CN112068142A - 一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，包括探测装置（7）、齿轮导轨机构、链带机构和平移丝杠机构，链带机构套设在桩基（1）上，齿轮导轨机构固定连接链带机构，平移丝杠机构安装在齿轮导轨机构上，探测装置（7）安装在平移丝杠机构上。本发明通过环形导轨配合电机‑减速器‑齿轮结构驱动，实现探测装置绕桩基圆周稳定运动，避免声呐测点调整时拆卸装载平台；本发明通过副臂的旋转运动能够调整探测装置与桩基之间的水平距离；通过丝杠的竖直上下运动能够调整探测装置的竖向位置从而调整探测装置的高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，属于水下检测技术领域。
背景技术
在桥梁和码头等涉水基础设施建设中，桩基础应用十分广泛，但桩基础耐久性相对较差，再加上常年受水流冲刷和化学腐蚀等不利因素作用，容易发生破损劣化，需要定期检测维护。目前在役结构桩基础检测以人工探摸为主，但该方法受水下能见度影响大，检测结果主观性强，也存在较大的人身安全隐患。
除人工探摸外，三维成像声呐近年来在水下桩基检测中得到推广应用。该方法作业时将三维成像声呐固定在支架上，吊放到河底，待支架稳定后开始扫测，单个测点扫描时间约5~15分钟。为得到完整的桩基点云图像，一般需要在不同角度布置四至六个测点。声呐支架吊放作业稳定性欠佳，且六个测点无法准确定位，导致数据拼接困难。尤其是在长江等深水条件下，支架很容易受水下地形、流速以及声纳旋转扫测时重心变化影响，从而发生晃动倾覆，无法采集到有效数据。为此，研发一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，解决深水条件下声呐无法稳定作业的问题，具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，解决了声呐作业时的稳定性问题和测点精准定位问题，提高了扫测结果的准确性和精度。
为达到上述目的，本发明提供一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，包括探测装置、齿轮导轨机构、链带机构和平移丝杠机构，链带机构套设在桩基上，齿轮导轨机构固定连接链带机构，平移丝杠机构安装在齿轮导轨机构上，探测装置安装在平移丝杠机构上。
优先地，齿轮导轨机构包括导轨、齿环、装载台、小齿轮、齿轮轴、驱动电机、若干个导轨滚动滑块和电机减速器，
导轨固定设置在链带机构上，导轨套设在桩基上，导轨外侧下边缘上固定设置齿环，装载台滑动设置在导轨上，小齿轮位于导轨外侧，小齿轮与齿环相互啮合，小齿轮同轴固定连接电机减速器的输出轴，电机减速器和驱动电机固定设置在装载台上，齿轮轴伸到装载台上固定连接电机减速器的大齿轮，
驱动电机齿轮轴固定连接电机减速器的输入轴，若干个导轨滚动滑块位于导轨内侧，导轨内侧下边缘开设配合若干个导轨滚动滑块的导轨凹槽，若干个导轨滚动滑块转动连接装载台。
优先地，链带机构包括若干个短支撑杆、若干个长支撑杆、上链条和下链条，上链条和下链条均套设在桩基上，上链条位于下链条上方，导轨通过若干个短支撑杆固定连接上链条，导轨通过若干个长支撑杆固定连接下链条。
优先地，上链条和下链条均包括普通节、支撑节、固定节和螺栓螺母，
若干个普通节依次首尾相互固定连接形成一个直线型的普通节组，多个普通节组之间通过固定节相互固定连接形成圆环形，每个普通节组中插入一个支撑节，短支撑杆内端固定连接上链条上的支撑节，长支撑杆内端固定连接下链条上的支撑节；
普通节为H形的平面板材，支撑节横截面为U形，支撑节左右两端横向开设贯穿的圆通孔，固定节为平面板材，每个普通节组左右两端均转动连接一个固定节，相邻两个普通节组上的固定节之间通过螺栓螺母相互固定连接。
