CN109972509A - 移动式桥梁检测维修装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式桥梁检测维修装置，包括行走车和安装于行走车上的检测维修组件，检测维修组件包括多组首尾依次铰接的检测维修臂单元和与检测维修臂单元对应的用于驱动检测维修臂单元绕铰接轴线转动的铰接驱动机构，使用时可能延伸至桥梁侧面和底面的检测维修臂单元设置有检测装置和维修装置，检测装置和维修装置均可沿检测维修臂单元纵向往复移动；本发明检测和维修过程减少人工的参与，降低了安全隐患；并且不过多的占用行车道，主要依靠机械结构完成桥梁检测和维修，结构简单，操作容易，检测和维修同步进行使得桥梁维护时间极大的缩短，提高工作效率并节约工作成本。

Description

移动式桥梁检测维修装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁检修设备，特别涉及一种桥梁检测维修装置。

背景技术

现有桥梁检测、维护设备，都是载人机构，即通过机械臂将人送至桥梁侧下方，通过专业人员对桥梁进行裂纹检测及修补。因为需要载人，存在较高的安全隐患，而且设备安全系数要求极高，价格昂贵；由于载重的要求，所以其专用车辆较宽，运行状况下一般需要占用两个车道，阻碍了交通运行；而检测和维修分开进行使得桥梁维护时间较长；全靠工程人员人工观测及维护，维护成本较高。

因此，需要开发一种针对桥梁的检测维修设备，检测和维修过程减少人工的参与，并且不过多的占用行车道，主要依靠机械结构完成桥梁检测和维修，结构简单，操作容易，提高工作效率并节约工作成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种移动式桥梁检测维修装置，检测和维修过程减少人工的参与，并且不过多的占用行车道，主要依靠机械结构完成桥梁检测和维修，结构简单，操作容易，提高工作效率并节约工作成本。

本发明的移动式桥梁检测维修装置，包括行走车和安装于行走车上的检测维修组件，所述检测维修组件包括多组首尾依次铰接的检测维修臂单元和与检测维修臂单元对应的用于驱动检测维修臂单元绕铰接轴线转动的铰接驱动机构；

多个检测维修臂单元之间依次铰接形成折叠在行走车上的结构，在铰接驱动机构的驱动下绕铰接轴线转动可依次打开并根据转动的角度的不同形成延伸至桥梁侧面和底面的形状；

使用时可能延伸至桥梁侧面和底面的检测维修臂单元设置有检测装置和维修装置，所述检测装置和维修装置均可沿检测维修臂单元纵向往复移动。

进一步，所述检测维修臂单元包括横向并列设置的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ，还包括铰接横梁；所述铰接横梁固定连接于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间形成框架结构并用于与相邻的检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ形成铰接，且该铰接为单自由度铰接。

进一步，所述检测装置设置于纵梁Ⅰ的外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅰ纵向往复移动；所述维修装置设置于纵梁Ⅱ外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅱ纵向往复移动。

进一步，所述铰接驱动机构包括液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ，第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ固定于行走车，从第二级开始的检测维修臂单元在铰接转动方向上分别向纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ所在平面两侧延伸设有的第一力臂和第二力臂，所述第一力臂和第二力臂相对于液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ靠后，所述液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ一端分别相对于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ铰接，另一端分别对应铰接于相邻下一级的检测维修臂单元的第一力臂和第二力臂。

进一步，固定连接于所述纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ设有液压缸座横梁，所述液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ沿横向并列平行设置且缸体铰接于液压缸座横梁；在所述的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间固定连接有形成第一力臂的第一力臂梁和形成第二力臂的第二力臂梁，所述液压缸Ⅰ的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第一力臂梁，所述液压缸Ⅱ的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第二力臂梁。

进一步，所述液压缸座横梁包括在铰接转动方向上分别位于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ所在平面两侧的第一铰接座梁和第二铰接座梁，所述液压缸Ⅰ的缸体铰接于第一铰接座梁，所述液压缸Ⅱ的缸体铰接于第二铰接座梁；所述液压缸Ⅰ为一个且位于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ中间的位置，所述液压缸Ⅱ为两个且对称分列于液压缸Ⅰ的两侧

