CN109267481B - 一种桥梁检测监控设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桥梁检测装置领域，具体的说是一种桥梁检测监控设备，包括小车、收卷机、大齿轮、伺服电机、伸缩杆和斜块；所述收卷机设在小车左侧上方位置，收卷机上设有卷绳；所述大齿轮转动连接在小车上；所述伸缩杆固连在大齿轮上，伸缩杆的伸出端铰接有滑轮；所述滑轮用于支撑和缠绕卷绳；所述斜块固连在小车上且所述斜块位于第一齿轮右侧；所述伺服电机固连在小车上，伺服电机的转轴上固连有齿状凸轮；本发明可以有效减小检测块被风吹时的摆动幅度，当需要调节角度时，通过对相应气垫充气使其膨胀，从而使检测模块倾斜一定角度，使得检测模块能拍摄不同角度的画面，增加更多检测数据，使检测结果更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁检测装置领域，具体的说是一种桥梁检测监控设备。
背景技术
桥梁为架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的建筑物。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部指主要承重结构和桥面系；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等，目前桥梁的检查设备都是车载式的，检查车在桥面上运行，检查方式大体上有两种，一种是利用支架伸到桥下，再由检查人员下到桥下进行人工检查；另一种是利用拐臂吊栏将检查人员送到桥下进行检查，作业效率低，检查作业时需要多组人员配合工作，人工成本高而且人工检查容易漏检。
现有技术中也出现了一些桥梁检测监控设备的技术方案，如申请号为201410500710的一项中国专利公开了一种桥梁检测监控设备，包括小车、转盘、伸缩机构，小车顶端安装有转盘，转盘上安装有伸缩机构，它还包含第一三轴旋转平台、检测模块、第二三轴旋转平台、标记装置、伸缩杆，第一三轴旋转平台安装在伸缩机构末端，第一三轴旋转平台上安装有检测模块，伸缩杆的一端与伸缩机构连接，伸缩杆的末端安装有第二三轴旋转平台，第二三轴旋转平台上安装有标记装置。
该技术方案通过第一三轴旋转平台旋转移动并带动检测模块，通过检测模块检测桥梁，并通过标记装置做出标记，采用三轴旋转平台移动旋转，节约动作的时间，且工作稳定，同时也节约了能源，使用方便。但是，检测模块在对指定地点进行检测时，只能从一个角度拍摄检测画面，导致指定地点其他角度的检测画面缺失，容易造成检测不精确的问题，存在一定的安全隐患。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种桥梁检测监控设备，本发明的目的在于对指定地点多角度拍摄监控画面，以保证检测的精确，杜绝由于检测不准确导致的安全隐患。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种桥梁检测监控设备，包括小车、收卷机、第一齿轮、伺服电机、伸缩杆和斜块；所述收卷机设在小车左侧上方位置，收卷机上设有卷绳；所述第一齿轮转动连接在小车上；所述伸缩杆固连在第一齿轮上，伸缩杆的伸出端铰接有滑轮；所述滑轮用于支撑和缠绕卷绳；所述斜块固连在小车上且所述斜块位于第一齿轮右侧；所述伺服电机固连在小车上，伺服电机的转轴上固连有齿状凸轮；所述齿状凸轮位于第一齿轮与斜块之间且所述齿状凸轮与第一齿轮相互啮合；所述卷绳上固连有检测底座；所述检测底座上端面中心位置设有检测模块；所述检测模块包括控制器、图像处理单元和无线发射模块；所述控制器分别与图像处理单元、无线发射模块相互连接；所述检测模块用于拍摄检测画面；所述检测底座下端固连有锥形重块；所述锥形重块小端朝下。