CN113279438B - 环绕式桥梁水下桩基外观检测设备及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了环绕式桥梁水下桩基外观检测设备及检测方法，属于桥梁结构检测技术领域。该检测设备包括：升降组件和视觉组件，升降组件套设在桩基外侧的环形结构，视觉组件包括与升降装置连接的至少三个摄像头和照明装置，升降组件套设在桩基的外侧并沿桩基的延伸方向做往复运动，在升降组件做往复运动的过程中视觉组件采集桩基的外观。该发明通过使用桩基限制升降组件的位移范围，并通过沿桩基的延伸方向做往复运动的升降装置带动视觉组件升降拍摄桩基外表生成视频文件，由于升降组件带动视觉组件仅做竖向的升降运动，所以能够避免电缆缠绕的风险，因此解决了潜水员或水下机器人从水下进入桩基群内存在的电缆缠绕风险。
Description
技术领域
本发明属于桥梁结构检测技术领域，具体是环绕式桥梁水下桩基外观检测设备及检测方法。
背景技术
目前水下桩基外观质量检测主要是通过潜水员或者水下机器人进行水下电视录像检测，但由于水下通讯问题，均需采用缆线与后方通讯。
大型桥梁结构墩台下部桩基数量多，潜水员或水下机器人进入桩基群内存在电缆线缠绕风险。
为此需要提供一种能够解决进入桩基群内存在的电缆线缠绕风险问题的水下桩基外观检测设备。
发明内容
发明目的：提供环绕式桥梁水下桩基外观检测设备及检测方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：环绕式桥梁水下桩基外观检测设备包括：
升降组件，套设在桩基外侧的环形结构。
视觉组件，包括与升降装置连接的至少三个摄像头和照明装置。
所述升降组件套设在桩基的外侧并沿桩基的延伸方向做往复运动，在所述升降组件做往复运动的过程中视觉组件采集桩基的外观。
在进一步的实施例中，所述升降组件包括：
升降管，内部开设有空腔的柔性管件。
固定器，与升降管的一端连接。
牵引器，与升降管的另一端连接。
重力调整组件，与固定器连接，并与升降管的空腔连通。
刚度保持件，与升降管固定连接，并沿升降管的延伸方向延伸预定距离。
所述固定器将升降管的一端固定在桩基的预定位置，所述牵引器带动升降管的另一端绕桩基位移一周后与固定器相配合使升降管形成圆环，此时固定器与桩基分离。
所述重力调整组件向升降管的空腔内输入或排除填充介质改变升降管的重量使升降管升降，所述牵引器和固定器相配合时所述刚度保持件支撑升降管，通过牵引器使柔性的升降管绕桩基呈圆形，并使用刚度保持件保证桩基的圆度以保证视觉组件的相对位置，重力调整组件向升降管的空腔内输入或排除填充介质改变升降管的重量使升降管升降，既保证了视觉组件的拍摄质量，又使用升降管的柔性特质降低了升降组件的生产及运输的难度和成本。
在进一步的实施例中，所述刚度保持件包括与固定器和/或牵引器连接的电源，以及与电源连接的记忆合金丝。
所述记忆合金丝是通电为保持预定刚性形状，断电为柔性的材料，当所述固定器和牵引器相配合时，所述记忆合金丝通电保持预定硬度及形状，保证升降管的圆度，通过断电为柔性，通电保持预定形状的刚性的记忆合金丝，能够在降低生产及运输难度和成本的同时保证升降管的圆度。
在进一步的实施例中，检测设备还包括：收放组件，与固定器和/或牵引器连接，所述升降管的至少一端与收放组件连接，所述收放组件带动升降管与固定器和/或牵引器相对位移，通过收放组件带动升降管做与固定器和/或牵引器相对的位移，能够调节升降管合围的圆环半径，解决了升降管合围圆环直径固定的问题。
在进一步的实施例中，所述收放组件包括：旋转动力源，与固定器和/或牵引器连接。
收料筒，与旋转动力源传动连接。
所述升降管缠绕在收料筒外侧，所述牵引器牵引升降管位移时，所述升降管向远离收料筒的一端延伸。
在进一步的实施例中，所述收放组件包括：旋转动力源，与固定器和/或牵引器连接。
滚轮组，与旋转动力源传动连接，所述升降管穿过滚轮组，并与滚轮组滚动连接。
