CN115201192B - 一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动，本发明中的移动检测平台从桥墩顶部开始下放，既可以检测桥墩的水上结构，又可以检测桥墩的水下结构，移动检测平台分段对桥墩进行360°检测，因此该装置能够实现桥墩水上与水下结构病害全方位的检测。

Description

一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法

技术领域

本发明涉及到桥墩水上水下结构检测领域，具体涉及到一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法。

背景技术

自1957年武汉长江大桥通车之后，中国桥梁建设开始飞速发展，随着国家经济腾飞，近年来，全国桥梁总数已超过100万座，但是随着大批桥梁的老化，这些老化桥梁的桥墩表面易出现裂缝、侵蚀等病害，尤其是桥墩的水下结构受流水等侵蚀更易出现病害，这些病害成为了威胁桥梁通行安全的隐患；而桥墩检测尤其是桥梁水下结构的检测手段存在检测范围难覆盖、检测设备难下放、监测信息难评估以及水上水下结构难以一体化检测等技术困难。

目前检测桥墩水上结构的主要方法为使用搭架子或爬梯的方式人工目视观察、人工望远镜或高倍望远镜远距离观察，但传统检测手段方法存在局限性和检查盲区，检测范围不够全面细致、作业效率低下、难度大、检测人员存在人身安全隐患等弊端；检测桥墩水下结构的主要方法有围堰法、水下探摸法、ROV机器人检测法，其中，围堰法是采用构筑堤坝的方法在作业附近围出一定面积的隔水带，将其中的水排出，使水下地面出露，直接安置设备进行检测工作，但此方法只适用于水域浅的地区，水域深的区域成本过高，施工风险较大，人员的安全难以保障，船只难以通行，对航道运输影响大；水下探摸法是目前应用最多的方法，需要体魄强壮、游泳技能高的青壮年潜入水下进行探摸检测；但此方法不能直观地获取病害信息，对潜水员职业素质要求高且难以保证安全性，并且只能在低于0.5m/s流速的水中检测，前期准备工作较多，持续探摸时间短，作业效率低下；ROV机器人检测法：使用水下探测机器人进行桥墩水下结构的检测，但此方法不适用于急流及需要贴近桥墩进行检测的情况，固定性能差，需要人工辅助运作。

针对桥墩结构检测的相关问题，相关人员也提出了一些改进方案：如申请号为CN113155830A的一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法，采用自航式固定平台，携带检测装置在水中操控航行，并前往目标桥墩附近水域将桥墩包围在装置内，其检测装置搭载全方位检测模块，可以对桥墩表观病害进行检测；这种设计可以解决水流速度较快、水质清晰度低等水域的大型桥梁的桥墩水下架构病害检测的问题，实现了桥墩水下结构病害的全方位检测，但仍存在以下缺点：1.仍需要操作人员从水面上靠近桥墩对装置进行固定等操作，且桥墩附近的乱流难以靠近；2.只能检测桥墩水下部分，并且目前桥墩的水上水下结构全方位一体化检测不够完善。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，其特征在于：所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动，所述移动检测平台包括U型轨道、桥墩检测模块和开口补偿模块，所述桥墩检测模块沿所述U型轨道内侧移动，所述开口补偿模块设置在所述U型轨道的开口处，所述U型轨道和所述开口补偿模块共同配合环抱住所述桥墩。

本发明中的移动检测平台从桥墩顶部开始下放，既可以检测桥墩的水上结构，又可以检测桥墩的水下结构，因此能够实现桥墩水上与水下结构一体化的检测；

电动葫芦作为动力装置，可以使移动检测平台有较大的升降检测空间，能够满足公路桥梁、跨水桥梁、高架桥梁等多种桥梁类型的桥墩检测需求；

桥墩检测模块设置在U型轨道上，搭配开口补偿模块可对桥墩进行360°检测，每检测完一圈，移动检测平台就下降2cm，直至下降到桥梁底部完成检测，因此该装置能够实现桥墩水上与水下结构病害全方位的检测；