进一步，所述纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ的端部呈直角折弯形成折弯部后与铰接横梁固定，铰接于铰接横梁的相邻检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ的端部呈相对的直角折弯形成折弯部后与铰接横梁铰接。

进一步，第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ沿行走车的横向水平固定于一安装座，所述行走车上固定有具有沿前后方向轨道的基座，所述安装座可被相应的移动驱动机构驱动前后往复单自由度运动的设置于基座的轨道。

进一步，所述检测装置为用于检测桥梁表面裂纹的摄像头，维修装置为用于桥梁表面裂纹进行修补的机械手。

进一步，还包括控制机构，所述控制机构为远程控制或设置于行走车，包括：

图像处理单元，用于处理所述摄像头传来的图片信息并确定图片位置信息；

中央处理单元，用于接收图像处理单元的处理信息，向移动驱动机构发送命令移动检测维修臂单元以及驱动对应的维修机械手到达指定位置，向维修机械手发出维修操作命令；

所述中央处理单元还用于接收指令并向铰接驱动机构发送命令，用于展开或折叠检测维修组件。

本发明的有益效果：本发明的移动式桥梁检测维修装置，采用折叠式检测维修结构，平时折叠于行走车上，使用时通过驱动机构将各个检测维修臂单元沿铰接轴线转动而展开，形成所需要的形状，比如连续的水平、下折后再水平即形成与检测桥梁相适应的侧臂形状，利用各个检测维修臂单元上设置的检测装置确定缺陷位置和形状，利用维修装置进行维修，检测和维修过程减少人工的参与，降低了安全隐患；并且不过多的占用行车道，主要依靠机械结构完成桥梁检测和维修，结构简单，操作容易，检测和维修同步进行使得桥梁维护时间极大的缩短，提高工作效率并节约工作成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图(使用状态)；

图2为图1的右视图(使用状态)；

图3为维修检测组件折叠状态示意图；

图4为维修检测组件打开90°状态示意图；

图5为维修检测组件打开180°状态示意图；

图6为维修检测组件打开270°状态示意图；

图7为维修检测组件的平面图；

图8本发明的控制框图；

图9为检测维修臂单元折叠状态示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1的右视图，图3为维修检测组件折叠状态示意图，图4为维修检测组件打开90°状态示意图，图5为维修检测组件打开180°状态示意图，图6为维修检测组件打开270°状态示意图，图7为维修检测组件的平面图，如图所示：本实施例的移动式桥梁检测维修装置，用于检测并维修桥梁1，包括行走车和安装于行走车上的检测维修组件，行走车一般为工程车，所述检测维修组件包括多组首尾依次铰接的检测维修臂单元和与检测维修臂单元对应的用于驱动检测维修臂单元绕铰接轴线转动的铰接驱动机构；检测维修臂单元之间的铰接为可旋转360°的结构，在驱动机构的驱动下可旋转至任何设定的位置；铰接驱动机构具有多种，比如液压缸驱动，但须设定相应的力臂；还可采用减速电机驱动，该减速电机具有自锁功能(转到设定位置而不会随意被外力带动转动)，采用一般的机械结构即能实现；

多个检测维修臂单元之间依次铰接形成折叠在行走车上的结构，在铰接驱动机构的驱动下绕铰接轴线转动可依次打开并根据转动的角度的不同形成延伸至桥梁侧面和底面的形状,该结构类似于折扇结构，(如图9所示，a为连接至行走车的纵臂，b为相邻铰接的下一级纵臂)，使用时展开，平时折叠，在此不再赘述；在铰接驱动机构的驱动下，检测维修臂单元依次展开并被驱动转到设定位置，可形成不同的形状，根据检测维修臂单元的长度可适应不同的桥梁大小，当检测维修臂单元的长度足够小时，可展开后形成近似于曲线形，具有较好的适应性；并且，可根据桥梁的大小展开所需的长度，使用灵活方便；

