CN114738624B - 一种桥梁检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁检测技术领域，公开了一种桥梁检测装置及检测方法，装置包括：行走机构，沿待检测桥梁的长度方向行进；臂架机构，包括第一臂架和第二臂架，所述第一臂架的一端与所述行走机构连接，所述第一臂架的另一端与所述第二臂架连接，在所述行走机构行进过程中所述第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面；第一调整机构，用于在所述行走机构行进过程中调整所述第二臂架，以使所述第二臂架保持竖直状态。本发明中第二臂架在行走机构沿桥梁的行进过程中保持竖直状态，这样不仅使第一臂架和第二臂架之间的力矩不变，因而两个机械臂连接处不易损坏，而且使第三臂架与待检测桥梁的待检测平面的相对角度不变，使图像不易变形、补光好图像更清晰。

Description

一种桥梁检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，特别涉及一种桥梁检测装置及检测方法。

背景技术

空心板桥梁，作为交通枢纽的重要载体，桥梁的安全至关重要。桥梁在长期使用过程中需要定期进行检测，检测部位涉及到桥梁上部结构以及下部结构，而对于桥梁下部结构的检测需要使用检测机械臂搭载图像采集设备后伸展到相应位置后进行检测。对于桥梁上部结构和桥梁下部结构的整个检测过程中需要保持位于桥身侧面的机械臂始终与水平面垂直，以确保图像采集装置与被拍摄平面的相对角度不会发生变化，进而确保图像采集的稳定性。但桥面实际存在坡度，在搭载机械臂的平台运行到坡度范围内时，位于桥身侧面的机械臂与水平面的角度实际发生了改变，在现有技术中通常忽略这一角度的变化，但实际上角度变化后一方面会使位于桥身侧面的机械臂和位于桥面上方的机械臂之间的力矩增大，可能造成两个机械臂连接处损坏；另一方面角度变化时会使位于待检测桥梁下方的机械臂上的图像采集装置和待拍摄平面的相对角度发生变化，不但会造成图像畸形，也会影响补光使图像模糊。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种桥梁检测装置及检测方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实施例一方面提供了一种桥梁检测装置，包括：

行走机构，沿待检测桥梁的长度方向行进；

臂架机构，包括第一臂架和第二臂架，所述第一臂架的一端与所述行走机构连接，所述第一臂架的另一端与所述第二臂架连接，在所述行走机构行进过程中所述第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面；

第一调整机构，用于在所述行走机构行进过程中调整所述第二臂架，以使所述第二臂架保持竖直状态。

可选的，所述第一调整机构包括第一检测装置、第一角度调整装置和第一角度控制系统；

所述第一角度调整装置设置在所述第一臂架上，所述第一角度调整装置的轴线与所述第一臂架的轴线平行，用于带动所述第二臂架绕所述第一臂架的轴线周向旋转；

所述第一检测装置设置在所述第二臂架上，所述第一检测装置和所述第一角度调整装置分别与所述第一角度控制系统电性连接。

可选的，所述第一角度调整装置包括第一轴承、第一液压马达、第一驱动齿轮和第一从动齿轮；

所述第一轴承的内圈同轴套设在所述第一臂架上，所述第一轴承的内圈与所述第一臂架固定连接；

所述第一从动齿轮同轴套设在所述第一轴承的外圈上，所述第一从动齿轮与所述第一轴承的外圈固定连接；

所述第二臂架与所述第一轴承的外圈的侧面固定连接；

所述第一液压马达与所述第一臂架或所述第二臂架固定连接，所述第一液压马达与所述第一角度控制系统电性连接，所述第一液压马达与所述第一驱动齿轮固定连接，所述第一驱动齿轮和所述第一从动齿轮啮合。

可选的，所述第一检测装置为角度传感器，所述角度传感器设置在所述第二臂架的中部，用于测量所述第二臂架的轴线与竖直方向之间的角度。

可选的，所述臂架机构包括第三臂架，所述第三臂架与所述第二臂架连接，用于伸展到待检测桥梁的下方；

所述桥梁检测装置包括第二调整机构，所述第一臂架与所述行走机构的行进方向垂直，且所述第一臂架的轴线与所述第二臂架的轴线垂直，所述第二调整机构用于调整所述第三臂架，以使所述第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线保持平行。

可选的，所述第二调整机构包括第二角度调整装置、第二检测装置和第二角度控制系统；

所述第二角度调整装置设置在所述第一臂架上，所述第二角度调整装置的轴线与所述第一臂架的轴线垂直，用于带动所述第二臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转，并同步带动所述第三臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转；

所述第二检测装置用于检测所述第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线是否平行；

所述第二检测装置和所述第二角度调整装置分别与所述第二角度控制系统电性连接。

可选的，所述第一臂架包括水平臂段、竖直臂段和连接结构，所述水平臂段、所述竖直臂段、所述第二角度调整装置、所述连接结构、所述第二臂架和所述第三臂架顺次连接，所述水平臂段的轴线与所述竖直臂段的轴线垂直，所述第二角度调整装置的轴线与所述水平臂段的轴线垂直；

所述第二检测装置包括信号发射端和信号接收端，所述信号发射端设置在所述水平臂段上，所述信号接收端设置在所述第二角度调整装置或所述连接结构上，所述信号发射端和所述信号接收端的位置相对，所述信号发射端和所述信号接收端分别与所述第二角度控制系统电性连接。

本实施例另一方面提供了一种桥梁检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：控制所述行走机构行进至指点地点；