优先地，平移丝杠机构包括伸缩机构、副臂和主臂，副臂通过主臂转动连接装载台，伸缩机构固定连接副臂。
优先地，伸缩机构包括连接板、丝杠下固定块、滑杆、丝杠底板、丝杠、丝杠螺母、丝杠上固定块和丝杠电机，
探测装置通过连接板固定连接滑杆下端，滑杆上端通过丝杠螺母套设并螺纹连接丝杠，丝杠上端通过丝杠上固定块固定连接丝杠底板上端，丝杠下端通过丝杠下固定块固定连接丝杠底板下端，丝杠底板上端固定连接副臂外端，丝杠电机固定设置在副臂或丝杠底板上，丝杠电机输出轴同轴固定连接丝杠。
优先地，导轨外形为圆环，齿环为圆环形，齿环外边缘开设多个等间距排列的锯齿，装载台为L形板材，齿轮轴为圆形杆件；若干个短支撑杆和若干个长支撑杆为圆形杆件。
优先地，副臂和主臂为光滑杆件。
优先地，丝杠底板和连接板为平面板材，丝杠下固定块和丝杠上固定块为长方形板材，滑杆为长方形杆件，丝杠为开设外螺纹的圆形杆件。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过环形导轨配合电机-减速器-齿轮结构驱动，实现探测装置绕桩基圆周稳定运动，避免声呐测点调整时拆卸装载平台；本发明通过副臂的旋转运动能够调整探测装置与桩基之间的水平距离；通过丝杠的竖直上下运动能够调整探测装置的竖向位置从而调整探测装置的高度；所有探测装置的位置调整均可准确控制，大大提高了声呐测点位置精度，保证不同测点数据拼接的准确性。本发明解决了声呐作业时的稳定性问题和测点精准定位问题，提高了扫测结果的准确性和精度，为深水桩基础声呐检测提供了稳定便捷的装载平台，提高数据采集质量，减少人工操作安全风险。本发明所设计的声呐装载平台采用了链带结构，能够适应不同直径的桩基。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明中齿轮导轨的结构图；
图3是本发明中旋转机构的结构图；
图4是本发明中导轨和滑块的剖视图；
图5是本发明中链带的结构图；
图6是本发明中链带的局部结构图；
图7是本发明中链带上普通节的结构图。
附图中标记含义，1-桩基，2-导轨，3-齿环，4-短支撑杆，5-长支撑杆，6-普通节，7-探测装置，8-连接板，9-丝杠下固定块，10-滑杆，11-丝杠，12-丝杠底板，13-丝杠螺母，14-丝杠上固定块，15-丝杠电机，16-副臂，17-主臂，18-装载台，19-小齿轮，20-齿轮轴，21-驱动电机，22-导轨滚动滑块，23-电机减速器，24-支撑节，25-固定节，26-螺栓螺母。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，包括探测装置7、齿轮导轨机构、链带机构和平移丝杠机构，链带机构套设在桩基1上，齿轮导轨机构固定连接链带机构，平移丝杠机构安装在齿轮导轨机构上，探测装置7安装在平移丝杠机构上。
进一步地，齿轮导轨机构包括导轨2、齿环3、装载台18、小齿轮19、齿轮轴20、驱动电机21、若干个导轨滚动滑块22和电机减速器23，
导轨2固定设置在链带机构上，导轨2套设在桩基1上，导轨2外侧下边缘上固定设置齿环3，装载台18滑动设置在导轨2上，小齿轮19位于导轨2外侧，小齿轮19与齿环3相互啮合，小齿轮19同轴固定连接电机减速器23的输出轴，电机减速器23和驱动电机21固定设置在装载台18上，齿轮轴20伸到装载台18上固定连接电机减速器23的大齿轮，
驱动电机21的齿轮轴固定连接电机减速器23的输入轴，若干个导轨滚动滑块22位于导轨2内侧，导轨2内侧下边缘开设配合若干个导轨滚动滑块22的导轨凹槽，若干个导轨滚动滑块22转动连接装载台。
进一步地，链带机构包括若干个短支撑杆4、若干个长支撑杆5、上链条和下链条，上链条和下链条均套设在桩基1上，上链条位于下链条上方，导轨2通过若干个短支撑杆4固定连接上链条，导轨2通过若干个长支撑杆5固定连接下链条。