在进一步的实施例中，所述升降管是柔性透明结构，所述摄像头和照明装置设置在升降管内，通过将摄像头和照明装置设置在柔性透明结构的升降管内，能够避免视觉组件被自然水体化学腐蚀或物理划伤。
在进一步的实施例中，所述重力调整组件包括：水泵，与固定器连接，并与升降管连通。
气泵，与固定器连接，并与升降管连通。
当水泵向升降管内输出预定量的液体时，所述升降管沿桩基的延伸方向下降。
当气泵向升降管内输出预定量的气体时，所述升降管沿桩基的延伸方向上升。
在进一步的实施例中，所述固定器包括：固定座，与升降管的一端连接。
吸盘，设置在固定座的一侧。
固定气泵，与吸盘连通。
当所述固定座位于桩基的预定位置时，所述吸盘与桩基抵接，所述固定气泵将吸盘抽真空。
当升降管形成圆环时，所述固定气泵向吸盘内充气。
基于环绕式桥梁水下桩基外观检测设备包括：S1. 升降管的一端位移至预定位置，然后另一端绕桩基一周后形成圆环。
S2. 升降管形成圆环后使用刚度保持件保持升降管的圆环刚度。
S3. 改变升降管的重量实现升降管的升降。
S4. 在升降管升降的过程中，视觉组件采集桩基的外观。
有益效果：本发明公开了环绕式桥梁水下桩基外观检测设备及检测方法，该检测设备通过使用桩基限制升降组件的位移范围，并通过沿桩基的延伸方向做往复运动的升降装置带动视觉组件升降拍摄桩基外表生成视频文件，由于升降组件带动视觉组件仅做竖向的升降运动，所以能够避免电缆缠绕的风险，因此解决了潜水员或水下机器人从水下进入桩基群内存在的电缆缠绕风险的问题。
附图说明
图1是本发明的升降组件结构示意图。
图2是本发明的升降组件工作实施例俯视示意图。
图3是本发明的升降组件工作实施例正视示意图。
图4是本发明的使用收料筒作为收放组件实施例示意图。
图5是本发明的使用滚轮组作为收放组件实施例示意图。
图1至图5所示附图标记为：升降组件1、视觉组件2、收放组件3、桩基4、升降管11、固定器12、牵引器13、重力调整组件14、刚度保持件15、吸盘121。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明是用于大型桥梁结构墩台下部桩基外观检测的检测设备，该检测设备通过升降组件带动视觉组件仅做竖向的升降运动，所以能够避免电缆缠绕的风险，因此解决了潜水员或水下机器人从水下进入桩基群内存在的电缆缠绕风险的问题。
该检测设备包括：升降组件1、视觉组件2和收放组件3。
升降组件1是套设在桩基4外侧的环形结构。
视觉组件2包括与升降装置连接的至少三个摄像头和照明装置，其中摄像头和照明装置在升降组件1的预定区域内均匀分布，该均匀分布可以根据桩基4的大小调整摄像头和照明装置的数量和间距来实现。
工作原理：升降组件1套设在桩基4的外侧并沿桩基4的延伸方向做往复运动，在升降组件1做往复运动的过程中视觉组件2采集桩基4的外观，通过使用桩基4限制升降组件1的位移范围，并通过沿桩基4的延伸方向做往复运动的升降装置带动视觉组件2升降拍摄桩基4外表生成视频文件，由于升降组件1带动视觉组件2仅做竖向的升降运动，所以能够避免电缆缠绕的风险，因此解决了潜水员或水下机器人从水下进入桩基4群内存在的电缆缠绕风险的问题。
在进一步的实施例中，大型桥梁结构墩台下部的桩基4直径较大，若使用刚性的环形升降组件1则存在生产及运输困难高且成本高的问题。
为了解决上述问题，升降组件1包括：升降管11、固定器12、牵引器13和重力调整组件14。
升降管11是内部开设有空腔的柔性管件。
固定器12与升降管11的一端连接。
牵引器13与升降管11的另一端连接，牵引器可以是螺旋桨推进器等水下机器人。
重力调整组件14与固定器12连接并与升降管11的空腔连通。
刚度保持件15与升降管11固定连接，并沿升降管11的延伸方向延伸预定距离。
其中牵引器13与固定器12通过插接结构或磁吸装置可拆卸连接，在实际生产时需要注意，刚度保持件15在通电变硬后会对牵引器13与固定器12施加一定的外力有可能造成牵引器13与固定器12分离，因此在生产牵引器13与固定器12时应当将刚度保持件15在通电变硬后的外力计算在内。