步骤二：控制所述臂架机构展开，所述第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面；

步骤三：控制所述行走机构沿待检测桥梁的长度方向行进，在所述行走机构行进过程中，通过所述第一调整机构控制所述第二臂架保持竖直状态。

可选的， 所述步骤三中通过所述第一调整机构控制所述第二臂架保持竖直状态包括：

当所述行走机构的行进方向发生改变造成所述第二臂架与竖直方向之间的角度发生变化时，第一检测装置检测所述第二臂架的角度变化情况并将检测结果反馈给第一角度控制系统；

第一角度控制系统根据第一检测装置的反馈结果判断所述第二臂架与竖直方向之间的角度变化量；

第一角度控制系统根据角度变化量控制第一角度调整装置对所述第二臂架与竖直方向之间的角度进行调整，直至所述第二臂架呈竖直状态。

可选的，所述步骤二中控制所述臂架机构展开包括：

当需要控制第三臂架旋转至待检测桥梁的下方并与所述第一臂架平行时，通过第二角度控制系统控制第二角度调整装置旋转带动所述第二臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转，所述第二臂架带动第三臂架同步绕所述第二臂架的轴线周向旋转；

第二角度调整装置旋转过程中，信号接收端实时接收信号发射端发射的信号，信号接收端将接收到的信号实时反馈给第二角度控制系统；

第二角度控制系统根据信号接收端接收到的反馈信号判断第二角度调整装置是否带动第三臂架旋转至第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线平行的位置；

当第二角度控制系统判断第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线平行时，第二角度控制系统控制第二角度调整装置停止。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明通过设置第一调整机构对位于桥身侧面的第二臂架进行调整，使第二臂架在行走机构沿桥梁的行进过程中保持竖直状态，这样不仅使第一臂架和第二臂架之间的力矩不变，因而两个机械臂连接处不易损坏，而且使第三臂架与待检测桥梁的待检测平面的相对角度不变，使图像不易变形、补光好图像更清晰。

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一些实施例，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为本发明桥梁检测装置整体结构示意图；

图2为本发明桥梁检测装置正视结构示意图；

图3为本发明桥梁检测装置俯视结构示意图；

图4为本发明桥梁检测装置侧视结构示意图；

图5为本发明第二角度检测装置安装方式一结构示意图；

图6为本发明第二角度检测装置安装方式二结构示意图；

图7为本发明第一角度调整装置和第二角度调整装置结构示意图；

图8为本发明第一角度调整装置和第二角度调整装置侧视结构示意图；

图9为本发明第一角度调整装置和第二角度调整装置俯视结构示意图；

图10为本发明第三角度调整装置结构示意图；

图11为本发明待检测桥梁下方的仰视结构示意图；

图12为图11中I处局部结构放大示意图；

图13为本发明侧视结构示意图；

图14为图13中A-A截面剖面俯视结构示意图；

图15为图13中II处局部结构放大示意图；

图16为图13中III处局部结构放大示意图；

图17为图14中IV 处局部结构放大示意图；

图18为本发明桥身侧面侧视结构示意图；

图19为图18中V处局部结构放大示意图；

图20为本发明结构示意图；

图21为图20中VI处局部结构放大示意图。

图中的附图标记分别表示为：

100-行走机构；110-底座；120-连接架；121-配重结构；130-辅助轮；131-辅助油缸；200-臂架机构；210-第一臂架；211-水平臂段；212-竖直臂段；213-连接结构；122-第一法兰；2131-第二法兰；2121-第三法兰；2111-第四法兰；2132-连接板；220-第二臂架；230-第三臂架；231-固定臂；232-伸缩臂；2321-顶面；240-第一油缸；250-第二油缸；260-第三油缸；270-第四油缸；280-第五油缸；290-第六油缸；310-第一角度调整装置；311-第一液压马达；312-第一从动齿轮；313-第一驱动齿轮；314-第一轴承；320-第一检测装置；410-第二角度调整装置；411-第二液压马达；412-第二从动齿轮；413-第二驱动齿轮；414-第二轴承；420-第二检测装置；421-信号接收端；422-信号发射端；500-第三调整机构；510-第三角度调整装置；511-第三液压马达；512-第三从动齿轮；600-检测设备；700-传动结构；710-底梁；711-底板；712-第一侧板；713-第二侧板；720-伸缩梁；730-滚动结构；731-滚轮；732-滚轴；740-导轨；750-限位块；751-支撑板；760-限位套；770-拉手；780-支撑梁。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，本发明实施例中所涉及的方位名词，如“上部”、“下部”、“侧部”，以图1中所示方位为基准，并不具有限定本发明保护范围的意义。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种桥梁检测装置，包括：行走机构100，沿待检测桥梁的长度方向行进；臂架机构200，包括第一臂架210和第二臂架220，第一臂架210的一端与行走机构100连接，第一臂架210的另一端与第二臂架220连接，在行走机构100行进过程中第二臂架220伸展至待检测桥梁的侧面；第一调整机构，用于在行走机构100行进过程中调整第二臂架220，以使第二臂架220保持竖直状态。

进一步，如图1所示，行走机构100上设有底座110和连接架120，第一臂架210通过连接架120与底座110连接。连接架120的上部与第一臂架210连接，连接架120的下部与底座110连接，连接架120上还设有配重结构121，配重结构121用来在行进过程中保持行走机构100的平衡，防止行走机构倾斜。

进一步，行走机构100行进过程中，第二臂架220伸展至待检测桥梁的侧面，第二臂架220上可搭载不同的检测仪器，对待检测桥梁侧部上的裂缝或者病害等情况进行检测。

进一步，本实施例中包括第三臂架230，第三臂架230和第二臂架220连接，第三臂架230伸至待检测桥梁的下方并与待检测平面平行，第三臂架230上设有检测设备对待检测平面进行检测。本实施例中的检测设备为图像采集装置，可以理解的是，如果第二臂架220在工作过程中与水平面的角度发生变化时，第三臂架230和待检测平面的相对角度会产生变化，进而造成采集到的图像产生畸形、补光差图像模糊，影响检测结果。

