CN113945582A - 一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，包括机架、固定架、导轨、载荷施加机构、测力仪、移动机构、位移传感器、控制器、路由器、服务器、升降架、升降机构、安装架、限位轮、摄像头、挠度仪弹性机构和智能控制终端，通过移动机构驱使摄像头往复移动并对电杆进行多处拍摄，将拍摄的图像经路由器发送至服务器处理，自动判断是否存在裂缝，并将结果传输至终端通过浏览器展示，其中，升降机构配合弹性机构驱使安装架上的限位轮弹性抵接在电杆上以维持摄像头与电杆的距离和驱使挠度仪始终抵接在电杆上，有利于提高摄像头采集多组电杆图像以及挠度仪测量多组电杆挠度时的精确度，具有高自动化、高检测效率以及高安全性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，具体涉及一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置。
背景技术
混凝土电杆作为电网支撑结构的重要组成部分，采购基数大(数以百万根计)，是电网公司入网品控到货抽检的重要物资之一。在混凝土电杆到货抽检的所有检测项目中，最为关键的是整杆力学性能的检测，特别是对裂缝宽度测量。现有的检测裂缝宽度方法为：在混凝土电杆梢端施加某一级荷载后，工作人员近距离使用放大镜或肉眼观察是否存在裂缝，之后增加荷载，重复多次，记录出现裂缝的荷载级数，直至根据检测标准完成所有荷载点的测试。混凝土电杆长度一般为8米至15米，可能出现裂缝的范围较大，每根电杆的力学性能试验至少需要18个轮次的往返检测，每次往返的距离较远，自动化程度较低，较为费时费力，且效率低下；而且裂缝宽度的测量，需近距离用放大镜或检测仪观察裂缝情况，由于水泥此时施加较大的荷载，存在水泥电杆回弹致伤的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，旨在解决上述混凝土电杆力学性能测试过程的自动化程度低和工作过程较为繁琐导致测试工作较为费时费力、存在电杆回弹的安全隐患以及测试效率低下的问题。
本发明提供了一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，包括：
机架，所述机架上设置有固定架、导轨、载荷施加机构和测力仪，所述固定架用于固定电杆，所述导轨沿电杆轴向布置，所述载荷施加机构用于向电杆施加载荷，所述测力仪用于检测所述载荷施加机构施加载荷的大小；
移动机构，所述移动机构设置在所述导轨上并能够沿所述导轨往复移动，所述移动机构上设置有位移传感器、控制器、路由器和服务器；
升降架，所述升降架移动安装在所述移动机构上，所述移动机构上设置有用于驱使所述升降架升降的升降机构；
安装架，所述安装架移动安装在所述升降架上，所述安装架上设置有限位轮、摄像头和挠度仪，所述路由器分别与所述测力仪、所述服务器、所述控制器、所述位移传感器、所述摄像头和所述挠度仪通信连接，所述控制器分别与所述移动机构和所述升降机构电性连接并能够控制所述移动机构和所述升降机构的工作状态；
弹性机构，所述弹性机构设置在所述升降架上，所述弹性机构作用于所述安装架以使所述限位轮弹性抵接在电杆上；
智能控制终端，所述智能控制终端与所述路由器通信连接并能够通过所述路由器控制所述服务器和所述控制器的工作状态。
优选的，所述载荷施加机构为手拉葫芦。
优选的，所述移动机构为步进电机驱动的轨道车，所述控制器与所述步进电机电性连接并能够控制所述步进电机的工作状态。
优选的，所述升降机构包括驱动电机、螺纹杆和限位杆，所述升降架上设置有移动安装在所述限位杆上的限位筒和与所述螺纹杆螺纹配合的螺纹筒，所述驱动电机和所述限位杆设置在所述移动机构上，所述驱动电机与所述螺纹杆传动连接并用于驱使所述螺纹杆转动，所述控制器与所述驱动电机电性连接并能够控制所述驱动电机的工作状态。
优选的，所述安装架上设置有滑杆，所述升降架上设置有供所述滑杆移动安装的安装筒，所述滑杆上设置有抵接台，所述安装筒上设置有供所述抵接台抵接的抵接部，所述弹性机构作用于所述滑杆以使所述抵接台弹性抵接在所述抵接部上从而驱使所述安装架上的所述限位轮弹性抵接在所述电杆上。