优选地，所述机械臂包括回转机构、伸缩大臂、液压支撑杆、伸缩小臂和固定杆，所述回转机构与所述伸缩大臂的底端转动连接，所述回转机构与所述伸缩大臂之间设置有所述液压支撑杆，所述液压支撑杆可撑起或放下所述伸缩大臂，所述伸缩大臂的顶端与所述伸缩小臂的底端转动连接，所述伸缩小臂的顶端与所述固定杆的底端转动连接，所述固定杆的顶端可拆卸的固定在所述限位平台的外侧。

通过所述回转机构将所述伸缩大臂转向桥的侧面，所述伸缩大臂伸长将所述伸缩小臂送至桥面外侧，所述伸缩小臂伸长将所述固定杆从桥面上方送至桥面下方，所述固定杆、所述伸缩小臂、所述伸缩大臂和所述回转机构调整相对角度以确保所述限位平台对准所述桥墩。

优选地，所述机械臂上还设有若干视觉传感器、若干距离报警器和振动传感器，所述视觉传感器用于监测所述机械臂的运动位置，所述距离报警器用于监测所述机械臂与桥面及其他障碍物之间的距离，所述振动传感器用于监测所述机械臂的晃动情况。

视觉传感器为摄像头，采用激光测距仪或超声波传感器作为距离报警器，激光测距仪或超声波传感器通过测定所述机械臂与障碍物之间的距离协助操作人员操作所述机械臂，振动传感器是由弹簧、阻尼器及惯性质量块组成的单自由振荡系统，利用质量块的惯性在惯性空间建立坐标，测定相对大地或惯性空间的振动加速度，它通过其中的换能元件，将机械振动转换为便于传递、变换、处理和储存的电信号。

优选地，所述限位平台呈U型，所述限位平台包括两侧的竖杆和中间的横杆，两侧的所述竖杆靠近所述桥墩的内侧对称设置有若干可伸缩压力杆，相邻所述可伸缩压力杆之间设有摩擦垫，所述横杆朝向所述桥墩的内侧也设有摩擦垫，对称的所述可伸缩压力杆同时伸长与所述桥墩接触以固定所述限位平台，所述可伸缩压力杆内设有压力传感器，所述压力传感器用以测量所述可伸缩压力杆所受压力以确定所述限位平台是否固定牢靠。

所述可伸缩压力杆的初始状态为收缩至最短的状态，此时所述摩擦垫相比所述可伸缩压力杆更为突出，所述机械臂在对准所述桥墩的过程中所述摩擦垫保护所述限位平台不与所述桥墩发生直接碰撞，在所述限位平台的位置调整完毕后伸长两侧的所述可伸缩压力杆，使得所述可伸缩压力杆夹住所述桥墩从而将所述限位平台固定在所述桥墩上，所述压力传感器可监控所述可伸缩压力杆接触到所述桥墩表面后所受压力数值，根据该压力数值确定所述限位平台是否固定牢靠。

优选地，所述横杆上设有至少两个朝向所述桥墩的第一激光测距仪，对多个所述第一激光测距仪测得的距离进行对比以判断所述限位平台相对所述桥墩的位置是否平行，所述移动检测平台上设有朝向所述桥墩的第二激光测距仪，所述移动检测平台利用所述第二激光测距仪多次测量以判断所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动的过程中晃动的情况。

利用实时第一激光测距仪和实时第二激光测距仪可实时掌握实时限位平台和所述移动检测平台的运动情况，帮助操作人员监控难以观察的桥面下方。

优选地，所述移动检测平台还包括U型固定框架，所述U型固定框架朝向所述桥墩的开口内侧均匀布置有若干限位轮，所述限位轮包括限位轮支撑杆和设置在所述限位轮支撑杆底部的弹簧限位轮，所述限位轮支撑杆顶部与中部的夹持结构夹持固定所述U型轨道，所述弹簧限位轮的弹簧的形变方向垂直于所述桥墩的轴向。