本实施例通过设置第一调整机构对位于待检测桥梁侧面的第二臂架220进行调整，使第二臂架220在行走机构100沿桥梁的行进过程中保持竖直状态，使第二臂架220与第一臂架210连接处受到的力矩不变，因而第二臂架220与第一臂架210连接处不易损坏，而且第三臂架230与待检测桥梁的待检测平面的相对角度不变，使图像不易变形、补光好图像更清晰。

如图1至图9所示，第一调整机构包括第一检测装置320、第一角度调整装置310和第一角度控制系统；第一角度调整装置310设置在第一臂架210上，第一角度调整装置310的轴线与第一臂架210的轴线平行，用于带动第二臂架220绕第一臂架210的轴线周向旋转；第一检测装置320设置在第二臂架220上，第一检测装置320和第一角度调整装置310分别与第一角度控制系统电性连接。

进一步，如图1和图2所示，臂架机构200中包括第一油缸240、第二油缸250、第三油缸260、第四油缸270、第五油缸280和第六油缸290。第一臂架210为伸缩臂架，第一臂架210的顶部设有第一油缸240，用于对第一臂架210的长度进行调节，第一臂架210的伸缩行程范围为4200mm-6200mm。为了对伸缩行程进行精确控制，可选的，可通过总控系统实时显示第一臂架210的行程，同时采用旋钮的正反转控制第一油缸240的伸缩。第二臂架220为伸缩臂架，第二臂架220的侧部设有第二油缸250，第二油缸250对第二臂架220的长度进行调节，第二臂架220的伸缩行程范围为4650mm-7440mm。为了对伸缩行程进行精确控制，可选的，可通过总控系统实时显示第二臂架220的行程，同时采用旋钮的正反转控制第二油缸250的伸缩。连接架120和第一臂架210之间设有第四油缸270，用于对第一臂架210的俯仰角度进行调节，第四油缸270的伸缩可以使第一臂架210的俯仰角度在0°至30°之间调节，可选的，可采用升、降两个按钮控制第四油缸270的伸缩，持续按下按钮时第四油缸270开始动作，松开按钮后第四油缸270停止动作；第一臂架210和第二臂架220之间设有第五油缸280，用于对第一臂架210和第二臂架220的折叠进行调节，当第五油缸280处于缩回动作时，第一臂架210和第二臂架220展开，反之则收回，可选的，采用收、放按钮方式实现第五油缸280的调节，即按下按钮时第五油缸280动作，松开按钮时第五油缸280停止，避免发生误动。

进一步，桥梁检测装置包括总控系统，第一油缸240、第二油缸250、第三油缸260、第四油缸270、第五油缸280和第六油缸290均与总控系统之间电性连接，第一油缸240、第二油缸250、第三油缸260、第四油缸270、第五油缸280和第六油缸290均可实时将油缸的伸展距离反馈给总控系统，总控系统根据反馈的数据判断各油缸是否伸展到位，或者总控系统将各油缸的伸展距离数据显示出来，由工作人员根据显示的数据完成各油缸的伸缩量的调整。

进一步，在利用第一调整机构对第二臂架220和竖直方向之间的夹角进行调节之前，首先通过总控系统控制第四油缸270将第一臂架210绕第一臂架210和连接架120的连接轴线周向旋转至适当的角度；然后通过总控系统控制第一油缸240将第一臂架210的长度调整到适当的长度，保证第二臂架220绕第一臂架210的轴线周向旋转时不与桥身发生碰撞；然后通过总控系统控制第五油缸280将第二臂架220展开至第二臂架220的轴线与第一臂架210的轴线呈垂直状态；完成以上操作之后，通过第一调整机构对第二臂架220和竖直方向的角度进行调节。

进一步，在一些实施例中在第一臂架210和第二臂架的连接轴上设置限位开关，当第二臂架220绕连接轴旋转至第二臂架220的轴线与第一臂架210的轴线呈垂直状态时，触发限位开关动作，总控系统控制第二臂架220停止旋转。

进一步，本实施例中主要针对上坡或下坡时行走机构100在沿待检测桥梁长度方向造成第二臂架220与竖直方向的夹角发生改变的情况，忽略了行走机构100在沿待检测桥梁宽度方向的倾斜造成第二臂架220与竖直方向的夹角发生改变的情况。可选的，在一些实施例中需要对行走机构100在沿待检测桥梁宽度方向的倾斜造成第二臂架220与竖直方向的夹角发生改变的情况进行改善时，可通过增加总控系统控制第五油缸280的伸缩实现沿待检测桥梁宽度方向调节第二臂架220与竖直方向的夹角，使第二臂架220呈竖直状态。

如图6至图9所示，第一角度调整装置310包括第一轴承314、第一液压马达311、第一驱动齿轮313和第一从动齿轮312；第一轴承314的内圈同轴套设在第一臂架210上，第一轴承314的内圈与第一臂架210固定连接；第一从动齿轮312同轴套设在第一轴承314的外圈上，第一从动齿轮312与第一轴承314的外圈固定连接；第二臂架220与第一轴承314的外圈的侧面固定连接；第一液压马达311与第一臂架210或第二臂架220固定连接，第一液压马达311与第一角度控制系统电性连接，第一液压马达311与第一驱动齿轮313固定连接，第一驱动齿轮313和第一从动齿轮312啮合。

进一步，本实施中，第一轴承314的内圈与第一臂架210连接，第一轴承314的外圈与第二臂架220连接，第二臂架220与第一轴承314的外圈连接时通过第四法兰2111连接，第一液压马达311与第四法兰2111连接。

