CN112049005A - 水下桥墩检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了水下桥墩检测装置。该水下桥墩检测装置包括环带组件、水下机器人、伸缩组件和垂直推进器。在使用时，环带组件从周向上套在桥墩上，水下机器人可移动地设置在环带组件上，伸缩组件安装在环带组件上，并位于环带组件和桥墩之间，伸缩组件用于将环带组件撑紧固定在桥墩上。垂直推进器安装在环带组件上，用于驱动环带组件沿桥墩的垂直方向运动。在本发明的技术方案中，伸缩组件结合环带组件对于水下机器人提供了定位作用，避免水下机器人因为受到水流冲击干扰而测量不准确。此外，即使桥墩存在外径不一致，也可以通过伸缩组件的调整让环带组件在一定范围内适应于不同桥墩的外径，在不同的外径下同样可以抱紧在桥墩上。

Description

水下桥墩检测装置

技术领域

本发明涉及水下检测技术领域，具体而言，涉及一种水下桥墩检测装置。

背景技术

水中桥梁建成以后，桥墩长期处于水面以下，结构的使用状态难以直观观测和检查、测试，而桥梁往往需要进行定期维护，尤其是水下部分的外观检测：有无裂缝空洞冲蚀，需要对轮廓尺寸进行校核是否发生变形，同时还要对混凝土的强度进行测量。

目前水下桥墩检测技术主要包含以下两种作业方法：

1.组合式水下摄像检测仪作业方法：组合式水下摄像检测仪由水下摄像机、水下照明器、传输电缆、监视器、配音系统、专用吊放设备（作为摄像镜头的上下移动装置）以及驳船（作为作业平台使用）组合而成。检测时，将工作船用绳索与被检测墩台固定在一起，在基础上方水面将各拍摄点做好标记。采用专用吊放设备把摄像头固定在欲检测部位起始原点上，竖向垂直拍摄，拍摄过程中要求镜头与目标物表面要保持20～30cm左右的距离（以能看清目标物为准），并尽量使移动平稳、匀速。完成一次竖向垂直拍摄后，沿基础表面平移或环绕规定的间距再反向继续拍摄。在拍摄过程中，做好记录和描述。组合式水下摄像检测仪作业方法的优点在于检测速度快、成本低，并且检测人员作业较安全，缺点是对检测的环境要求比较高，即只有在水质比较清、基础表面无水草等微生物附着且基础在水中部分深度不超过5m的环境下，检测的效果会比较好。因此，它比较适合检测山区桥梁以及平原地区中、小跨径的桥梁基础，而不使用于平原地区的大跨径桥梁以及跨海大桥的基础检测。

2.潜水检测作业方法。检测时，由潜水员手持带照明设备的水下摄像器材下潜作业，携带小块磁铁、铲刀、钢尺、引水定位砣绳及探照灯，并配合实时监控录像系统来获取水下结构物的影像资料，潜水员与水面监控人员实时通讯联系，以保证检查摄录影像的质量和结构物缺陷的各个细节及遇到突发事件的反应能力。该作业方法的检测范围：墩台水面线至河床位置。移动路线：从水面线起，按潜水员距离基础60 cm内的俯仰视角范围（约1.5m），大致等分为若干个此深度范围的区域，在每个深度区域内，潜水员360度检查并拍摄该深度区域的基础表面，从而完整的反映结构物在水下的病害情况。之后进行病害定位：如在某一位置发现病害后，由潜水员根据深度表或携带的标尺，判断病害所在的深度，并在该位置释放浮标，水面人员根据预定坐标和水流影响，大致判定浮标相对基础所在方向，并结合深度来确定病害具体位置，在立柱水位线上对应位置进行标识，在记录纸上记录病害发生的桩号、高度、径向位置、录像文件编号并绘制病害方位示意图。最后截图和录像：对无病害的桩截图2-3张；对有病害的基础除进行正常截图外，病害部位应从不同角度进行截图，图片能够完全反映病害的类型及病害的严重程度。

在现有技术中，组合式水下相机作业方式只适合在静水区域和清水区域，水质浑浊或者水流流速较大的区域表现往往差强人意。而人员水下作业方式一是不能长时间在水下作业，二是无法准确定位探伤位置，三是对作业人员专业技术要求较高，在危险水域往往伴有极大风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水下桥墩检测装置，以解决现有技术中水下桥墩检测准确性不高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水下桥墩检测装置，包括：环带组件，环带组件用于从周向上套在桥墩上；水下机器人，可移动地设置在环带组件上；伸缩组件，安装在环带组件上，并位于环带组件和桥墩之间，伸缩组件用于将环带组件撑紧固定在桥墩上；垂直推进器，安装在环带组件上，用于驱动环带组件沿桥墩的垂直方向运动。