优选的，所述弹性机构为压缩弹簧，所述压缩弹簧安装在所述安装筒上并用于抵推所述抵接台以使所述抵接台弹性在所述抵接部上。
优选的，所述安装架上设置有用于检测安装架受电杆压力大小的压力传感器，所述控制器与所述压力传感器电性连接并能够根据所述压力传感器检测到的压力信息控制所述升降机构的工作状态。
优选的，所述安装架上设置有弧形架，所述弧形架上设置有若干个所述限位轮，若干个所述限位轮沿所述弧形架径向布置。
优选的，所述移动机构上设置有用于提醒工作人员的蜂鸣器，所述服务器与所述蜂鸣器电性连接并能够控制所述蜂鸣器的工作状态。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
通过移动机构驱使摄像头往复移动并对电杆进行多处拍摄，将拍摄的图像经路由器发送至服务器处理，自动判断是否存在裂缝，并将结果传输至终端通过浏览器展示，其中，升降机构配合弹性机构驱使安装架上的限位轮弹性抵接在电杆上以维持摄像头与电杆的距离和驱使挠度仪始终抵接在电杆上，有利于提高摄像头采集多组电杆图像以及挠度仪测量多组电杆挠度时的精确度，具有高自动化、高检测效率以及高安全性能的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明某一实施例的结构示意图；
图2为本发明某一实施例中移动机构处的结构示意图；
图3为本发明某一实施例中移动机构处的剖视图；
图4为本发明某一实施例中移动机构和摄像头的工作流程图。
图中，10-机架；11-固定架；12-导轨；13-载荷施加机构；14-测力仪；20-移动机构；21-位移传感器；22-控制器；23-路由器；24-服务器；25-蜂鸣器；30-升降架；31-限位筒；32-螺纹筒；33-安装筒；331-抵接部；40-升降机构；41-驱动电机；42-螺纹杆；43-限位杆；50-安装架；51-限位轮；52-摄像头；53-挠度仪；54-滑杆；541-抵接台；55-压力传感器；56-弧形架；60-弹性机构。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
参照图1至图4，本发明提供了一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，包括：
机架10，所述机架10上设置有固定架11、导轨12、载荷施加机构13和测力仪14，所述固定架11用于固定电杆，所述导轨12沿电杆轴向布置，所述载荷施加机构13用于向电杆施加载荷，所述测力仪14用于检测所述载荷施加机构13施加载荷的大小；
移动机构20，所述移动机构20设置在所述导轨12上并能够沿所述导轨12往复移动，所述移动机构20上设置有位移传感器21、控制器22、路由器23和服务器24；
升降架30，所述升降架30移动安装在所述移动机构20上，所述移动机构20上设置有用于驱使所述升降架30升降的升降机构40；
安装架50，所述安装架50移动安装在所述升降架30上，所述安装架50上设置有限位轮51、摄像头52和挠度仪53，所述路由器23分别与所述测力仪14、所述服务器24、所述控制器22、所述位移传感器21、所述摄像头52和所述挠度仪53通信连接，所述控制器22分别与所述移动机构20和所述升降机构40电性连接并能够控制所述移动机构20和所述升降机构40的工作状态；
弹性机构60，所述弹性机构60设置在所述升降架30上，所述弹性机构60作用于所述安装架50以使所述限位轮51弹性抵接在电杆上；
智能控制终端，所述智能控制终端与所述路由器23通信连接并能够通过所述路由器23控制所述服务器24和所述控制器22的工作状态。