使用时可能延伸至桥梁侧面和底面的检测维修臂单元设置有检测装置和维修装置，所述检测装置和维修装置均可沿检测维修臂单元纵向往复移动；可能延伸至桥梁侧面和底面指的是在检测时需要延伸到相应的检测位置的检测维修臂单元，而使用时处于上部而不需采集图像信息的部分，则无需设置检测装置和维修装置。

本实施例中，所述检测维修臂单元包括横向并列设置的纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4，还包括铰接横梁6；所述铰接横梁6固定连接于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4之间形成框架结构并用于与相邻的检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ形成铰接(本实施例为下一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ9和纵梁Ⅱ10，采用与纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4不同的附图标记以示区分，即铰接横梁6固定在上一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4)，且该铰接为单自由度铰接，单自由度铰接指的是只能转动而不能轴向具有移动自由度，实现方式可以在轴向增加限位环、限位台阶等之类的机械限位结构，属于一般的机械结构，在此不再赘述；为了保证铰接的转动的精度和顺畅，可设置径向轴承，侧面限位则可设置平面轴承，在此不再赘述，而本发明中所有的铰接结构均可采用轴承结构；采用铰接时相邻的检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间的间距会有不同，以适应铰接结构的布置，在此不再赘述，如图所示，纵梁Ⅰ9和纵梁Ⅱ10分别对应位于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4的内侧，结构安稳平衡。

本实施例中，所述检测装置设置于纵梁Ⅰ5的外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅰ5纵向往复移动；所述维修装置设置于纵梁Ⅱ4外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅱ4纵向往复移动；外侧指的是相对于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间的中线而定义，在此不再赘述；设置于外侧可避免折叠时形成干扰；往复移动的结构可采用纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ上设置轨道，检测装置和维修装置设置驱动轮而通过电机驱动往复移动，驱动电机与驱动轮可为一体结构；比如检测装置为摄像头，摄像头安装于一个车架，车架通过驱动轮(带电机)安装于纵梁Ⅰ，驱动轮为夹持轨道的结构；也可以是利用滚珠丝杠结构驱动往复移动，在此不再赘述；维修装置的往复移动驱动结构采用相同的结构即可，在此不再赘述。

本实施例中，所述铰接驱动机构包括液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7，第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ固定于行走车，从第二级开始的检测维修臂单元在铰接转动方向上分别向纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4所在平面两侧延伸设有的第一力臂15和第二力臂14，所述第一力臂15和第二力臂14相对于液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7靠后(靠后指的是靠近行走车的一侧)，所述液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7一端分别相对于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4铰接，另一端分别对应铰接于相邻下一级的检测维修臂单元的第一力臂15和第二力臂14，第一力臂15和第二力臂14指的是高出和低于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ所在平面的力臂，液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7通过对应的力臂驱动纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4，具有较好的适应性；如图4至图6所示的打开原理可以看出，通过力臂的设置，并配合两个液压缸，可具有较强的适应性；当然，力臂的长度可根据实际需要进行设定，属于一般的机械设置结构，在此不再赘述，通过相互配合设置的液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7，可以对检测维修臂单元进行良好的角度定位锁定，液压缸本身锁定效果非常良好，本实施例中更是采用双液压缸作用配合锁定以实现纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4的全角度翻转，液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7与力臂的配合可以调整纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4所需要的任何角度。

本实施例中，固定连接于所述纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4设有液压缸座横梁13，所述液压缸Ⅰ8和液压缸Ⅱ7沿横向并列平行设置且缸体铰接于液压缸座横梁13；在所述的纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4之间固定连接有形成第一力臂15的第一力臂梁和形成第二力臂14的第二力臂梁，所述液压缸Ⅰ8的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第一力臂梁，所述液压缸Ⅱ7的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第二力臂梁；第一力臂15和第二力臂14分别为为固定于下一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ4上的力臂杆，如图所示，第一力臂15为两个对应固定于纵梁Ⅰ5，第二力臂14为两个对应固定于纵梁Ⅱ4，且第一力臂15和第二力臂14均垂直于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ4所在平面，第一力臂梁和第二力臂梁则为连接于对应力臂之间的横梁，在此不再赘述；如图所示，纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4之间通过多个所述的横梁固定连接，形成稳定的框架结构，同时，还能适应铰接转动结构，结构简单实用。