工作时，启动伺服电机，伺服电机带动齿状凸轮转动一定角度，齿状凸轮带动第一齿轮转动一定角度，从而使固连在第一齿轮上的伸缩杆摆动到与地面平行的位置，将两辆小车推动到需要检测的桥梁的两端边缘位置，此时调节伺服电机带动齿状凸轮转动来带动第一齿轮转动从而使得伸缩杆向下摆动到合适位置，关闭伺服电机，此时启动小车上的收卷机放卷绳，利用无人机拉住卷绳一端运送到桥梁的另一侧，将卷绳的另一端固定在另一侧的小车的收卷机上，卷绳绕在滑轮的槽内，滑轮可有效减少卷绳收卷时受到的摩擦力，而且可以起到支撑作用，卷绳连接在另一侧的收卷机上后启动小车上的收卷机，小车上的收卷机收紧卷绳，另一侧的小车上的收卷机放卷绳从而带动卷绳移动，检测底座随着卷绳从桥梁底部的一侧移动到另一侧，在移动的过程中利用检测底座上的检测模块对桥梁底部拍摄画面，对拍摄到的画面进行分析检测。
所述斜块的斜面上开有凹槽；所述凹槽内设有重球；所述重球可在凹槽内自由滚动且所述重球与齿状凸轮紧密接触。工作时，启动伺服电机，伺服电机带动齿状凸轮转动，齿状凸轮在转动的过程中会压迫重球向斜面斜上方滚动，重球由于重力作用会对斜面产生一个斜向下的压力，有效防止小车一端受拉时被倾覆。
所述检测底座上端面以检测模块为中心周向均布设有四个伸缩气缸；所述伸缩气缸的伸出端固连有气垫，伸缩气缸与检测底座上端面倾角为55°。工作时，在检测底座沿着卷绳从桥梁底部的一侧移动到另一侧的过程中，移动到指定位置后停止收卷机，启动伸缩气缸，伸缩气缸带动气垫上移直至贴合桥梁底部，对一个地点拍摄画面进行检测，可有效降低风吹检测底座带来的摆动，使拍摄画面更清晰，检测更准确，拍摄好后启动收卷机继续带动检测底座移动，依次对桥梁底部检测。
所述检测底座上左侧中间转动连接有转环齿轮，检测底座上中间转动连接有第二齿轮，检测底座上固连有微型电机；所述第二齿轮固连在微型电机的转动轴上，第二齿轮位于转环齿轮右侧且所述第二齿轮与转环齿轮相互啮合；所述检测底座上固连有刚性骨架；所述刚性骨架外侧连接有橡胶圈，刚性骨架将橡胶圈分成四个独立的空腔；一个所述的空腔连通一个气垫；所述刚性骨架和橡胶圈均位于转环齿轮内且三者同中心。工作时，当需要调节检测模块角度时，启动微型电机，微型电机带动第二齿轮转动，与第二齿轮相啮合的转环齿轮相对转动，转环齿轮绕着刚性骨架外围的橡胶圈转动，在转动的过程中会对橡胶圈施加一定的压力使得橡胶圈发生变形挤压内部对应的空腔，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫内，该处气垫膨胀将检测底座向下挤压一定角度，从而使检测模块倾斜，同理，转环齿轮绕着橡胶圈转动的过程中其余三个气垫依次被充气膨胀使得检测模块倾斜，从而使检测模块可以拍摄到不同角度的画面，增大拍摄范围，使得检测更精确。
所述刚性骨架端部设有多个滑槽；所述滑槽内滑动连接有滑杆；所述滑杆一端与滑槽底部之间设有复位弹簧，滑杆另一端固连在橡胶圈内壁上。工作时，转环齿轮绕着橡胶圈不停转动的过程中会对橡胶圈施加一定的压力使得橡胶圈发生变形挤压内部空腔，橡胶圈的一个空腔受压时与该空腔相连的两个滑杆受压会向滑槽内滑动，滑杆带动相邻的两个空腔发生不同程度的变形，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫内，使得不同的气垫膨胀程度不同，从而辅助检测模块平稳地倾斜一定角度，保证检测模块拍摄的画面更清晰，检测更精确。