进一步，第一臂架210包括弯折臂，第一轴承314的外圈与弯折臂连接，弯折臂与第二臂架220连接。弯折臂包括水平臂段211和竖直臂段212，水平臂段211通过第四法兰2111与第一轴承314的外圈连接，竖直臂段212与第二臂架220连接。

进一步，第一臂架210包括连接结构213，竖直臂段212与连接结构213固定连接，连接结构213与第二臂架220之间铰接。第五油缸280分别与连接结构213和第二臂架220连接。

如图1所示，第一检测装置320为角度传感器，角度传感器设置在第二臂架220的中部，用于测量第二臂架220的轴线与竖直方向之间的角度。

进一步，角度传感器用于只测量沿待检测桥梁长度方向的第二臂架220与竖直方向之间的角度。第二臂架220与竖直方向之间的角度变化后，通过第一角度控制系统控制第一角度调整装置310调整第二臂架220与竖直方向之间的角度。

进一步，在另外的方案中，角度传感器用于测量沿待检测桥梁宽度方向和沿待检测桥梁长度方向的第二臂架220与竖直方向之间的角度。第二臂架220与竖直方向之间的角度变化后，通过第一角度控制系统控制第一角度调整装置310，同时通过总控系统控制第五油缸280，通过第一角度调整装置310和第五油缸280的配合调整第二臂架220与竖直方向之间的角度。

如图1所示，臂架机构200包括第三臂架230，第三臂架230与第二臂架220连接，用于伸展到待检测桥梁的下方；桥梁检测装置包括第二调整机构，第一臂架210与行走机构100的行进方向垂直，且第一臂架210的轴线与第二臂架220的轴线垂直，第二调整机构用于调整第三臂架230，以使第三臂架230的轴线与第一臂架210的轴线保持平行。

进一步，第三臂架230和第二臂架220的底部铰接，可以搭载检测仪器进入待检测桥梁的下方，对待检测桥梁底面的情况进行检测。第三臂架230为伸缩臂，第三油缸260设置在第三臂架230的侧部，用于调节第三臂架230的长度，第三臂架230的伸缩行程范围为5650mm-9500mm。为了对伸缩行程进行精确控制，可选的，可通过总控系统实时显示第三臂架230的行程，同时采用旋钮的正反转控制第三油缸260的伸缩。

进一步，第三臂架230在行走机构100的行进过程中，需要时刻与待检测桥梁的底面保持一定的距离。本实施例中为了保证第三臂架230和待检测桥梁底面的距离一直保持不变，在第三臂架230的上表面均匀分布多个激光测距装置，激光测距装置与总控系统之间电性连接。激光测距装置向总控系统实时反馈第三臂架230与待检测桥梁底面的距离，当总控系统判断第三臂架230与待检测桥梁底面的距离发生改变时，总控系统通过控制第五油缸280伸缩，对第二臂架220的长度进行调节，进而对第三臂架230和待检测桥梁底面的距离进行调节。

进一步，由于待检测桥梁的下方分布有桥墩，为了避免第三臂架230与桥墩发生碰撞，在第三臂架230的侧壁面上设有多个激光测距装置，激光测距装置设置在与第三臂架230运行前方的桥墩相对的侧面上。激光测距装置与总控系统之间电性连接。激光测距装置向总控系统实时反馈第三臂架230与前方桥墩的距离，当总控系统判断第三臂架230与前方桥墩的距离已处于危险范围内，总控系统控制第三臂架230移出待检测桥梁的下方，行走机构100走过相对应的桥墩后，总控系统控制第三臂架230再次移动至待检测桥梁的下方，再次投入工作。

进一步，本实施例中第三臂架230的上表面均布多台线扫描相机装置，对待检测桥梁底面的图像进行采集，并对采集的图像进行处理，判断桥梁底部裂缝的位置和大小。此方式避免了工作人员深入待检测桥梁的下方作业，工作效率高，降低了作业的危险性，同时图像的采集更加清晰，精确度更高。

如图1至图9所示，第二调整机构包括第二角度调整装置410、第二检测装置420和第二角度控制系统；第二角度调整装置410设置在第一臂架210上，第二角度调整装置410的轴线与第一臂架210的轴线垂直，用于带动第二臂架220绕第二臂架220的轴线周向旋转，并同步带动第三臂架230绕第二臂架220的轴线周向旋转；第二检测装置420用于检测第三臂架230的轴线与第一臂架210的轴线是否平行；第二检测装置420和第二角度调整装置410分别与第二角度控制系统电性连接。

进一步，为了保证线扫描相机拍到的图像具有高的清晰度同时具有高连贯性，需要使第三臂架230保持理想状态，理想状态中在行走机构100的行进过程中第三臂架230与待检测桥梁底面一直保持平行，同时第三臂架230与行走机构100的行进方向保持垂直。在通过第二调整机构调整第三臂架230至理想状态之前，需要通过总控系统控制第六油缸290调整第三臂架230轴线和第二臂架220轴线之间的角度，使第三臂架230与待检测桥梁的底面平行。可选的，在一些实施例中，在第三臂架230上设置角度传感器，角度传感器与总控系统之间电性连接，角度传感器用来检测第三臂架230的轴线和竖直方向之间的夹角是否为90°。当总控系统根据角度传感器反馈的信号判断第三臂架230的轴线和竖直方向的夹角发生变化时，总控系统通过控制第六油缸290的伸缩对第三臂架230的轴线和竖直方向之间的夹角进行调节。

进一步，第六油缸290用于对第二臂架220和第三臂架230的折叠进行调节，当第六油缸290处于缩回动作时，第二臂架220和第三臂架230展开，反之则收回，可选的，采用收、放按钮方式实现第六油缸290的调节，即按下按钮时第六油缸290动作，松开按钮时第六油缸290停止，避免发生误动。