本实施例中，所述液压缸座横梁包括在铰接转动方向上分别位于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4所在平面两侧的第一铰接座梁19和第二铰接座梁20，所述液压缸Ⅰ8的缸体铰接于第一铰接座梁19，所述液压缸Ⅱ7的缸体铰接于第二铰接座梁20；所述液压缸Ⅰ8为一个且位于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4中间的位置，所述液压缸Ⅱ7为两个且对称分列于液压缸Ⅰ8的两侧，指的是所有液压缸均位于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4所在平面内布置简单规范；如图所示，第一铰接座梁19和第二铰接座梁20两端分别通过对应的第一梁杆13和第二梁杆16固定连接，所述第一梁杆13为两根对应固定于纵梁Ⅰ5，第二梁杆16为两根对应固定于纵梁Ⅱ4，且第一梁杆13和第二梁杆16均垂直于纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4所在平面。

本实施例中，所述纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4的端部呈直角折弯形成折弯部后与铰接横梁固定，铰接于铰接横梁的相邻检测维修臂单元的纵梁Ⅰ9和纵梁Ⅱ10的端部呈相对的直角折弯形成折弯部后与铰接横梁铰接；该结构折弯后具有充分的铰接空间和容纳空间，避免折叠后发生干涉。

本实施例中，第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ5和纵梁Ⅱ4沿行走车的横向水平固定于一安装座3，所述行走车上固定有具有沿前后方向轨道的基座2，所述安装座3可被相应的移动驱动机构驱动前后往复单自由度运动的设置于基座3的轨道；该轨道结构与安装座3之间的配合可采用滑槽结构(燕尾槽或者矩形槽，对除了纵向往复移动外的自由度具有限定作用)，驱动机构可采用现有的滚珠丝杠(可设置多组，提高承载能力)。

本实施例中，所述检测装置为用于检测桥梁表面裂纹的摄像头11，维修装置为用于桥梁表面裂纹进行修补的机械手12，维修机械手12可设置成多功能结构，包括打磨裂纹的打磨砂轮，清洁裂纹的清扫帚，填砂浆的气推式注浆头(与注射器相似)和用于抹面的平抹头，在此不再赘述。

本实施例中，还包括控制机构，所述控制机构为远程控制或设置于行走车，包括：

图像处理单元，用于处理所述摄像头传来的图片信息并确定图片位置信息，图片信息指的是裂纹形状参数等；

中央处理单元，用于接收图像处理单元的处理信息，根据图片中的裂纹参数，向移动驱动机构发送命令移动检测维修臂单元以及驱动对应的维修机械手到达指定位置，向维修机械手发出维修操作命令，控制维修机械手按照图片中裂纹的形状以及轨迹进行维修操作；

所述中央处理单元还用于接收指令(人工输入指令)并向铰接驱动机构发送命令，用于展开或折叠检测维修组件。

该控制机构主要用于处理摄像头传来的图像信息，判断裂纹情况，并做出反应，设定修补方案，精确计算和控制机械手7的工作；使用时，该移动式桥梁检测维修装置通过行走车的移动，带动整个装置前进，检测和维修进行各自的工作，摄像头对梁体上的裂纹进行检测和拍摄，再以图片的形式传给图片处理单元，图片处理单元对该实时拍摄的图片进行及时加工并且精确计算出裂缝所在位置及裂缝形状，生成位置坐标发送给中央处理单元(可包括储存器)，提取坐标信息(检测维修臂单元的整体结构稳定，尺寸固定，计算出位置后移动整个检测维修臂单元，将机械手移动到相应的位置，由于整体结构中摄像头的位置与机械手之间的位置为可设定的参数，因此，在确定裂纹的位置后通过移动检测维修臂单元，可驱动机械手到达指定位置)之后再对机械手发出修补指令，机械手上设置有打磨裂纹的打磨砂轮，清洁裂纹的清扫帚，填砂浆的气推式注浆头和用于抹面的平抹头，机械手收到控制器的指令之后立即根据其定位信息找到裂缝所在位置，再按照图片中裂纹的形状轨迹对裂缝进行准确的打磨，清洁，封缝及抹面等修补工作，属于现有的机械以及控制领域能够实现的，当然还需要一系列位置传感器，并对各个工序的位置以及进行时间进行设定，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：包括行走车和安装于行走车上的检测维修组件，所述检测维修组件包括多组首尾依次铰接的检测维修臂单元和与检测维修臂单元对应的用于驱动检测维修臂单元绕铰接轴线转动的铰接驱动机构；