所述转环齿轮内壁上设有拱形橡胶块；所述拱形橡胶块与转环齿轮内壁之间设有伸缩弹簧。工作时，第二齿轮带动转环齿轮绕着橡胶圈转动，在转动的过程中，固设在转环齿轮内壁上的拱形橡胶块对橡胶圈外壁挤压使得橡胶圈外壁向内凹陷变形挤压内部空腔，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫内，该处气垫膨胀将检测底座向下挤压一定角度，从而使检测模块倾斜，有利于检测模块拍摄不同角度的画面，与此同时，拱形橡胶块受到橡胶圈对其的反向作用力向转环齿轮内壁方向发生变形，挤压气体向转环齿轮外部流动，从而可以对微型电机散热，而且可以清理检测模块上的灰尘，使得拍摄画面更清晰，检测更精确。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置锥形重块来保证检测底座随着卷绳移动时的平衡，通过伸缩气缸控制气垫贴合桥梁底部，有效减小检测底座被风吹时的摆动幅度，使得检测底座移动更平稳，检测模块拍摄画面更清晰，检测更准确。
2.本发明通过设置在斜块上的重球与齿状凸轮接触受压对斜面施加压力，有效杜绝小车一端受拉被倾覆的风险隐患。
3.本发明需要调节角度时，通过对相应气垫充气使其膨胀，从而使检测模块倾斜一定角度，使得检测模块能拍摄不同角度的画面，增加更多检测数据，使检测结果更加精确。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是检测模块的内部关系图；
图4是图2中B处放大图。
图中：小车1、收卷机2、第一齿轮3、伺服电机4、伸缩杆5、斜块6、凹槽61、卷绳7、滑轮8、齿状凸轮9、检测底座10、检测模块11、控制器111、图像处理单元112、无线发射模块113、锥形重块12、重球13、、伸缩气缸14、气垫15、转环齿轮16、第二齿轮17、刚性骨架18、滑槽181、橡胶圈19、滑杆20、复位弹簧21、拱形橡胶块22、伸缩弹簧23、微型电机24。
具体实施方式
使用图1至图4对本发明的一种桥梁检测监控设备进行如下说明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种桥梁检测监控设备，包括小车1、收卷机2、第一齿轮3、伺服电机4、伸缩杆5和斜块6；所述收卷机2设在小车1左侧上方位置，收卷机2上设有卷绳7；所述第一齿轮3转动连接在小车1上；所述伸缩杆5固连在第一齿轮3上，伸缩杆5的伸出端铰接有滑轮8；所述滑轮8用于支撑和缠绕卷绳7；所述斜块6固连在小车1上且所述斜块6位于第一齿轮3右侧；所述伺服电机4固连在小车1上，伺服电机4的转轴上固连有齿状凸轮9；所述齿状凸轮9位于第一齿轮3与斜块6之间且所述齿状凸轮9与第一齿轮3相互啮合；所述卷绳7上固连有检测底座10；所述检测底座10上端面中心位置设有检测模块11；所述检测模块11包括控制器111、图像处理单元112和无线发射模块113；所述控制器111分别与图像处理单元112、无线发射模块113相互连接；所述检测模块11用于拍摄检测画面；所述检测底座10下端固连有锥形重块12；所述锥形重块12小端朝下。工作时，启动伺服电机4，伺服电机4带动齿状凸轮9转动一定角度，齿状凸轮9带动第一齿轮3转动一定角度，从而使固连在第一齿轮3上的伸缩杆5摆动到与地面平行的位置，将两辆小车1推动到需要检测的桥梁的两端边缘位置，此时调节伺服电机4带动齿状凸轮9转动来带动第一齿轮3转动从而使得伸缩杆5向下摆动到合适位置，关闭伺服电机4，此时启动小车1上的收卷机2放卷绳7，利用无人机拉住卷绳7一端运送到桥梁的另一侧，将卷绳7的另一端固定在另一侧的小车1的收卷机2上，卷绳7绕在滑轮8的槽内，滑轮8可有效减少卷绳7收卷时受到的摩擦力，而且可以起到支撑作用，卷绳7连接在另一侧的收卷机2上后启动小车1上的收卷机2，小车1上的收卷机2收紧卷绳7，另一侧的小车1上的收卷机2放卷绳7从而带动卷绳7移动，检测底座10随着卷绳7从桥梁底部的一侧移动到另一侧，在移动的过程中利用检测底座10上的检测模块11对桥梁底部拍摄画面，对拍摄到的画面进行分析检测。