结合图1、图5和图6所示，第一臂架210包括水平臂段211、竖直臂段212和连接结构213，水平臂段211、竖直臂段212、第二角度调整装置410、连接结构213、第二臂架220和第三臂架230顺次连接，水平臂段211的轴线与竖直臂段212的轴线垂直，第二角度调整装置410的轴线与水平臂段211的轴线垂直；第二检测装置420包括信号接收端421和信号发射端422，信号接收端421设置在水平臂段211上，信号发射端422设置在第二角度调整装置410或连接结构213上，信号接收端421和信号发射端422的位置相对，信号接收端421和信号发射端422分别与第二角度控制系统电性连接。

进一步，如图5所示，在一些实施例中连接结构213包括与水平臂段平行的连接板2132，信号发射端422设置在连接板2132上，信号接收端421设置在水平臂段211上，信号发射端422和信号接收端421的位置相对，且信号发射端422和信号接收端421之间没有障碍物。信号发射端422和信号接收端421的位置可以互换。

进一步，如图6所示，在一些实施例中，信号发射端422设置在第二角度调整装置410上，信号接收端421设置在水平臂段211上，信号发射端422和信号接收端421的位置相对，且信号发射端422和信号接收端421之间没有障碍物。信号发射端422和信号接收端421的位置可以互换。

进一步，如图5和图8所示，第二角度调整装置410包括第二轴承414、第二液压马达411、第二驱动齿轮413和第二从动齿轮412；第二轴承414的内圈同轴套设在竖直臂段212上，第二轴承414的内圈与竖直臂段212固定连接；第二从动齿轮412同轴套设在第二轴承414的外圈上，第二从动齿轮412与第二轴承414的外圈固定连接；连接结构213与第二轴承414的外圈的侧面固定连接；第二液压马达411通过第三法兰2121与竖直臂段212固定连接，第二液压马达411与第二角度控制系统电性连接，第二液压马达411与第二驱动齿轮413固定连接，第二驱动齿轮413和第二从动齿轮412啮合；信号发射端422或信号接收端421设置在第二从动齿轮412上。

进一步，如图6所示，在一些实施例中连接结构213通过第二法兰2131与第二轴承414（如图8所示）的外圈连接，第二液压马达411（如图8所示）与第二法兰2131连接。信号接收端421或信号发射端422设置在第二从动齿轮412上，信号发射端422或信号接收端421设置在水平臂段211上，信号发射端422和信号接收端421的位置相对，且信号发射端422和信号接收端421之间没有障碍物。

进一步，第二检测装置420为位置传感器，为电磁式位置传感器或光电式位置传感器或差动变压器式位置传感器或电涡流式位置传感器或电容式位置传感器或干簧管位置传感器或霍尔式位置传感器等。

进一步，由于第二角度调整装置410工作时涉及到第二臂架220和第三臂架230的旋转，工作半径较大，为了避免作业过程中出现危险，在一些实施例中可以设置急停按钮，对第二角度调整装置410进行急停操作。

结合图1、图2和图4所示，行走结构100包括辅助轮130，本实施例中包括两个辅助轮130，设置在行走机构100的底部，并设置在靠近待检测桥梁边缘的一侧，辅助轮130的设置为行走机构100提供向上的支撑力，防止因臂架机构200过重，造成装置倾斜，提高了装置的稳定性和安全性。

进一步，辅助轮130通过辅助油缸131与行走机构100的底面连接，辅助油缸131与总控系统之间电性连接，一方面通过控制辅助油缸131的伸缩实现辅助轮130的收放，另一方面通过辅助油缸131对行走机构100提供支撑力。

结合图1和图10所示，底座110和连接架120之间设有第三调整机构500，用于调整第一臂架210绕底座110的轴线周向旋转的角度。第三调整机构500包括第三检测装置、第三角度调整装置510和第三角度控制系统。

进一步，第三检测装置和第三角度调整装置510分别与第三角度控制系统电性连接。第三角度调整装置510包括第三轴承、第三液压马达511、第三驱动齿轮和第三从动齿轮512；第三轴承的内圈同轴套设在底座110上，第三轴承的内圈与底座110固定连接；第三从动齿轮512同轴套设在第三轴承的外圈上，第三从动齿轮512与第三轴承的外圈固定连接；连接架120通过第一法兰122与第三轴承的外圈的侧面固定连接；第三液压马达511与第一法兰122连接，第三液压马达511与第三角度控制系统电性连接，第三液压马达511与第三驱动齿轮固定连接，第三驱动齿轮和第三从动齿轮512啮合。第三检测装置为限位开关，设置在第一臂架210绕底座110的轴线周向旋转0°和90°的位置。当第一臂架210绕底座110的轴线周向旋转至0°限位开关或90°限位开关处时，限位开关被触发，第三角度控制系统控制第三液压马达511停止。

进一步，在一些实施例中，通过设置正转和翻转两个按钮实现对第三角度调整装置510的控制，持续按下按钮时第三角度调整装置510开始动作，松开按钮后第三角度调整装置510停止动作。

本实施例还提供一种桥梁检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：控制行走机构行进至指点地点；

步骤二：控制臂架机构展开，第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面；

步骤三：控制行走机构沿待检测桥梁的长度方向行进，在行走机构100行进过程中，通过第一调整机构控制第二臂架220保持竖直状态。

进一步，步骤三中通过第一调整机构控制第二臂架保持竖直状态包括：当行走机构的行进方向发生改变造成第二臂架220与竖直方向之间的角度发生变化时，第一检测装置320检测第二臂架220的角度变化情况并将检测结果反馈给第一角度控制系统；

