CN109356206A - 一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，用于桩基水下检测，包括吊装机构以及与吊装机构的动力输出端连接的环绕型检测机构；所述环绕型检测机构包括若干能够均匀分布在桩基外围的检测模块(2)，各检测模块(2)均配装有滚轴与桩基轴向垂直、轮面能够沿着桩基外壁移动的滑动轮，且相邻的两个检测模块(2)之间通过铰链结构连接；所述的检测模块，包括滑动机构(21)、与滑动机构(21)的动力输出端连接的支座(22)、固定安装在支座上的成像系统(24)。因此，本发明通过各检测模块的相互组合，通过数据处理器对水下摄像机传回的图像进行处理，可实现对不同形状及大小的桥梁桩基进行360°的水下全景检测，具有检测安全、方便、高效的优点。

Description

一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置

技术领域

本发明属于桥梁检测技术领域，涉及一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置。

背景技术

随着经济高速发展，我国的基础设施建设越来越快，其中桥梁工程得到进一步发展，桥梁桩基类型也越来越多样化和复杂化，桩基对于各种地形及地质条件具有良好的适应性，在桥梁工程建设中被广泛应用。桩基作为整个桥梁结构的主要承重构件，承受上部结构传来的荷载，其质量的好坏关乎整个结构的运营期限。由于设计、施工以及桩基周围水流冲刷等影响，桥梁桩基可能会出现一定的质量缺陷，如空洞、混凝土离析、露筋、蜂窝等，随着时间的推移，此类质量缺陷会变得更加严重，将对桩基的结构造成不良影响，进而使整个桥梁结构存在安全隐患。

因此，为使整个桥梁结构处于安全状态，需定期对桥梁桩基进行检测，关于桩基检测的方法很多，如超声波检测技术、钻芯法、超声波CT技术、探地雷达测试等，对于处于水面以下的桥梁桩基行检测，目前的检测方法大多不便，往往需要检测人员潜水对桩基摄像，对桩身表面进行近距离观察检测，水面以下地质环境及水流对于检测人员的检测作业影响很大，会产生诸多不利影响，从而导致此类检测方法效率较低，同时又使进行作业的检测人员存在一定的安全隐患。

因此，需要一种新的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有桥梁桩基检测技术，提供了一种新的能适用于不同形状及大小桥梁桩基水下检测装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的桥梁桩基水下检装置采用如下技术方案：

一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，用于桩基水下检测，包括吊装机构以及与吊装机构的动力输出端连接的环绕型检测机构；所述环绕型检测机构包括若干能够均匀分布在桩基外围的检测模块(2)，各检测模块(2)均配装有滚轴与桩基轴向垂直、轮面能够沿着桩基外壁移动的滑动轮，且相邻的两个检测模块(2)之间通过铰链结构连接；

所述的检测模块，包括滑动机构(21)、与滑动机构(21)的动力输出端连接的支座(22)、固定安装在支座上的成像系统(24)；

所述成像系统(24)，包括水下摄像机，该水下摄像机的摄像头面向桩基布置；相邻两个检测模块的水下摄像机的摄像范围存在重叠；

所述支座在滑动机构(21)的驱动下，能够带动成像系统相对于桩基做直线往复运动；

所述环绕型检测机构在吊装机构的驱动下，促使各检测模块(2)均能够通过各自配置的滑动轮同步沿着桩基轴向移动。

所述的滑动机构(21)包括电机(213)、与电机(213)的动力输出轴(215)连接的齿轮(214)、可伸缩杆(212)；电机(213)的底座固定安装在支座(22)上，而可伸缩杆(212)的两端则通过轴承支撑在支座(22)上，且可伸缩杆(212)上沿着杆体的延伸方向设置有与齿轮相啮合的齿槽，同时可伸缩杆(212)朝向桩基的一端安装滑动轮(211)，而另一端则具有防止可伸缩杆脱离支座的限位部件(212a)；

电机(213)工作时，能够通过驱动齿轮(214)，进而带动可伸缩杆(212)相对于桩基做直线往复运动；

当可伸缩杆(212)的端部具有的滑动轮与桩基相触后，电机(213)的继续工作，将促使齿轮(214)带动支座(22)相对于桩基做直线往复运动。

进一步地，所述滑动轮(211)通过支撑板(211a)安装到可伸缩杆(212)的端部；所述的支撑板(211a)为U形板；滑动轮(211)夹持在U形板中，且U形板的两个侧臂与其中的滑动轮具有贯穿的通孔，通孔中配装固定轴(211b)。

