升降机构由圆形手轮I(5-6)、丝杠轴I(5-5)、轴承座组件I(5-4)、螺母传动架(5-3)组成；丝杠轴I(5-5)通过轴承座组件I(5-4)安装在缆绳车机架(5-2)上端，并通过螺母传动架(5-3)连接支架伸缩机构，丝杠轴I(5-5)上端固定连接圆形手轮I(5-6)；所述支架伸缩机构由圆形手轮II(5-7)、丝杠轴II(5-8)、滚动轴承I(5-10)、滚动轴承II(5-11)、轴承盖(5-9)、螺母传动架(5-3)、丝杠螺纹套(5-12)组成；丝杠螺纹套(5-12)一端连接支架(5-1)，另一端置于螺母传动架(5-3)内，丝杠螺纹套(5-12)通过丝杠轴II(5-8)连接圆形手轮II(5-7)，且丝杠轴II(5-8)与丝杠螺纹套(5-12)之间螺纹连接，丝杠轴II(5-8)与螺母传动架(5-3)之间通过滚动轴承I(5-10)、滚动轴承II(5-11)连接；所述承载缆绳收缩装置由电机I(5-19)、减速机(5-20)、联轴器I(5-18)、缆绳轴I(5-15)、轴承座组件II(5-16)、轴承座组件III(5-17)、轴承座支撑架I(5-14)、轴承座支撑架II(5-16)组成；电机I(5-19)通过减速机(5-20)、联轴器I(5-18)连接缆绳轴I(5-15)，缆绳轴I(5-15)一端通过轴承座组件II(5-13)连接轴承座支撑架I(5-14)，另一端通过轴承座组件III(5-17)连接轴承座支撑架II(5-16)；所述牵引缆绳运动装置由 电机II(5-28)、电机支撑架(5-27)、联轴器II(5-26)、缆绳轴II(5-23)、轴承座组件IV(5-21)、轴承座组件V(5-25)、轴承座支撑架III(5-22)、轴承座支撑板IV(5-24)组成；电机II(5-28)安装在电机支撑架(5-27)上，并通过联轴器II(5-26)连接缆绳轴II(5-23)，缆绳轴II(5-23)一端通过轴承座组件IV(5-21)连接轴承座支撑架III(5-22)，另一端通过轴承座组件V(5-25)连接轴承座支撑板IV(5-24)；所述支架升降机构与支架伸缩机构通过螺母传动架(5-3)连接在一起，丝杠轴I(5-5)和螺母传动架(5-3)形成一对上下传动副，丝杠轴II(5-8)和螺母传动架(5-3)形成一对左右传动副，实现支架(5-1)上下左右的移动，更好的贴合桥梁栏杆(4)；承载缆绳(1)缠绕在缆绳轴I(5-15)上，电机I(5-19)在经过减速机(5-20)、联轴器I(5-18)传输扭矩到缆绳轴I(5-15)作旋转运动，拉紧一组承载缆绳作为裂纹检测小车的左侧运动轨道，拉紧另一组承载缆绳作为右侧运动轨道；牵引缆绳(2)缠绕在缆绳轴II(5-23)上，电机II(5-28)经过联轴器II(5-26)传输扭矩到缆绳轴II(5-23)作旋转运动，牵引裂纹检测小车(6)运动；所述裂纹检测小车(6)包括裂纹检测小车机架(6-1)、工控机(6-14)、爬梯轮(6-10)、数据采集装置(6-15)；由PLC(6-19)、步进电机(6-11)、同步带轮I(6-12)、同步带轮II(6-20)、同步带(6-13)、同步带夹紧板(6-27)、工作台连接架(6-28)、固定轴承座组件(6-21)、工作台(6-16)、导轨(6-17)、滑块(6-26)组成的工作台移动机构；由滑轮组件支撑架I(6-2)、滑轮组件支撑架II(6-9)、滑轮组件Ι(6-4)、滑轮轴I(6-3)、滑轮组件II(6-8)、滑轮轴II(6-7)、滑轮组件III(6-23)、滑轮轴III(6-22)、滑轮组件IV(6-25)、滑轮轴IV(6-24)、合页(6-6)、搭扣锁(6-5)组成的承载缆绳夹紧装置；同步带轮I(6-12)、同步带轮II(6-20)、同步带(6-13)形成一对传动副，同步带压紧板(6-27)将同步带(6-13)固定在工作台连接架(6-28)上，数据采集装置(6-15)安装在工作台(6-16)上并通过螺钉压紧在工作台连接架(6-28)上，步进电机(6-11)在PLC(6-1)的控制下作旋转运动，实现数据采集装置(6-15)的移动；滑轮组件I(6-4)安装在滑轮轴I(6-3)上，滑轮轴I(6-3)通过螺母压紧在滑轮组件支撑架I(6-2)上，滑轮组件II(6-8)安装在滑轮轴II(6-7)上，滑轮轴II(6-7)通过螺母压紧在滑轮组件支撑架II(6-9)上，滑轮组件I(6-4)、滑轮组件II(6-8)夹持承载缆绳，并在搭扣锁(6-5)的作用下夹紧承载缆绳，滑轮组件III(6-23)安装在滑轮轴III(6-22)上，滑轮轴III(6-22)通过螺母压紧在滑轮组件支撑架I(6-2)上，滑轮组件IV(6-25)安装在滑轮轴IV(6-24)上，滑轮轴IV(6-24)通过螺母压紧在滑轮组件支撑架II(6-9)上，滑轮组件III(6-23)、滑轮组件IV(6-25)夹持承载缆绳，并在搭扣锁的作用下夹紧承载缆绳，整体构成承载缆绳夹紧装置，左右各安装一组，实现对两根承载缆绳的夹紧；爬梯轮(6-10)安装在裂纹检测小车机架(6-1)上，在遇到障碍物时可以有效越过；牵引缆绳(2)连接牵引环(6-18)，牵引环(6-18)固定在裂纹检测小车机架(6-1)上，在牵引缆绳(2)的作用下实现裂纹检测小车(6)的移动。

2.根据权利要求1所述的桥梁裂纹检测装置，其特征在于：所述支架(5-1)上安装有导向轮，并可根据不同栏杆进行位置调整。

3.根据权利要求1所述的桥梁裂纹检测装置，其特征在于：所述的数据采集装置(6-15)包括CMOS摄像头和光源发射器。