在固定架11上固定好电杆后，通过载荷施加机构13向电杆施加载荷，配合测力仪14实时测试载荷施加机构13施加载荷的大小并经由路由器23传送至智能控制终端处，控制器22启动移动机构20沿导轨12往复移动，位移传感器21实时检测移动机构20的移动距离并经由路由器23发送至智能控制终端处，每当移动机构20移动一定的距离时，移动机构20停顿一定的时间，移动机构20上的摄像头52和挠度仪53对电杆进行拍摄和挠度检测，并将拍摄和检测结果经由路由器23发送至服务器24和智能控制终端，服务器24将接收到的图片进行二值化、去噪、边缘提取等处理，图像的相关处理可以使用开源库OpenCV处理，判断图像是否存在裂缝，若存在裂缝则在图像中标记裂缝位置，并在智能控制终端上记录拍摄时轨道式摄像头52的位移信息，同时服务器24上运行web应用，智能控制终端可浏览器远程访问，web主要展示是否存在裂缝，若存在裂缝时，显示标记裂缝位置的图片及轨道式摄像头52的位移信息。其中，升降机构40配合弹性机构60驱使安装架50上的限位轮51弹性抵接在电杆上以维持摄像头52与电杆的距离和驱使挠度仪53始终抵接在电杆上，有利于提高摄像头52采集电杆图像以及挠度仪53测量电杆挠度时的精确度，具有高自动化、高检测效率以及高安全性能的优点。其中，控制器22由多个单片机STM32组成的控制系统，智能控制终端为手机、电脑等智能设备，位移传感器21的型号为MMA7660FCR1，挠度仪53的型号为FTQN-5A，测力仪14的型号为MPXM2053GS。
具体的，所述载荷施加机构13为手拉葫芦。
具体的，所述移动机构20为步进电机驱动的轨道车，所述控制器22与所述步进电机电性连接并能够控制所述步进电机的工作状态。
实施例2：
参照图1至图4，结合实施例1的技术方案，本实施例中，所述升降机构40包括驱动电机41、螺纹杆42和限位杆43，所述升降架30上设置有移动安装在所述限位杆43上的限位筒31和与所述螺纹杆42螺纹配合的螺纹筒32，所述驱动电机41和所述限位杆43设置在所述移动机构20上，所述驱动电机41与所述螺纹杆42传动连接并用于驱使所述螺纹杆42转动，所述控制器22与所述驱动电机41电性连接并能够控制所述驱动电机41的工作状态。
当需要摄像头52和挠度仪53对电杆进行图像采集和挠度检测工作时，控制器22驱使驱动电机41工作，驱动电机41驱使螺纹杆42转动，升降架30上的螺纹筒32在螺纹杆42的螺纹作用下带动升降架30沿限位杆43移动，能够实现升降架30的升降工作，升降架30上升至一定高度时，升降架30上的弹性机构60作用于安装架50以使安装架50的限位轮51弹性抵接在电杆上，其中，当移动机构20带动安装架50移动时，摄像头52在限位轮51和弹性机构60的作用下维持与电杆的距离，扰度仪在限位轮51和弹性机构60的作用下保持抵接电杆表面的状态，具有控制摄像头52与电杆距离以及挠度仪53与电杆距离该两个变量有利于提高摄像头52采集多组电杆图像以及挠度仪53测量多组电杆挠度时的精确度。
具体的，所述安装架50上设置有滑杆54，所述升降架30上设置有供所述滑杆54移动安装的安装筒33，所述滑杆54上设置有抵接台541，所述安装筒33上设置有供所述抵接台541抵接的抵接部331，所述弹性机构60作用于所述滑杆54以使所述抵接台541弹性抵接在所述抵接部331上从而驱使所述安装架50上的所述限位轮51弹性抵接在所述电杆上。
具体的，所述弹性机构60为压缩弹簧，所述压缩弹簧安装在所述安装筒33上并用于抵推所述抵接台541以使所述抵接台541弹性在所述抵接部331上。
实施例3：
参照图1至图4，结合实施例1和实施例2的技术方案，本实施例中，所述安装架50上设置有用于检测安装架50受电杆压力大小的压力传感器55，所述控制器22与所述压力传感器55电性连接并能够根据所述压力传感器55检测到的压力信息控制所述升降机构40的工作状态。
当需要摄像头52和挠度仪53对电杆进行图像采集和挠度检测工作时，升降机构40驱使升降架30上升，升降架30上的弹性机构60作用于安装架50并驱使安装架50上的限位轮51弹性抵接在电杆上，压力传感器55检测到安装架50所受压力大小到达设定值时，压力传感器55向控制器22发送信号，控制器22驱使升降机构40停止工作，即控制器22与压力传感器55和升降机构40配合以维持安装架50与电杆之间的距离从而维持摄像头52与电杆的距离并驱使挠度仪53始终抵接在电杆上。其中，压力传感器55的型号为MPM288。
具体的，所述安装架50上设置有弧形架56，所述弧形架56上设置有若干个所述限位轮51，若干个所述限位轮51沿所述弧形架56径向布置。