进一步地，上链条和下链条均包括普通节6、支撑节24、固定节25和螺栓螺母26，
若干个普通节6依次首尾相互固定连接形成一个直线型的普通节组，多个普通节组之间通过固定节25相互固定连接形成圆环形，每个普通节组中插入一个支撑节24，短支撑杆4内端固定连接上链条上的支撑节24，长支撑杆5内端固定连接下链条上的支撑节24；
普通节6为H形的平面板材，支撑节24横截面为U形，支撑节24左右两端横向开设贯穿的圆通孔，固定节25为平面板材，每个普通节组左右两端均转动连接一个固定节25，相邻两个普通节组上的固定节25之间通过螺栓螺母26相互固定连接。
进一步地，平移丝杠机构包括伸缩机构、副臂16和主臂17，副臂16通过主臂17转动连接装载台18，伸缩机构固定连接副臂16。
进一步地，伸缩机构包括连接板8、丝杠下固定块9、滑杆10、丝杠底板12、丝杠11、丝杠螺母13、丝杠上固定块14和丝杠电机15，
探测装置7通过连接板8固定连接滑杆10下端，滑杆10上端通过丝杠螺母13套设并螺纹连接丝杠11，丝杠11上端通过丝杠上固定块14固定连接丝杠底板12上端，丝杠11下端通过丝杠下固定块9固定连接丝杠底板12下端，丝杠底板12上端固定连接副臂16外端，丝杠电机15固定设置在副臂16或丝杠底板12上，丝杠电机15输出轴同轴固定连接丝杠11。
进一步地，导轨2外形为圆环，齿环3为圆环形，齿环3外边缘开设多个等间距排列的锯齿，装载台18为L形板材，齿轮轴20为圆形杆件；若干个短支撑杆4和若干个长支撑杆5为圆形杆件。
进一步地，副臂16和主臂17为光滑杆件。
进一步地，丝杠底板12和连接板8为平面板材，丝杠下固定块9和丝杠上固定块14为长方形板材，滑杆10为长方形杆件，丝杠11为开设外螺纹的圆形杆件。
小齿轮19为现有技术中的齿轮，驱动电机21为现有技术中的电机，电机减速器23为现有技术中的元器件，若干个导轨滚动滑块22为横截面为T形的台阶式圆柱形杆件，螺栓螺母26为现有技术中的螺母，探测装置7为三维成像声呐装置，丝杠螺母13为现有技术中的螺母，丝杠电机15为现有技术中的电机，上述部件在现有技术中可采用的型号很多，本领域技术人员可根据实际需求选用合适的型号，本实施例不再一一举例。
小齿轮19与齿环3处于同一平面并与之啮合，驱动装载台18的运动。导轨滚动滑块22可在导轨2内侧作滚动运动。齿环3和导轨2在安装前被拆分为四个相同的部分，在安装过程中可拼接为环形的整体。齿轮轴20是电机减速器23的输出轴，小齿轮19通过齿轮轴20定位在装载台18下方，驱动电机21则与电机减速器23的输入轴连接，驱动齿轮啮合转动。若干个普通节6首尾铰接，通过长细螺栓相连接，形成普通节组如图6所示。
使用时，只需通过遥控或预设程序控制驱动电机21和丝杠电机15转动，即可使声呐运行到预定的位置，随后便开始声呐扫测，单一测点扫测完成后，继续控制电机转动，调整到下一测点。整个桩基扫测完整后，通过有线连接或无线方式传输给服务终端，服务终端对数据处理分析。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，包括探测装置（7）、齿轮导轨机构、链带机构和平移丝杠机构，链带机构套设在桩基（1）上，齿轮导轨机构固定连接链带机构，平移丝杠机构安装在齿轮导轨机构上，探测装置（7）安装在平移丝杠机构上。
2.根据权利要求1所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，齿轮导轨机构包括导轨（2）、齿环（3）、装载台（18）、小齿轮（19）、驱动电机（21）、若干个导轨滚动滑块（22）和电机减速器（23），