工作原理：固定器12将升降管11的一端固定在桩基4的预定位置，牵引器13带动升降管11的另一端绕桩基4位移一周后与固定器12相配合使升降管11形成圆环，此时固定器12与桩基4分离。
重力调整组件14向升降管11的空腔内输入或排除填充介质改变升降管11的重量使升降管11升降，牵引器13和固定器12相配合时所述刚度保持件15支撑升降管11。
在本实施例中，重力调整组件14包括：水泵和气泵。
水泵与固定器12连接，并与升降管11连通。
气泵与固定器12连接，并与升降管11连通。
当水泵向升降管11内输出预定量的液体时，升降管11沿桩基4的延伸方向下降。
当气泵向升降管11内输出预定量的气体时，升降管11沿桩基4的延伸方向上升。
在本实施例中，固定器12包括：固定座和吸盘121。
固定座，与升降管11的一端连接。
吸盘121，设置在固定座的一侧。
固定气泵，与吸盘121连通，其中固定气泵可以放置在施工现场的岸边，也可以安装在固定座上。
当固定座位于桩基4的预定位置时，吸盘121与桩基4抵接，固定气泵将吸盘121抽真空。
当升降管11形成圆环时，固定气泵向吸盘121内充气。
在进一步的实施例中，还可以使用螺旋桨推进器等水下机器人代替固定器12。
通过牵引器13使柔性的升降管11绕桩基4呈圆形，并使用刚度保持件15保证桩基4的圆度以保证视觉组件2的相对位置，重力调整组件14向升降管11的空腔内输入或排除填充介质改变升降管11的重量使升降管11升降，既保证了视觉组件2的拍摄质量，又使用升降管11的柔性特质降低了升降组件1的生产及运输的难度和成本。
基于环绕式桥梁水下桩基4外观检测设备包括：S1. 升降管11的一端位移至预定位置，然后另一端绕桩基4一周后形成圆环。
S2. 升降管11形成圆环后使用刚度保持件15保持升降管11的圆环刚度。
S3. 改变升降管11的重量实现升降管11的升降。
S4. 在升降管11升降的过程中，视觉组件2采集桩基4的外观。
由于充水或充气后的升降管是质量均匀的悬浮体，所以在水中能够将视觉组件保持在相对水平的位置，然后使用牵引器还能够对升降管进行高度上的牵引，牵引器向下运动的过程中，重力调整组件14向升降管内充水，牵引器向上运动的过程中，重力调整组件14向升降管内充气。
在本实施例中，刚度保持件15包括与固定器12和/或牵引器13连接的电源，以及与电源连接的记忆合金丝。
记忆合金丝是通电为保持预定刚性形状，断电为柔性的材料，当固定器12和牵引器13相配合时，记忆合金丝通电保持预定硬度及形状，保证升降管11的圆度。
通过断电为柔性，通电保持预定形状的刚性的记忆合金丝，能够在降低生产及运输难度和成本的同时保证升降管11的圆度。
在进一步的实施例中，不同的桩基4直径也有所不同，若升降管11围绕的直径固定，则遇到大的桩基4无法合围成圆形，遇到小的桩基4则存在合围成的圆形包围了至少两个桩基4，导致了无法单独检测且视觉组件2有死角的问题。
为了解决上述问题，检测设备还包括：收放组件3。
收放组件3与固定器12和/或牵引器13连接，升降管11的至少一端与收放组件3连接，收放组件3带动升降管11与固定器12和/或牵引器13相对位移。
在本实施例中，收放组件3包括：旋转动力源和收料筒。
旋转动力源与固定器12和/或牵引器13连接。
收料筒与旋转动力源传动连接。
升降管11缠绕在收料筒外侧，牵引器13牵引升降管11位移时，升降管11向远离收料筒的一端延伸。
在另一实施例中，收放组件3包括：旋转动力源和滚轮组。
旋转动力源与固定器12和/或牵引器13连接。
滚轮组与旋转动力源传动连接，所述升降管11穿过滚轮组，并与滚轮组滚动连接。
在此实施例中，当旋转动力源与固定器12连接时，可以如附图5所示需要收缩升降管11时，可以是从固定器12一端向远离牵引器13的一端移动升降管11，或旋转动力源与牵引器13连接，在需要收缩升降管11时，是从牵引器13一端向远离固定器12的一端移动升降管11。
也可以在固定器12和牵引器13上都安装滚轮组，然后使牵引器13一端的升降管11穿过固定器12上的滚轮组，然后在需要收缩升降管11时，是从固定器12一端向远离牵引器13的一端移动升降管11，反之亦可。