多个检测维修臂单元之间依次铰接形成折叠在行走车上的结构，在铰接驱动机构的驱动下绕铰接轴线转动可依次打开并根据转动的角度的不同形成延伸至桥梁侧面和底面的形状；

使用时可能延伸至桥梁侧面和底面的检测维修臂单元设置有检测装置和维修装置，所述检测装置和维修装置均可沿检测维修臂单元纵向往复移动。

2.根据权利要求1所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述检测维修臂单元包括横向并列设置的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ，还包括铰接横梁；所述铰接横梁固定连接于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间形成框架结构并用于与相邻的检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ形成铰接，且该铰接为单自由度铰接。

3.根据权利要求1所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述检测装置设置于纵梁Ⅰ的外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅰ纵向往复移动；所述维修装置设置于纵梁Ⅱ外侧，并可被驱动的沿纵梁Ⅱ纵向往复移动。

4.根据权利要求2所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述铰接驱动机构包括液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ，第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ固定于行走车，从第二级开始的检测维修臂单元在铰接转动方向上分别向纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ所在平面两侧延伸设有的第一力臂和第二力臂，所述第一力臂和第二力臂相对于液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ靠后，所述液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ一端分别相对于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ铰接，另一端分别对应铰接于相邻下一级的检测维修臂单元的第一力臂和第二力臂。

5.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：固定连接于所述纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ设有液压缸座横梁，所述液压缸Ⅰ和液压缸Ⅱ沿横向并列平行设置且缸体铰接于液压缸座横梁；在所述的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ之间固定连接有形成第一力臂的第一力臂梁和形成第二力臂的第二力臂梁，所述液压缸Ⅰ的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第一力臂梁，所述液压缸Ⅱ的柱塞铰接于相邻下一级检测维修臂单元的第二力臂梁。

6.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述液压缸座横梁包括在铰接转动方向上分别位于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ所在平面两侧的第一铰接座梁和第二铰接座梁，所述液压缸Ⅰ的缸体铰接于第一铰接座梁，所述液压缸Ⅱ的缸体铰接于第二铰接座梁；所述液压缸Ⅰ为一个且位于纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ中间的位置，所述液压缸Ⅱ为两个且对称分列于液压缸Ⅰ的两侧。

7.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ的端部呈直角折弯形成折弯部后与铰接横梁固定，铰接于铰接横梁的相邻检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ的端部呈相对的直角折弯形成折弯部后与铰接横梁铰接。

8.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：第一级检测维修臂单元的纵梁Ⅰ和纵梁Ⅱ沿行走车的横向水平固定于一安装座，所述行走车上固定有具有沿前后方向轨道的基座，所述安装座可被相应的移动驱动机构驱动前后往复单自由度运动的设置于基座的轨道。

9.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：所述检测装置为用于检测桥梁表面裂纹的摄像头，维修装置为用于桥梁表面裂纹进行修补的机械手。

10.根据权利要求4所述的移动式桥梁检测维修装置，其特征在于：还包括控制机构，所述控制机构为远程控制或设置于行走车，包括：

图像处理单元，用于处理所述摄像头传来的图片信息并确定图片位置信息；

中央处理单元，用于接收图像处理单元的处理信息，向移动驱动机构发送命令移动检测维修臂单元以及驱动对应的维修机械手到达指定位置，向维修机械手发出维修操作命令；

所述中央处理单元还用于接收指令并向铰接驱动机构发送命令，用于展开或折叠检测维修组件。