进一步地，所述电机(213)安装在机箱(215)中，且电机(213)的动力输出轴(215)穿过机箱(215)安装，同时电机(213)的动力输出轴(215)通过轴承支撑于机箱(215)，并与机箱(215)之间密封。

进一步地，所述的限位部件(212a)为防脱块，该防脱块安装在可伸缩杆(212)的端部。

进一步地，所述的支座(22)包括电机固定板(221)、成像系统固定板(222)、防脱板(223)，成像系统固定板(222)、防脱板(223)相对地平行置放，电机固定板(221)置于成像系统固定板(222)、防脱板(223)之间，且电机固定板(221)一端与成像系统固定板(222)固定，另一端则与防脱板(223)固定；

电机(213)固定安装在电机固定板(221)上；齿轮(214)悬挂安装在电机(213)的动力输出轴(215)端部；

可伸缩杆(212)一端穿过成像系统固定板(222)后安装滚轮，另一端则穿过防脱板(223)后安装限位部件；可伸缩杆(212)与像系统固定板(222)之间、可伸缩杆(212)与防脱板(223)之间均配装有轴承；

水下摄像机安装在成像系统固定板(222)上。

进一步地，成像系统固定板(222)的上端设置有吊孔(222a)，吊装机构通过(222a)与检测模块(2)连接；

成像系统固定板(222)的一侧设置有两个内孔柱，分别为第一连接孔柱(222d)、第二连接孔柱(222e)，另一侧设置一个孔，为第三连接孔柱(222f)；

相邻的两个检测模块(2)之间，其中一个检测模块的第三连接孔柱(222f)能够嵌入另一个检测模块的第一连接孔柱(222d)、第二连接孔柱(222e)之间，拼接形成一根贯穿的条状孔柱；

相邻的两个检测模块(2)之间的铰链通过在条状孔柱中安装栓杆(231)而形成；

所述栓杆(231)一端设置有端帽，另一端依次穿过第一连接孔柱(222d)、第三连接孔柱(222f)、第二连接孔柱(222e)后，通过螺帽(232)旋紧固定；栓杆(231)的端帽与第一连接孔柱(222d)之间具有垫片(233)。

进一步地，水下摄像机安装在可伸缩杆(212)下方的成像系统固定板(222)上；且水下摄像机的摄像头两侧分别安装有两组光源，分别为第一光源(241)、第二光源(242)。

进一步地，所述成像系统固定板(222)上具有横向线孔(222b)、竖向线孔(222c)；电机固定板(221)上具有电机线孔(221a)；第一光源、第二光源、水下摄像机分别通过穿过横向线孔(222c)布置的水密线与图像处理器(11)、电源对应连接；电机通过依次穿过电机线孔(221a)、竖向线孔(222c)布置的水密线分别与控制器、电源连接；图像处理器(11)、控制器、电源集成安装在成像系统固定板(222)上。

进一步地，所述的吊装机构包括卷扬机(31)、定滑轮(32)、钢丝绳(33)；钢丝绳(33)的一端与卷扬机(31)的输出端连接，另一端通过定滑轮(32)导向后，与环绕型检测机构连接。

有益效果：本发明实现了桥梁桩基水下检测的需要，通过各检测模块之间通过铰链结构形成铰接连接，能够实现对于不同形状不同大小桥梁桩基进行360°全景检测，解决了人工水下检测的不利现状，提升了桥梁桩基水下检测的效率与安全；另外，本发明将各检测模块通过铰链结构组装成环绕状检测机构，使得该环绕状检测机构安装到桩基外围时能够通过吊装机构整体运输，且相邻两个检测模块的拍摄范围存在重合，使得桩基的360°全景检测成为现实；再有，本发明因为采用环绕型检测机构，并通过滚轮与桩基表面接触，由此可知，本发明可以有效地保持拍摄焦距，尤其适用于拍摄水流湍急下的桩基外观。