如图1所示，所述斜块6的斜面上开有凹槽61；所述凹槽61内设有重球13；所述重球13可在凹槽61内自由滚动且所述重球13与齿状凸轮9紧密接触。工作时，启动伺服电机4，伺服电机4带动齿状凸轮9转动，齿状凸轮9在转动的过程中会压迫重球13向斜面斜上方滚动，重球13由于重力作用会对斜面产生一个斜向下的压力，有效防止小车1一端受拉时被倾覆。
如图1所示，所述检测底座10上端面以检测模块11为中心周向均布设有四个伸缩气缸14；所述伸缩气缸14的伸出端固连有气垫15，伸缩气缸14与检测底座10上端面倾角为55°。工作时，在检测底座10沿着卷绳7从桥梁底部的一侧移动到另一侧的过程中，移动到指定位置后停止收卷机2，启动伸缩气缸14，伸缩气缸14带动气垫15上移直至贴合桥梁底部，对一个地点拍摄画面进行检测，可有效降低风吹检测底座10带来的摆动，使拍摄画面更清晰，检测更准确，拍摄好后启动收卷机2继续带动检测底座10移动，依次对桥梁底部检测。
如图2和图4所示，所述检测底座10上左侧中间转动连接有转环齿轮16，检测底座10上中间转动连接有第二齿轮17，检测底座10上固连有微型电机24；所述第二齿轮17固连在微型电机24的转动轴上，第二齿轮17位于转环齿轮16右侧且所述第二齿轮17与转环齿轮16相互啮合；所述检测底座10上固连有刚性骨架18；所述刚性骨架18外侧连接有橡胶圈19，刚性骨架18将橡胶圈19分成四个独立的空腔；一个所述的空腔连通一个气垫15；所述刚性骨架18和橡胶圈19均位于转环齿轮16内且三者同中心。工作时，当需要调节检测模块11角度时，启动微型电机24，微型电机24带动第二齿轮17转动，与第二齿轮17相啮合的转环齿轮16相对转动，转环齿轮16绕着刚性骨架18外围的橡胶圈19转动，在转动的过程中会对橡胶圈19施加一定的压力使得橡胶圈19发生变形挤压内部对应的空腔，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫15内，该处气垫15膨胀将检测底座10向下挤压一定角度，从而使检测模块11倾斜，同理，转环齿轮16绕着橡胶圈19转动的过程中其余三个气垫15依次被充气膨胀使得检测模块11倾斜，从而使检测模块11可以拍摄到不同角度的画面，增大拍摄范围，使得检测更精确。
如图4所示，所述刚性骨架18端部设有多个滑槽181；所述滑槽181内滑动连接有滑杆20；所述滑杆20一端与滑槽181底部之间设有复位弹簧21，滑杆20另一端固连在橡胶圈19内壁上。工作时，转环齿轮16绕着橡胶圈19不停转动的过程中会对橡胶圈19施加一定的压力使得橡胶圈19发生变形挤压内部空腔，橡胶圈19的一个空腔受压时与该空腔相连的两个滑杆20受压会向滑槽181内滑动，滑杆20带动相邻的两个空腔发生不同程度的变形，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫15内，使得不同的气垫15膨胀程度不同，从而辅助检测模块11平稳地倾斜一定角度，保证检测模块11拍摄的画面更清晰，检测更精确。