具体的，所述移动机构20上设置有用于提醒工作人员的蜂鸣器25，所述服务器24与所述蜂鸣器25电性连接并能够控制所述蜂鸣器25的工作状态。
当服务器24检测到摄像头52拍摄的图片中存在裂缝时，服务器24驱使蜂鸣器25发出短暂的蜂鸣音，提醒检测人员。
以上，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于，包括：
机架，所述机架上设置有固定架、导轨、载荷施加机构和测力仪，所述固定架用于固定电杆，所述导轨沿电杆轴向布置，所述载荷施加机构用于向电杆施加载荷，所述测力仪用于检测所述载荷施加机构施加载荷的大小；
移动机构，所述移动机构设置在所述导轨上并能够沿所述导轨往复移动，所述移动机构上设置有位移传感器、控制器、路由器和服务器；
升降架，所述升降架移动安装在所述移动机构上，所述移动机构上设置有用于驱使所述升降架升降的升降机构；
安装架，所述安装架移动安装在所述升降架上，所述安装架上设置有限位轮、摄像头和挠度仪，所述路由器分别与所述测力仪、所述服务器、所述控制器、所述位移传感器、所述摄像头和所述挠度仪通信连接，所述控制器分别与所述移动机构和所述升降机构电性连接并能够控制所述移动机构和所述升降机构的工作状态；
弹性机构，所述弹性机构设置在所述升降架上，所述弹性机构作用于所述安装架以使所述限位轮弹性抵接在电杆上；
智能控制终端，所述智能控制终端与所述路由器通信连接并能够通过所述路由器控制所述服务器和所述控制器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述载荷施加机构为手拉葫芦。
3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述移动机构为步进电机驱动的轨道车，所述控制器与所述步进电机电性连接并能够控制所述步进电机的工作状态。
4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述升降机构包括驱动电机、螺纹杆和限位杆，所述升降架上设置有移动安装在所述限位杆上的限位筒和与所述螺纹杆螺纹配合的螺纹筒，所述驱动电机和所述限位杆设置在所述移动机构上，所述驱动电机与所述螺纹杆传动连接并用于驱使所述螺纹杆转动，所述控制器与所述驱动电机电性连接并能够控制所述驱动电机的工作状态。
5.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述安装架上设置有滑杆，所述升降架上设置有供所述滑杆移动安装的安装筒，所述滑杆上设置有抵接台，所述安装筒上设置有供所述抵接台抵接的抵接部，所述弹性机构作用于所述滑杆以使所述抵接台弹性抵接在所述抵接部上从而驱使所述安装架上的所述限位轮弹性抵接在所述电杆上。
6.根据权利要求5所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述弹性机构为压缩弹簧，所述压缩弹簧安装在所述安装筒上并用于抵推所述抵接台以使所述抵接台弹性在所述抵接部上。
7.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述安装架上设置有用于检测安装架受电杆压力大小的压力传感器，所述控制器与所述压力传感器电性连接并能够根据所述压力传感器检测到的压力信息控制所述升降机构的工作状态。
8.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述安装架上设置有弧形架，所述弧形架上设置有若干个所述限位轮，若干个所述限位轮沿所述弧形架径向布置。
9.根据权利要求1所述的一种用于混凝土电杆的外表裂缝图像采集装置，其特征在于：
所述移动机构上设置有用于提醒工作人员的蜂鸣器，所述服务器与所述蜂鸣器电性连接并能够控制所述蜂鸣器的工作状态。
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2021
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