附图说明

图1是本发明的检测模块结构示意图；

图2是本发明的滑动机构分解图；

图3是本发明的成像系统及支座示意图；

图4是本发明的圆形桩基检测整体结构示意图；

图5是本发明的其它形状桩基检测整体结构示意图；

图6是本发明的吊装示意图；

图7是本发明的结构简图；

图1至7中：数据处理器1、图像处理器11、控制器12、检测模块2、滑动机构21、滑动轮211、支撑板211a、固定轴211b、轮身211c、可伸缩杆212、防脱块212a、电机213、输出轴213a、齿轮214、机箱215、支座22、电机固定板221、电机线孔221a、成像系统固定板222、吊孔222a、、横向线孔222b、竖向线孔222c、第一连接孔柱222d、第二连接孔柱222e、第三连接孔柱222f、第一滑动机构孔222g、防脱板223、第二滑动机构孔223a、铰链结构23、栓杆231、螺帽232、垫片233、成像系统24、第一光源241、第二光源242、水下摄像机243、检测车3、卷扬机31、定滑轮32、钢丝绳33。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明面不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1至图7所示，本发明所述的能适用于不同形状及大小桩基的水下检测装置，包括吊装机构以及与吊装机构的动力输出端连接的环绕型检测机构；所述环绕型检测机构包括若干能够均匀分布在桩基外围的检测模块2，各检测模块2均配装有滚轴与桩基轴向垂直、轮面能够沿着桩基外壁移动的滑动轮，且相邻的两个检测模块2之间通过铰链结构连接；

所述的检测模块，包括滑动机构21、与滑动机构21的动力输出端连接的支座22、固定安装在支座上的成像系统24；

所述成像系统24，包括水下摄像机，该水下摄像机的摄像头面向桩基布置；相邻两个检测模块的水下摄像机的摄像范围存在重叠；

所述支座在滑动机构21的驱动下，能够带动成像系统相对于桩基做直线往复运动；

所述环绕型检测机构在吊装机构的驱动下，促使各检测模块2均能够通过各自配置的滑动轮同步沿着桩基轴向移动。

所述的滑动机构21包括电机213、与电机213的动力输出轴215连接的齿轮214、可伸缩杆212；电机213的底座固定安装在支座22上，而可伸缩杆212的两端则通过轴承支撑在支座22上，且可伸缩杆212上沿着杆体的延伸方向设置有与齿轮相啮合的齿槽，同时可伸缩杆212朝向桩基的一端安装滑动轮211，而另一端则具有防止可伸缩杆脱离支座的限位部件212a；

电机213工作时，能够通过驱动齿轮214，进而带动可伸缩杆212相对于桩基做直线往复运动；

当可伸缩杆212的端部具有的滑动轮与桩基相触后，电机213的继续工作，将促使齿轮214带动支座22相对于桩基做直线往复运动。

进一步地，所述成像系统固定板222上具有横向线孔222b、竖向线孔222c；电机固定板221上具有电机线孔221a；第一光源、第二光源、水下摄像机分别通过穿过横向线孔222c布置的水密线与图像处理器11、电源对应连接；电机通过依次穿过电机线孔221a、竖向线孔222c布置的水密线分别与控制器、电源连接；图像处理器11、控制器、电源集成安装在成像系统固定板222上。

进一步地，所述的吊装机构包括卷扬机31、定滑轮32、钢丝绳33；卷扬机31固定在检测车3上，定滑轮32也支撑在检测车3上。钢丝绳33的一端与卷扬机31的输出端连接，另一端通过定滑轮32导向后，与环绕型检测机构连接。

附图1-7详细地公开了本发明的一个具体实施例，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1至图7所示，本发明的能适用于不同形状及大小桩基的水下检测装置，包括数据处理器1、检测模块2；数据处理器1包括图像处理器11和控制器12，数据处理器1通过水密线与检测模块2相连；检测模块2包括铰链结构23、成像系统24、滑动机构21、支座22，检测模块2经铰链结构23相互连接后，相互之间形成铰链结构结构，通过改变检测模块2的数量，可形成能对于不同形状及大小的桥梁桩基进行360°全景检测的水下检测装置，成像系统24、滑动机构21固定在支座22上，均通过水密线与数据处理器1相连，滑动机构21与成像系统24通过控制器12进行控制。

实施例中，支座22包括电机固定板221、成像系统固定板222、防脱板223，成像系统固定板222上设置有吊孔222a、横向线孔222b、竖向线孔222c、第一连接孔柱222d、第二连接孔柱222e、第三连接孔柱222f、第一滑动机构孔222g，电机固定板221包括有电机线孔221a，电机213固定在电机固定板221上，防脱板223包括第二滑动机构孔223a，滑动机构21穿过第一滑动机构孔222g与所述的第二滑动机构孔223a，成像系统24固定在成像系统固定板222上。

实施例中，铰链结构23包括栓杆231、螺帽232、垫片233，栓杆231末端及螺帽232上均设置有螺纹，栓杆231穿过垫片233、第一连接孔柱222d、第二连接孔柱222e和第三连接孔柱222f后与螺帽232旋紧。