如图4所示，所述转环齿轮16内壁上设有拱形橡胶块22；所述拱形橡胶块22与转环齿轮16内壁之间设有伸缩弹簧23。工作时，第二齿轮17带动转环齿轮16绕着橡胶圈19转动，在转动的过程中，固设在转环齿轮16内壁上的拱形橡胶块22对橡胶圈19外壁挤压使得橡胶圈19外壁向内凹陷变形挤压内部空腔，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫15内，该处气垫15膨胀将检测底座10向下挤压一定角度，从而使检测模块11倾斜，有利于检测模块11拍摄不同角度的画面，与此同时，拱形橡胶块22受到橡胶圈19对其的反向作用力向转环齿轮16内壁方向发生变形，挤压气体向转环齿轮16外部流动，从而可以对微型电机24散热，而且可以清理检测模块11上的灰尘，使得拍摄画面更清晰，检测更精确。
具体工作流程如下：
工作时，启动伺服电机4，伺服电机4带动齿状凸轮9转动一定角度，齿状凸轮9带动第一齿轮3转动一定角度，从而使固连在第一齿轮3上的伸缩杆5摆动到与地面平行的位置，将两辆小车1推动到需要检测的桥梁的两端边缘位置，此时调节伺服电机4带动齿状凸轮9转动来带动第一齿轮3转动从而使得伸缩杆5向下摆动到合适位置，关闭伺服电机4，此时启动小车1上的收卷机2放卷绳7，利用无人机拉住卷绳7一端运送到桥梁的另一侧，将卷绳7的另一端固定在另一侧的小车1的收卷机2上，卷绳7绕在滑轮8的槽内，滑轮8可有效减少卷绳7收卷时受到的摩擦力，而且可以起到支撑作用，卷绳7连接在另一侧的收卷机2上后启动小车1上的收卷机2，小车1上的收卷机2收紧卷绳7，另一侧的小车1上的收卷机2放卷绳7从而带动卷绳7移动，检测底座10随着卷绳7从桥梁底部的一侧移动到另一侧，在移动的过程中利用检测底座10上的检测模块11对桥梁底部拍摄画面，对拍摄到的画面进行分析检测。齿状凸轮9在转动的过程中会压迫重球13向斜面斜上方滚动，重球13由于重力作用会对斜面产生一个斜向下的压力，有效防止小车1一端受拉时被倾覆。
在检测底座10沿着卷绳7从桥梁底部的一侧移动到另一侧的过程中，移动到指定位置后停止收卷机2，启动伸缩气缸14，伸缩气缸14带动气垫15上移直至贴合桥梁底部，对一个地点拍摄画面进行检测，可有效降低风吹检测底座10带来的摆动，使拍摄画面更清晰，检测更准确，拍摄好后启动收卷机2继续带动检测底座10移动，依次对桥梁底部检测。
当需要调节检测模块11角度时，启动微型电机24，微型电机24带动第二齿轮17转动，与第二齿轮17相啮合的转环齿轮16相对转动，转环齿轮16绕着刚性骨架18外围的橡胶圈19转动，在转动的过程中拱形橡胶块22会对橡胶圈19施加一定的压力使得橡胶圈19发生变形挤压内部的空腔，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫15内，该处气垫15膨胀将检测底座10向下挤压一定角度，从而使检测模块11倾斜，同理，转环齿轮16绕着橡胶圈19转动的过程中其余三个气垫15依次被充气膨胀使得检测模块11倾斜，从而使检测模块11可以拍摄到不同角度的画面，增大拍摄范围，使得检测更精确。与此同时，橡胶圈19的一个空腔受压时与该空腔相连的两个滑杆20受压会向滑槽181内滑动，滑杆20带动相邻的两个空腔发生不同程度的变形，从而将相应空腔内的气体压入相应的气垫15内，使得不同的气垫15膨胀程度不同，从而使检测模块11平稳地倾斜一定角度，保证检测模块11拍摄的画面更清晰，检测更精确。同时，拱形橡胶块22受到橡胶圈19对其的反向作用力向转环齿轮16内壁方向发生变形，挤压空气使得空气向转环齿轮16外部流动，从而可以对微型电机24散热，清理检测模块11上的灰尘，使得拍摄画面更清晰，检测更精确，当拱形橡胶块22收到的反向作用力减小时，拱形橡胶块22在伸缩弹簧23的作用下恢复形变进而挤压橡胶圈19。