在一个实施方式中，伸缩组件为多个，多个伸缩组件相间隔地设置在环带组件的内沿上。

在一个实施方式中，伸缩组件包括：基架；伸缩件，可伸出地设置在基架上，伸缩件的自由端用于支撑在桥墩上；压缩弹簧，安装在基架和伸缩件之间。

在一个实施方式中，伸缩组件还包括滑轮，滑轮安装在伸缩件的自由端，用于支撑在桥墩上减少摩擦力。

在一个实施方式中，基架为套筒式基架，压缩弹簧安装在套筒式基架内，伸缩件至少部分插入套筒式基架。

在一个实施方式中，环带组件的顶部安装有导轨，水下机器人安装在导轨上。

在一个实施方式中，环带组件由矩管构成圆环形状或者多边形环形状。

在一个实施方式中，环带组件的内环面上设置有防撞垫。

在一个实施方式中，垂直推进器为多个，多个垂直推进器在环带组件的外环面上间隔分布。

在一个实施方式中，垂直推进器包括：电机，安装在环带组件上；螺旋桨，沿垂直方向安装在电机的输出轴上。

应用本发明的技术方案，先将环带组件从周向上套在桥墩上，伸缩组件将环带组件撑紧固定在桥墩上，水下机器人在环带组件上移动环绕一周对水下桥墩检测；之后，垂直推进器带动环带组件沿桥墩的垂直方向运动到另一个高度，水下机器人再在环带组件上环绕一周对水下桥墩检测，如此循环进行。在本发明的技术方案中，伸缩组件结合环带组件对于水下机器人提供了定位作用，避免水下机器人因为受到水流冲击干扰而测量不准确。此外，即使桥墩存在外径不一致，也可以通过伸缩组件的调整让环带组件在一定范围内适应于不同桥墩的外径，在不同的外径下同样可以抱紧在桥墩上。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的水下桥墩检测装置的实施例的整体结构示意图；

图2示出了图1的水下桥墩检测装置的伸缩组件的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1示出了本发明的水下桥墩检测装置的实施例，该水下桥墩检测装置包括环带组件10、水下机器人20、伸缩组件30和垂直推进器40。在使用时，环带组件10从周向上套在桥墩上，水下机器人20可移动地设置在环带组件10上，伸缩组件30安装在环带组件10上，并位于环带组件10和桥墩之间，伸缩组件30用于将环带组件10撑紧固定在桥墩上。垂直推进器40安装在环带组件10上，用于驱动环带组件10沿桥墩的垂直方向运动。

应用本发明的技术方案中，先将环带组件10从周向上套在桥墩上，伸缩组件30将环带组件10撑紧固定在桥墩上，水下机器人20在环带组件10上移动环绕一周对水下桥墩检测；之后，垂直推进器40带动环带组件10沿桥墩的垂直方向运动到另一个高度，水下机器人20再在环带组件10上环绕一周对水下桥墩检测，如此循环进行。在本发明的技术方案中，伸缩组件30结合环带组件10对于水下机器人20提供了定位作用，避免水下机器人20因为受到水流冲击干扰而测量不准确。此外，即使桥墩存在外径不一致，也可以通过伸缩组件30的调整让环带组件10在一定范围内适应于不同桥墩的外径，在不同的外径下同样可以抱紧在桥墩上。

需要说明的是，如果水下机器人20自带垂直推进器40，该情况也可以理解为垂直推进器40安装在环带组件10上。

优选的，水下机器人20为水下ROV，包含浑水成像高清相机、水下LED灯以及终端。浑水成像相机采用先进算法，水质浑浊的环境也能正常使用。

更为优选的，如图1所示，伸缩组件30为4个，4个伸缩组件30相间隔地设置在环带组件10的内沿上，以对环带组件10提供更为稳固的支撑。作为其他的可选的实施方式，伸缩组件30的个数也可以少于4个，或者为更多个，多个伸缩组件30相间隔地设置在环带组件10的内沿上。

如图2所示，在本实施方式的技术方案中，伸缩组件30包括基架31、伸缩件32和压缩弹簧33，伸缩件32可伸出地设置在基架31上，伸缩件32的自由端支撑在桥墩上，压缩弹簧33安装在基架31和伸缩件32之间。在使用时，压缩弹簧33提供持续的支撑力驱动伸缩件32伸出，将环带组件10撑紧固定在桥墩上。当水下桥墩检测装置受到水流冲击力时，压缩弹簧33还可以吸收冲击力，减少水下机器人20受到的冲击应，保证水下机器人20检测的精确性。此外，当垂直推进器40带动环带组件10沿桥墩的垂直方向运动时，通过压缩弹簧33的调整还可以让环带组件10在一定范围内适应于不同桥墩的外径，在不同的外径下同样可以抱紧在桥墩上。可选的，基架31具有喇叭口的外形，能顺利过渡变截面，适用于不规则截面的桥墩。