导轨（2）固定设置在链带机构上，导轨（2）套设在桩基（1）上，导轨（2）外侧下边缘上固定设置齿环（3），装载台（18）滑动设置在导轨（2）上，小齿轮（19）位于导轨（2）外侧，小齿轮（19）与齿环（3）相互啮合，小齿轮（19）同轴固定连接电机减速器（23）的输出轴，电机减速器（23）和驱动电机（21）固定设置在装载台（18）上，齿轮轴（20）伸到装载台（18）上固定连接电机减速器（23）的大齿轮，
驱动电机（21）的齿轮轴（20）固定连接电机减速器（23）的输入轴，若干个导轨滚动滑块（22）位于导轨（2）内侧，导轨（2）内侧下边缘开设配合若干个导轨滚动滑块（22）的导轨凹槽，若干个导轨滚动滑块（22）转动连接装载台。
3.根据权利要求3所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，链带机构包括若干个短支撑杆（4）、若干个长支撑杆（5）、上链条和下链条，上链条和下链条均套设在桩基（1）上，上链条位于下链条上方，导轨（2）通过若干个短支撑杆（4）固定连接上链条，导轨（2）通过若干个长支撑杆（5）固定连接下链条。
4.根据权利要求3所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，上链条和下链条均包括普通节（6）、支撑节（24）、固定节（25）和螺栓螺母（26），
若干个普通节（6）依次首尾相互固定连接形成一个直线型的普通节组，多个普通节组之间通过固定节（25）相互固定连接形成圆环形，每个普通节组中插入一个支撑节（24），短支撑杆（4）内端固定连接上链条上的支撑节（24），长支撑杆（5）内端固定连接下链条上的支撑节（24）；
普通节（6）为H形的平面板材，支撑节（24）横截面为U形，支撑节（24）左右两端横向开设贯穿的圆通孔，固定节（25）为平面板材，每个普通节组左右两端均转动连接一个固定节（25），相邻两个普通节组上的固定节（25）之间通过螺栓螺母（26）相互固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，平移丝杠机构包括伸缩机构、副臂（16）和主臂（17），副臂（16）通过主臂（17）转动连接装载台（18），伸缩机构固定连接副臂（16）。
6.根据权利要求5所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，伸缩机构包括连接板（8）、丝杠下固定块（9）、滑杆（10）、丝杠底板（12）、丝杠（11）、丝杠螺母（13）、丝杠上固定块（14）和丝杠电机（15），
探测装置（7）通过连接板（8）固定连接滑杆（10）下端，滑杆（10）上端通过丝杠螺母（13）套设并螺纹连接丝杠（11），丝杠（11）上端通过丝杠上固定块（14）固定连接丝杠底板（12）上端，丝杠（11）下端通过丝杠下固定块（9）固定连接丝杠底板（12）下端，丝杠底板（12）上端固定连接副臂（16）外端，丝杠电机（15）固定设置在副臂（16）或丝杠底板（12）上，丝杠电机（15）输出轴同轴固定连接丝杠（11）。
7.根据权利要求3所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，导轨（2）外形为圆环，齿环（3）为圆环形，齿环（3）外边缘开设多个等间距排列的锯齿，装载台（18）为L形板材，齿轮轴（20）为圆形杆件；若干个短支撑杆（4）和若干个长支撑杆（5）为圆形杆件。
8.根据权利要求5所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，副臂（16）和主臂（17）为光滑杆件。
9.根据权利要求6所述的一种用于深水桩基础声呐探测的装载平台，其特征在于，丝杠底板（12）和连接板（8）为平面板材，丝杠下固定块（9）和丝杠上固定块（14）为长方形板材，滑杆（10）为长方形杆件，丝杠（11）为开设外螺纹的圆形杆件。
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