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种桥梁检测监控设备，其特征在于：包括小车(1)、收卷机(2)、第一齿轮(3)、伺服电机(4)、伸缩杆(5)和斜块(6)；所述收卷机(2)设在小车(1)左侧上方位置，收卷机(2)上设有卷绳(7)；所述第一齿轮(3)转动连接在小车(1)上；所述伸缩杆(5)固连在第一齿轮(3)上，伸缩杆(5)的伸出端铰接有滑轮(8)；所述滑轮(8)用于支撑和缠绕卷绳(7)；所述斜块(6)固连在小车(1)上且所述斜块(6)位于第一齿轮(3)右侧；所述伺服电机(4)固连在小车(1)上，伺服电机(4)的转轴上固连有齿状凸轮(9)；所述齿状凸轮(9)位于第一齿轮(3)与斜块(6)之间且所述齿状凸轮(9)与第一齿轮(3)相互啮合；所述卷绳(7)上固连有检测底座(10)；所述检测底座(10)上端面中心位置设有检测模块(11)；所述检测模块(11)包括控制器(111)、图像处理单元(112)和无线发射模块(113)；所述控制器(111)分别与图像处理单元(112)、无线发射模块(113)相互连接；所述检测模块(11)用于拍摄检测画面；所述检测底座(10)下端固连有锥形重块(12)；所述锥形重块(12)小端朝下；
所述斜块(6)的斜面上开有凹槽(61)；所述凹槽(61)内设有重球(13)；所述重球(13)可在凹槽(61)内自由滚动且所述重球(13)与齿状凸轮(9)紧密接触；
所述检测底座(10)上端面以检测模块(11)为中心周向均布设有四个伸缩气缸(14)；所述伸缩气缸(14)的伸出端固连有气垫(15)，伸缩气缸(14)与检测底座(10)上端面倾角为55°；
所述检测底座(10)上左侧中间转动连接有转环齿轮(16)，检测底座(10)上中间转动连接有第二齿轮(17)，检测底座(10)上固连有微型电机(24)；所述第二齿轮(17)固连在微型电机(24)的转动轴上，第二齿轮(17)位于转环齿轮(16)右侧且所述第二齿轮(17)与转环齿轮(16)相互啮合；所述检测底座(10)上固连有刚性骨架(18)；所述刚性骨架(18)外侧连接有橡胶圈(19)，刚性骨架(18)将橡胶圈(19)分成四个独立的空腔；一个所述的空腔连通一个气垫(15)；所述刚性骨架(18)和橡胶圈(19)均位于转环齿轮(16)内且三者同中心。
2.根据权利要求书1所述的一种桥梁检测监控设备，其特征在于：所述刚性骨架(18)端部设有多个滑槽(181)；所述滑槽(181)内滑动连接有滑杆(20)；所述滑杆(20)一端与滑槽(181)底部之间设有复位弹簧(21)，滑杆(20)另一端固连在橡胶圈(19)内壁上。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁检测监控设备，其特征在于：所述转环齿轮(16)内壁上设有拱形橡胶块(22)；所述拱形橡胶块(22)与转环齿轮(16)内壁之间设有伸缩弹簧(23)。
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2018
- 2018-11-29 CN CN201811437963.2A patent/CN109267481B/zh active Active
Patent Citations (6)
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