通过收放组件3带动升降管11做与固定器12和/或牵引器13相对的位移，能够调节升降管11合围的圆环半径，解决了升降管11合围圆环直径固定的问题。
在进一步的实施例中，视觉组件2直接暴露在自然水体中时，如果自然水体污染严重或杂质过多，容易对视觉组件2造成化学腐蚀或物理划伤。
为了解决上述问题，降管是柔性透明结构，摄像头和照明装置设置在升降管11内。
通过将摄像头和照明装置设置在柔性透明结构的升降管11内，能够避免视觉组件2被自然水体化学腐蚀或物理划伤。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。
Claims (6)
1.环绕式桥梁水下桩基外观检测设备，其特征在于，包括：
升降组件，套设在桩基外侧的环形结构；
视觉组件，包括与升降组件连接的至少三个摄像头和照明装置；
所述升降组件套设在桩基的外侧并沿桩基的延伸方向做往复运动，在所述升降组件做往复运动的过程中视觉组件采集桩基的外观；
所述升降组件包括：
升降管，内部开设有空腔的柔性管件；
固定器，与升降管的一端连接；
牵引器，与升降管的另一端连接；
重力调整组件，与固定器连接，并与升降管的空腔连通；
刚度保持件，与升降管固定连接，并沿升降管的延伸方向延伸预定距离；
所述固定器将升降管的一端固定在桩基的预定位置，所述牵引器带动升降管的另一端绕桩基一周后与固定器相配合使升降管形成圆环，此时固定器与桩基分离；
所述重力调整组件向升降管的空腔内输入或排除填充介质改变升降管的重量使升降管升降，所述牵引器和固定器相配合时所述刚度保持件支撑升降管；
所述刚度保持件包括与固定器和/或牵引器连接的电源，以及与电源连接的记忆合金丝；
所述记忆合金丝是通电为保持预定刚性形状，断电为柔性的材料，当所述固定器和牵引器相配合时，所述记忆合金丝通电保持预定硬度及形状，保证升降管的圆度；
检测设备还包括：收放组件，与固定器和/或牵引器连接，所述升降管的至少一端与收放组件连接，所述收放组件带动升降管与固定器和/或牵引器相对移动；
所述收放组件包括：
旋转动力源，与固定器和/或牵引器连接；
收料筒，与旋转动力源传动连接；
所述升降管缠绕在收料筒外侧，所述牵引器牵引升降管移动时，所述升降管向远离收料筒的一端延伸。
2.根据权利要求1所述环绕式桥梁水下桩基外观检测设备，其特征在于，
所述收放组件包括：
滚轮组，与旋转动力源传动连接，所述升降管穿过滚轮组，并与滚轮组滚动连接。
3.根据权利要求1所述环绕式桥梁水下桩基外观检测设备，其特征在于，
所述升降管是柔性透明结构，所述摄像头和照明装置设置在升降管内。
4.根据权利要求1所述环绕式桥梁水下桩基外观检测设备，其特征在于，
所述重力调整组件包括：
水泵，与固定器连接，并与升降管连通；
气泵，与固定器连接，并与升降管连通；
当水泵向升降管内输出预定量的液体时，所述升降管沿桩基的延伸方向下降；
当气泵向升降管内输出预定量的气体时，所述升降管沿桩基的延伸方向上升。
5.根据权利要求1所述环绕式桥梁水下桩基外观检测设备，其特征在于，
所述固定器包括：
固定座，与升降管的一端连接；
吸盘，设置在固定座的一侧；
固定气泵，与吸盘连通；
当所述固定座位于桩基的预定位置时，所述吸盘与桩基抵接，所述固定气泵将吸盘抽真空；
当升降管形成圆环时，所述固定气泵向吸盘内充气。
6.基于权利要求1-5任一项所述的环绕式桥梁水下桩基外观检测设备的检测方法，其特征在于，包括：
S1. 升降管的一端移动至预定位置，然后另一端绕桩基一周后形成圆环；
S2. 升降管形成圆环后使用刚度保持件保持升降管的圆环刚度；
S3. 改变升降管的重量实现升降管的升降；
S4. 在升降管升降的过程中，视觉组件采集桩基的外观。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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