如图2所示，在本实施方式的技术方案中，伸缩组件30还包括滑轮34，滑轮34安装在伸缩件32的自由端，当垂直推进器40带动环带组件10沿桥墩的垂直方向运动时，滑轮34可以在桥墩上减少摩擦力。优选的，在本实施方式的技术方案中，滑轮34为两个，间隔设置在伸缩件32的自由端。作为其他的可选的实施方式，滑轮34还可以为更多个。更为优选的，上述的滑轮34为具有刹车功能的滑轮34，在水下机器人20沿周向运动时，可以控制滑轮34刹车。

在本实施方式的技术方案中，基架31为套筒式基架，压缩弹簧33安装在套筒式基架内，伸缩件32部分插入套筒式基架。此外，本领域的技术人员还可以根据设计需要，做出其他的伸缩组件30结构，以能实现上述功能为宜。

如图1所示，更为优选的，环带组件10的顶部安装有导轨11，水下机器人20安装在导轨11上。在检测时，水下机器人20在导轨11上运动，进而从周向上对桥墩进行检测。在本实施方式的技术方案中，环带组件10由矩管构成矩形环形状，在拐角处形成弧形倒角从而便于水下机器人20运动。作为其他的可选的实施方式，环带组件10由矩管构成圆环形状或者其他的多边形环形状。

作为其他的可选的实施方式，也可以在环带组件10内侧每隔一段间距安装一个浑水相机，组成相机矩阵。

更为优选的，如图1所示，环带组件10的内环面上设置有防撞垫12。当水下桥墩检测装置经受过大的水流冲击时，防撞垫12可以避免环带组件10及水下机器人20与桥墩发生碰撞。

如图1所示，在本实施方式的技术方案中，垂直推进器40为4个，4个垂直推进器40在环带组件10的外环面上间隔分布。优选的，4个垂直推进器40设置在环带组件10的4个角上。作为其他的可选的实施方式，垂直推进器40还可以为更多个，更多个垂直推进器40在环带组件10的外环面上间隔分布。此外，垂直推进器40也可以为更2个或3个。

在本实施方式的技术方案，垂直推进器40包括电机41和螺旋桨42，电机41安装在环带组件10上，螺旋桨42沿垂直方向安装在电机41的输出轴上。当需要水下桥墩检测装置需要垂直运动时，电机41驱动螺旋桨42转动。

由上述内容可知，本发明的水下桥墩检测装置，能应用于环境复杂的水下桥墩检测，在深水区域和急流区也能正常工作的智能检测系统，该系统牢牢吸附在桥墩表面，水下机器人20在固定的轨道上运动，定位准确，从而解决复杂水域机器人作业的难题。此外，本发明的技术方案还具有以下优点：结构简单，不需要一种桥墩定制一套设备，在一定范围内可以适用各种外形的桥墩；易于安装，矩管+轨道，便于现场拼装；实用性强，水下机器人可以在轨道自由活动，定位准确，适用于各种水域与桥墩外形，能有效抗水流冲击；成本经济，价格低廉，通用性强。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下桥墩检测装置，其特征在于，包括：

环带组件（10），所述环带组件（10）用于从周向上套在桥墩上；

水下机器人（20），可移动地设置在所述环带组件（10）上；

伸缩组件（30），安装在所述环带组件（10）上，并位于所述环带组件（10）和所述桥墩之间，所述伸缩组件（30）用于将所述环带组件（10）撑紧固定在所述桥墩上；

垂直推进器（40），安装在所述环带组件（10）上，用于驱动所述环带组件（10）沿所述桥墩的垂直方向运动。

2.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述伸缩组件（30）为多个，多个所述伸缩组件（30）相间隔地设置在所述环带组件（10）的内沿上。

3.根据权利要求1或2所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述伸缩组件（30）包括：

基架（31）；

伸缩件（32），可伸出地设置在所述基架（31）上，所述伸缩件（32）的自由端用于支撑在所述桥墩上；

压缩弹簧（33），安装在所述基架（31）和所述伸缩件（32）之间。

4.根据权利要求3所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述伸缩组件（30）还包括滑轮（34），所述滑轮（34）安装在所述伸缩件（32）的自由端，用于支撑在所述桥墩上减少摩擦力。

5.根据权利要求3所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述基架（31）为套筒式基架，所述压缩弹簧（33）安装在所述套筒式基架内，所述伸缩件（32）至少部分插入所述套筒式基架。

6.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述环带组件（10）的顶部安装有导轨（11），所述水下机器人（20）安装在所述导轨（11）上。

7.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述环带组件（10）由矩管构成圆环形状或者多边形环形状。

8.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述环带组件（10）的内环面上设置有防撞垫（12）。

9.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述垂直推进器（40）为多个，多个所述垂直推进器（40）在所述环带组件（10）的外环面上间隔分布。

10.根据权利要求1所述的水下桥墩检测装置，其特征在于，所述垂直推进器（40）包括：

电机（41），安装在所述环带组件（10）上；

螺旋桨（42），沿垂直方向安装在所述电机（41）的输出轴上。

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