实施例中，成像系统24包括水下摄像机243、第一光源241、第二光源242，相邻两检测模块2的水下摄像机242拍摄角度有5°的重叠部分，第一光源241与第二光源242能够为水下摄像机243进行摄像创造有利条件。

实施例中，成像系统24与滑动机构21通过水密线分别穿过横向线孔222c、竖向线孔222d与电机线孔221a和电源及数据处理器1相连，实现供电及数据传输。

实施例中，图像处理器11，可对水下摄像机243的拍摄图片进行整理，去除重叠部分，合成完成桩基检测图。

实施例中，滑动机构21包括滑动轮211、可伸缩杆212、电机213、齿轮214、机箱215，滑动轮211包括支撑板211a、固定轴211b、轮身211c，可伸缩杆212与滑动轮211相连，使滑动机构21实现可伸缩移动。

实施例中，电机213输出轴213a底部设置有机箱215，可保护电机213免受水浸入，电机213输出轴213a端部与齿轮214相连。

实施例中，可伸缩杆212端部高置有防脱块212a，可防止可伸缩杆212与检测模块2脱落。

实施例中，可伸缩杆212上设置有相互交错的凹槽，可与齿轮214相互咬合，通过电机213输出轴213a转动，可带动齿轮214旋转，实现滑动机构21的伸缩，使检测模块2紧贴桩基，也可微调水下摄像机243与桩基的距离。

本发明的具体使用方法如下：检测时，准备好检测车3及数据处理器1，事先确定桩基形状及大小，根据桩基的形状及大小准备好相应数量的检测模块2，完成相应的准备工作。在完成准备工作后，将检测车3开到指定所需检测桩基上方位置，在桥面上将检测模块2相连，各检测模块2的电机213、水下摄像机243、第一光源241、第二光源242通过水密线穿过相应的横向线孔222b、竖向线孔222c、电机线孔221a与数据处理器1及电源相连，栓杆231穿过垫片233、两块检测模块2的第一连接孔柱222d、第二连接孔柱222e、第三连接孔柱222f与螺帽232旋紧，各检测模块2之间形成铰链结构，剩下最后一个铰链结构23在检测时所有检测模块2围绕桩基后拧紧。在所有检测模块2中，至少均匀间隔选择3个吊孔222a通过钢丝绳33绕过定滑轮32与检测车3上的卷扬机31相连，根据检测模块2与桩基的位置贴近程度，通过数据处理器1中的控制器12调整电机工作，使电机输出轴213a旋转带动齿轮214旋转，通过齿轮214与可伸缩杆212上凹槽的相互咬合，可伸缩杆212可自由伸缩到合适位置，此时检测模块可伸缩杆212与桥梁桩基紧密接触。检测车3上的卷扬机31开始工作，把所有检测模块2送到水下，检测模块2到达水下位置后，数据处理器1控制第一光源241、第二光源242和水下摄像机243工作，在对桩基进行拍摄时，可通过控制器12控制电机213的输出杆213a旋转，带动可伸缩杆212细微伸缩，便可将水下摄像机243与桩基距离调整到合适位置，每个检测模块2的水下摄像机243拍摄角度均有5°的重叠部分，从而可获得整个桩基360°全景检测最佳拍摄图片。所拍摄的图片经过数据处理器1的图像处理器11去重叠合成之后，便可得到桩基检测完整图片。在获得所需图片之后，便可起动卷扬机31，将所有检测模块2提起回收。

Claims (10)

1.一种能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，用于桩基水下检测，其特征在于，包括吊装机构以及与吊装机构的动力输出端连接的环绕型检测机构；所述环绕型检测机构包括若干能够均匀分布在桩基外围的检测模块(2)，各检测模块(2)均配装有滚轴与桩基轴向垂直、轮面能够沿着桩基外壁移动的滑动轮，且相邻的两个检测模块(2)之间通过铰链结构连接；