第一角度控制系统根据第一检测装置320的反馈结果判断第二臂架220与水平面之间的角度变化量；

第一角度控制系统根据角度变化量控制第一角度调整装置310对第二臂架220与水平面之间的角度进行调整，直至第二臂架220与水平面垂直。

进一步，第一角度控制系统根据角度变化量控制第一液压马达311动作，驱动第一驱动齿轮313转动，第一驱动齿轮313带动第一从动齿轮312转动，第一从动齿轮312带动第二臂架220绕第一臂架210的轴线周向旋转。

进一步，步骤二中控制臂架机构展开包括：当需要控制第三臂架230旋转至待检测桥梁的下方并与第一臂架210平行时，通过第二角度控制系统控制第二角度调整装置410旋转带动第二臂架220绕第二臂架220的轴线周向旋转，第二臂架220带动第三臂架230同步绕第二臂架220的轴线周向旋转；

第二角度调整装置410旋转过程中，信号接收端421实时接收信号发射端422发射的信号，信号接收端421将接收到的信号实时反馈给第二角度控制系统；

第二角度控制系统根据信号接收端421接收到的反馈信号判断第二角度调整装置410是否带动第三臂架230旋转至第三臂架230的轴线与第一臂架210的轴线平行的位置；

当第二角度控制系统判断第三臂架230的轴线与第一臂架210的轴线平行时，第二角度控制系统控制第二角度调整装置410停止。

进一步，第二角度控制系统控制第二液压马达411动作，驱动第二驱动齿轮413转动，第二驱动齿轮413带动第二从动齿轮412转动，第二从动齿轮412带动第二臂架220绕第二臂架220的轴线周向旋转，同时第二臂架220带动第三臂架230绕第二臂架220的轴线周向旋转。

进一步，在一些实施例中，总控系统和第二角度控制系统同时动作，总控系统控制第五油缸280对第一臂架210和第二臂架220进行折叠或展开操作时，第二角度控制系统同时控制第一液压马达311工作，实现第二臂架220绕第一臂架210轴线的周向旋转。

进一步，在一些实施例中，总控系统和第三角度控制系统同时动作，总控系统控制第六油缸290对第三臂架230和第二臂架220进行折叠或展开操作时，第三角度控制系统同时控制第二液压马达411工作，实现第二臂架220绕第二臂架220轴线的周向旋转，同时实现第三臂架230绕第二臂架220轴线的周向旋转。

进一步，在一些实施例中，桥梁检测装置的工作步骤包括：S1，行走机构100行进至指点地点；S2，总控系统控制第四油缸270伸展，第一臂架210绕第一臂架210和连接架120的连接轴周向旋转，旋转至第一臂架210向待检测桥梁侧面伸展时不会与待检测桥梁发生碰撞即可；同时或之后第三角度控制系统控制第三液压马达511动作，驱动第一臂架210绕底座110的轴线周向旋转，旋转至第一臂架210触发90°限位开关时停止；S3，总控系统控制第四油缸270收缩，使第一臂架210与桥面平行，同时或之后总控系统控制第一油缸240伸展，使第一臂架210向待检测桥梁侧面延伸足够的长度；S4，总控系统控制第五油缸280收缩，使第二臂架220展开，同时或之后第一角度控制系统控制第一液压马达311动作，带动第二臂架220绕第一臂架210的轴线周向旋转，直至第二臂架220呈竖直状态；S5，总控系统控制第二油缸250伸展，使第三臂架230与桥面的距离大于待检测桥梁的厚度，第三臂架230能够伸进待检测桥梁的下方并不与待检测桥梁的底面发生碰撞，S6，总控系统控制第六油缸290收缩，使第三臂架230展开，同时或之后第二角度控制系统控制第二液压马达411动作，带动第二臂架220绕第二臂架220的轴线周向旋转，同时带动第三臂架230绕第二臂架220的轴线周向旋转，直至第三臂架230与待检测桥梁的底面平行，并且第三臂架230与行走机构100的行进方向垂直；S7，总控系统控制第三油缸260伸展，使第三臂架230上搭载的检测仪器沿待检测桥梁的底面宽度方向均匀分布，同时或之后总控系统控制第二油缸250收缩或伸展，调整第三臂架230和待检测桥梁的底面之间的距离至预设值；S8，行走机构100开始沿桥梁的长度方向行进，第三臂架230上搭载的检测仪器对待检测桥梁的底面状况进行检测。

实施例二

如图11至图21所示本实施例介绍了一种桥梁检测装置，包括：第三臂架230；检测设备600；传动结构700；第三臂架包括固定臂231和伸缩臂232，固定臂231同轴套设在伸缩臂232上，伸缩臂232和固定臂231滑动连接，伸缩臂232可沿固定臂231的轴线延伸方向伸出或收缩；传动结构700包括底梁710和伸缩梁720，底梁710和伸缩梁720滑动连接，底梁710和固定臂231连接，伸缩梁720和伸缩臂232连接，检测设备安装在伸缩梁720上，伸缩臂232带动伸缩梁720沿底梁710的轴线延伸方向伸出或收缩。

进一步，本实施例是在实施例一中结构的基础上的进一步完善，对待检测桥梁的底面检测时需要借助各种功能的检测设备，检测设备通常设置在位于待检测桥梁下方的第三臂架230上。本实施例中部分检测设备600设置在第三油缸260上，另一部分检测设备600设置在伸缩梁720上（如图14所示）。一方面设置在第三油缸260上的检测设备600能够对固定臂231的运行范围内的待检测桥梁的底面情况进行检测；另一方面伸缩梁720和伸缩臂232连接，伸缩臂232伸出和收缩时同步带动伸缩梁720伸出和收缩，进而带动设置在伸缩梁720上的检测设备600能够对伸缩臂232的运行范围内的待检测桥梁的底面情况进行检测。