所述的检测模块，包括滑动机构(21)、与滑动机构(21)的动力输出端连接的支座(22)、固定安装在支座上的成像系统(24)；

所述成像系统(24)，包括水下摄像机，该水下摄像机的摄像头面向桩基布置；相邻两个检测模块的水下摄像机的摄像范围存在重叠；

所述支座在滑动机构(21)的驱动下，能够带动成像系统相对于桩基做直线往复运动；

所述环绕型检测机构在吊装机构的驱动下，促使各检测模块(2)均能够通过各自配置的滑动轮同步沿着桩基轴向移动。

2.根据权利要求1所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述的滑动机构(21)包括电机(213)、与电机(213)的动力输出轴(215)连接的齿轮(214)、可伸缩杆(212)；电机(213)的底座固定安装在支座(22)上，而可伸缩杆(212)的两端则通过轴承支撑在支座(22)上，且可伸缩杆(212)上沿着杆体的延伸方向设置有与齿轮相啮合的齿槽，同时可伸缩杆(212)朝向桩基的一端安装滑动轮(211)，而另一端则具有防止可伸缩杆脱离支座的限位部件(212a)；

电机(213)工作时，能够通过驱动齿轮(214)，进而带动可伸缩杆(212)相对于桩基做直线往复运动；

当可伸缩杆(212)的端部具有的滑动轮与桩基相触后，电机(213)的继续工作，将促使齿轮(214)带动支座(22)相对于桩基做直线往复运动。

3.根据权利要求2所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述滑动轮(211)通过支撑板(211a)安装到可伸缩杆(212)的端部；所述的支撑板(211a)为U形板；滑动轮(211)夹持在U形板中，且U形板的两个侧臂与其中的滑动轮具有贯穿的通孔，通孔中配装固定轴(211b)。

4.根据权利要求2所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述电机(213)安装在机箱(215)中，且电机(213)的动力输出轴(215)穿过机箱(215)安装，同时电机(213)的动力输出轴(215)通过轴承支撑于机箱(215)，并与机箱(215)之间密封。

5.根据权利要求2所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述的限位部件(212a)为防脱块，该防脱块安装在可伸缩杆(212)的端部。

6.根据权利要求2所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述的支座(22)包括电机固定板(221)、成像系统固定板(222)、防脱板(223)，成像系统固定板(222)、防脱板(223)相对地平行置放，电机固定板(221)置于成像系统固定板(222)、防脱板(223)之间，且电机固定板(221)一端与成像系统固定板(222)固定，另一端则与防脱板(223)固定；

电机(213)固定安装在电机固定板(221)上；齿轮(214)悬挂安装在电机(213)的动力输出轴(215)端部；

可伸缩杆(212)一端穿过成像系统固定板(222)后安装滚轮，另一端则穿过防脱板(223)后安装限位部件；可伸缩杆(212)与像系统固定板(222)之间、可伸缩杆(212)与防脱板(223)之间均配装有轴承；

水下摄像机安装在成像系统固定板(222)上。

7.根据权利要求6所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，成像系统固定板(222)的上端设置有吊孔(222a)，吊装机构通过(222a)与检测模块(2)连接；

成像系统固定板(222)的一侧设置有两个内孔柱，分别为第一连接孔柱(222d)、第二连接孔柱(222e)，另一侧设置一个孔，为第三连接孔柱(222f)；

相邻的两个检测模块(2)之间，其中一个检测模块的第三连接孔柱(222f)能够嵌入另一个检测模块的第一连接孔柱(222d)、第二连接孔柱(222e)之间，拼接形成一根贯穿的条状孔柱；

相邻的两个检测模块(2)之间的铰链通过在条状孔柱中安装栓杆(231)而形成；

所述栓杆(231)一端设置有端帽，另一端依次穿过第一连接孔柱(222d)、第三连接孔柱(222f)、第二连接孔柱(222e)后，通过螺帽(232)旋紧固定；栓杆(231)的端帽与第一连接孔柱(222d)之间具有垫片(233)。

8.根据权利要求6所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，水下摄像机安装在可伸缩杆(212)下方的成像系统固定板(222)上；且水下摄像机的摄像头两侧分别安装有两组光源，分别为第一光源(241)、第二光源(242)。

9.根据权利要求6所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述成像系统固定板(222)上具有横向线孔(222b)、竖向线孔(222c)；电机固定板(221)上具有电机线孔(221a)；第一光源、第二光源、水下摄像机分别通过穿过横向线孔(222c)布置的水密线与图像处理器(11)、电源对应连接；电机通过依次穿过电机线孔(221a)、竖向线孔(222c)布置的水密线分别与控制器、电源连接；图像处理器(11)、控制器、电源集成安装在成像系统固定板(222)上。

10.根据权利要求6所述的能适用于不同形状及大小的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述的吊装机构包括卷扬机(31)、定滑轮(32)、钢丝绳(33)；钢丝绳(33)的一端与卷扬机(31)的输出端连接，另一端通过定滑轮(32)导向后，与环绕型检测机构连接。