本实施例中的传动结构700具有可伸缩的伸缩梁720，伸缩梁720和伸缩臂232连接后，伸缩梁720可随伸缩臂232的伸缩而伸缩，将检测设备600和伸缩梁720连接后，多台检测设备600在伸缩梁720的带动下可以对伸缩臂232的伸缩范围内的待检测桥梁的底面进行检测，提升桥梁表观图像采集的全面性和效率。

如图13和图16所示，传动结构700还包括滚动结构730；滚动结构730设置多个，多个滚动结构730设置在底梁710上，多个滚动结构730沿底梁710的长度延伸方向均匀分布；多个滚动结构730设置在底梁710和伸缩梁720之间，伸缩梁720和滚动结构730滑动连接。

进一步，滚动结构730的设置减小了伸缩梁720和底梁710之间的摩擦阻力，使伸缩梁720相对于底梁710的滑动更加顺畅，提高了装置的工作效率。

如图19和图21所示，底梁710为U型结构，多个滚动结构730均设置在U型结构的凹槽内，伸缩梁720从U型结构的开口伸入U型结构的凹槽内，并和多个滚动结构730滑动连接。

进一步， U型结构的凹槽为多个滚动结构730提供了支撑和限位的作用，保证了滚动结构730的稳定性，进而保证了装置的滑动稳定性。

如图19至图21所示，底梁710包括底板711、第一侧板712和第二侧板713，第一侧板712和第二侧板713平行且相对设置，第一侧板712通过底板711和第二侧板713连接，底板711和固定臂231连接；滚动结构730包括滚轮731和滚轴732，滚轴732轴向贯穿滚轮731，滚轮731绕滚轴732的轴线周向旋转，滚轴732的一端和第一侧板712连接，滚轴732的另一端和第二侧板713连接。

进一步，本实施例中滚轴732为螺栓，螺栓依次穿过第二侧板713、滚轮731和第一侧板712，螺栓穿过第一侧板712的一端设有螺母，螺母对螺栓进行紧固，防止螺栓随滚轮731的滚动而滚动。滚动结构730的结构简单，安装简便且成本低。

进一步，本实施例中滚轮731和第一侧板712，以及滚轮731和第二侧板713之间具有间隙，滚轮731可绕滚轴732的轴线周向转动。

如图16和图19所示，传动结构700包括导轨740，导轨740设置在伸缩梁720上，伸缩梁720通过导轨740和滚动结构730滑动连接。

进一步，导轨740呈“工”型，滚轮731呈“H”型，“H”型结构的设置使得滚轮731绕滚轴732的轴线周向旋转过程中始终具有开口向上的U型凹槽，导轨740的底面位于滚轮731的U型凹槽内，滚轮731的U型凹槽对导轨740起支撑和限位的作用，保证了导轨740的运行顺滑性。

如图13、图18和图20所示，桥梁检测装置包括第二臂架220，固定臂231的一端和第二臂架220连接，固定臂231的另一端向待检测桥梁下方延伸；传动结构700包括限位块750，限位块750和固定臂231远离第二臂架220的一端连接；限位块750上设有限位槽，限位槽的形状和导轨740的形状相匹配，限位槽沿导轨740的轴线方向延伸，导轨740设置在限位槽中，导轨740和限位块750滑动连接。

进一步，第三臂架230通常在待检测桥梁的下方保持水平状态，伸缩臂232的伸出和收缩过程中一般运行平稳，但导轨740只依靠滚轮731的限位不能保证伸缩梁720的伸缩稳定性，因此在固定臂231上固定设置了限位块750。限位块750和固定臂231通过支撑板751固定连接，支撑板751的设置保证了限位块750的稳定性。导轨740设置在限位块750上的凹槽内，限位块750的凹槽限制了导轨740向上、向下、向左和向右（以图19的所示方位为准）的位移，保障了导轨740收缩和伸出时的稳定性。

如图13、图20和图21所示，传动结构700包括限位套760；限位套760套设在伸缩梁720上，限位套760限制伸缩梁720向远离滚动结构730的方向运动；伸缩梁720和限位套760之间间隙配合，伸缩梁720可相对限位套760滑动。

进一步，在桥梁检测装置的臂架机构200的伸展和收缩的过程中，第三臂架230和第二臂架220之间会发生伸展和折叠。在第三臂架230和第二臂架220之间发生伸展和折叠时，伸缩梁720处于收缩状态，此时受到限位块750的限位作用的伸缩梁720的一端不会发生伸缩梁720脱离滚动结构730的情况，但伸缩梁720靠近第二臂架220的一端如果没有限位结构的限位作用则会发生伸缩梁720脱离滚动结构730的情况。为了避免伸缩梁720靠近第二臂架220的一端脱离滚动结构730，在伸缩梁720靠近第二臂架220的一端设置了限位套760。

进一步，伸缩梁720处于收缩状态时伸入限位套760内，限位套760对处于收缩状态的伸缩梁720向上、向下、向左和向右（以图19的所示方位为准）的位移进行限位，避免第三臂架230和第二臂架220之间会发生伸展和折叠时伸缩梁720脱离滚动结构730。

如图20和图21所示，限位套760设置在底梁710上，且套设在底梁710靠近第二臂架220的一端。

进一步，限位套760的底板和底梁710的底板711固定连接，本实施例中，限位套760的底板和底梁710的底板711之间焊接连接。

如图11至图19所示，传动结构700包括拉手770；拉手770设置在伸缩梁720远离第二臂架220的一端，拉手770和伸缩臂232连接。

进一步，拉手770的一端和伸缩梁720的一端通过螺栓连接，拉手770的另一端和伸缩臂232之间焊接连接。通过拉手770的连接伸缩梁720和伸缩臂232共同伸出和收缩。

进一步，伸缩臂232包括顶面2321，顶面2321位于固定臂231的外部，顶面2321和伸缩臂232的轴线垂直；拉手770为长直板，拉手770的一端和伸缩梁720紧固连接，拉手770的另一端向顶面2321的方向延伸，拉手770的另一端延伸至顶面2321的轴线位置，拉手770和顶面2321连接。

进一步，如图12、图14和图16所示，本实施例中底梁710通过支撑梁780和固定臂231连接，保证了底梁710的稳定性和牢固性，提高了装置的安全性。

在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种桥梁检测装置，其特征在于，包括：

行走机构，沿待检测桥梁的长度方向行进；

臂架机构，包括第一臂架、第二臂架和第三臂架，所述第一臂架的一端与所述行走机构连接，所述第一臂架的另一端与所述第二臂架连接，在所述行走机构行进过程中所述第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面，所述第三臂架与所述第二臂架连接，用于伸展到待检测桥梁的下方；

第一调整机构，用于在所述行走机构行进过程中调整所述第二臂架，以使所述第二臂架保持竖直状态；

所述第一调整机构包括第一检测装置、第一角度调整装置和第一角度控制系统；

所述第一角度调整装置设置在所述第一臂架上，所述第一角度调整装置的轴线与所述第一臂架的轴线平行，用于带动所述第二臂架绕所述第一臂架的轴线周向旋转；

所述第一检测装置设置在所述第二臂架上，所述第一检测装置和所述第一角度调整装置分别与所述第一角度控制系统电性连接；

所述第一角度调整装置包括第一轴承、第一液压马达、第一驱动齿轮和第一从动齿轮；

所述第一轴承的内圈同轴套设在所述第一臂架上，所述第一轴承的内圈与所述第一臂架固定连接；

所述第一从动齿轮同轴套设在所述第一轴承的外圈上，所述第一从动齿轮与所述第一轴承的外圈固定连接；

所述第二臂架与所述第一轴承的外圈的侧面固定连接；

所述第一液压马达与所述第一臂架或所述第二臂架固定连接，所述第一液压马达与所述第一角度控制系统电性连接，所述第一液压马达与所述第一驱动齿轮固定连接，所述第一驱动齿轮和所述第一从动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁检测装置，其特征在于，

所述第一检测装置为角度传感器，所述角度传感器设置在所述第二臂架的中部，用于测量所述第二臂架的轴线与竖直方向之间的角度。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁检测装置，其特征在于，

所述桥梁检测装置包括第二调整机构，所述第一臂架与所述行走机构的行进方向垂直，且所述第一臂架的轴线与所述第二臂架的轴线垂直，所述第二调整机构用于调整所述第三臂架，以使所述第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线保持平行。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁检测装置，其特征在于，

所述第二调整机构包括第二角度调整装置、第二检测装置和第二角度控制系统；

所述第二角度调整装置设置在所述第一臂架上，所述第二角度调整装置的轴线与所述第一臂架的轴线垂直，用于带动所述第二臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转，并同步带动所述第三臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转；

所述第二检测装置用于检测所述第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线是否平行；

所述第二检测装置和所述第二角度调整装置分别与所述第二角度控制系统电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁检测装置，其特征在于，

所述第一臂架包括水平臂段、竖直臂段和连接结构，所述水平臂段、所述竖直臂段、所述第二角度调整装置、所述连接结构、所述第二臂架和所述第三臂架顺次连接，所述水平臂段的轴线与所述竖直臂段的轴线垂直，所述第二角度调整装置的轴线与所述水平臂段的轴线垂直；

所述第二检测装置包括信号发射端和信号接收端，所述信号发射端设置在所述水平臂段上，所述信号接收端设置在所述第二角度调整装置或所述连接结构上，所述信号发射端和所述信号接收端的位置相对，所述信号发射端和所述信号接收端分别与所述第二角度控制系统电性连接。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的桥梁检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：控制所述行走机构行进至指点地点；

步骤二：控制所述臂架机构展开，所述第二臂架伸展至待检测桥梁的侧面；

步骤三：控制所述行走机构沿待检测桥梁的长度方向行进，在所述行走机构行进过程中，通过所述第一调整机构控制所述第二臂架保持竖直状态。

7.根据权利要求6所述的一种桥梁检测装置的检测方法，其特征在于，

所述步骤三中通过所述第一调整机构控制所述第二臂架保持竖直状态包括：

当所述行走机构的行进方向发生改变造成所述第二臂架与竖直方向之间的角度发生变化时，第一检测装置检测所述第二臂架的角度变化情况并将检测结果反馈给第一角度控制系统；

第一角度控制系统根据第一检测装置的反馈结果判断所述第二臂架与竖直方向之间的角度变化量；

第一角度控制系统根据角度变化量控制第一角度调整装置对所述第二臂架与竖直方向之间的角度进行调整，直至所述第二臂架呈竖直状态。

8.根据权利要求6所述的一种桥梁检测装置的检测方法，其特征在于，

所述步骤二中控制所述臂架机构展开包括：

当需要控制第三臂架旋转至待检测桥梁的下方并与所述第一臂架平行时，通过第二角度控制系统控制第二角度调整装置旋转带动所述第二臂架绕所述第二臂架的轴线周向旋转，所述第二臂架带动第三臂架同步绕所述第二臂架的轴线周向旋转；

第二角度调整装置旋转过程中，信号接收端实时接收信号发射端发射的信号，信号接收端将接收到的信号实时反馈给第二角度控制系统；

第二角度控制系统根据信号接收端接收到的反馈信号判断第二角度调整装置是否带动第三臂架旋转至第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线平行的位置；

当第二角度控制系统判断第三臂架的轴线与所述第一臂架的轴线平行时，第二角度控制系统控制第二角度调整装置停止。

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