所述弹簧限位轮与所述桥墩接触以限制所述移动检测平台在垂直于重力的方向上相对所述桥墩的移动。

优选地，所述开口补偿模块从中部断开为左右两部分，在所述移动检测平台靠近或远离所述桥墩时，所述开口补偿模块的左右两部分从中间断开并分别向所述U型固定框架的两侧抬起或放下。

所述开口补偿模块在所述限位平台移动时保持抬起的状态，在所述限位平台固定在所述桥墩上后放下，以补偿所述桥墩检测模块沿所述U型轨道运动不到的一侧。

优选地，所述U型轨道包括上轨道和下轨道，所述上轨道和所述下轨道之间采用若干齿轮轴连接，若干所述齿轮轴均匀布置在上轨道和下轨道之间，所述齿轮轴上设有齿轮，所述齿轮轴通过轴承与所述齿轮转动连接，各个所述齿轮之间通过闭合链条连接在一起，所述闭合链条与所述桥墩检测模块连接，所述齿轮轴上设有电机，所述电机带动所述闭合链条拉动所述桥墩检测模块，所述桥墩检测模块在所述U型轨道上移动。

上轨道与下轨道可限制所述桥墩检测模块的移动轨迹，通过闭合链条实现所述桥墩检测模块沿所述U型轨道来回移动。

优选地，所述底座上还设有控制终端，所述机械臂内部设有线缆通道，所述控制终端通过在所述线缆通道铺设线缆连接所述机械臂、所述限位平台和所述移动检测平台，所述控制终端用以控制所述机械臂的运动、所述限位平台的固定、所述移动检测平台的升降、所述桥墩检测模块的运动和所述开口补偿模块的启闭，所述桥墩检测模块上搭载有探照灯、光学检测设备和声学检测设备。

通过所述控制终端集成控制本发明各个部分，使得操作人员可在桥面上方通过所述控制终端遥控本发明检测所述桥墩。

优选地，本发明提供了一种车辆，所述车辆包括桥墩检测装置，所述桥墩检测装置包括上述的使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置。

优选地，所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置的控制方法：

首先所述移动平台在所述桥墩附近停下，操作人员通过所述控制终端操作所述机械臂；其次操作人员根据所述视觉传感器控制所述机械臂将所述限位平台送抵所述桥墩顶部的附近，所述距离报警器检测到所述机械臂与障碍物之间的距离小于或等于15cm时所述距离报警器会发出警告信号，所述振动传感器测定的加速度超过0.5G时所述振动传感器会发出警告信号；

然后操作人员根据无人机、视觉传感器等多种观测手段将所述限位平台的横杆的中部对准所述桥墩的中轴线，此时所述限位平台搭载的多个所述第一激光测距仪开始测量所述限位平台与所述桥墩的间距，不断调整所述限位平台相对所述桥墩的位置直至多个所述第一激光测距仪测得的距离相等，此时所述限位平台的横杆与所述桥墩的宽度或厚度方向相平行，之后所述机械臂将所述限位平台向所述桥墩推进，所述第一激光测距仪测得距离值小于或等于2cm时停止所述机械臂，然后所述可伸缩压力杆伸长，当所述压力传感器测得数值达到或超过200N时停止伸长所述可伸缩压力杆，然后所述开口补偿模块关闭，完成所述限位平台的固定；

紧接着所述第二激光测距仪通过短时间内两次测距得出的距离计算所述移动检测平台晃动是否超过15cm，如果晃动没有超过15cm，则启动所述桥墩检测模块开始对桥墩进行360°检测，如果晃动超过15cm，所述控制终端将触发报警信号，此时应立刻停止所述桥墩检测模块，所述桥墩检测模块完成对所述桥墩的360°检测后停止移动，所述电动葫芦向下释放所述移动检测平台，所述移动检测平台每次下降2cm，

多次重复上述步骤，直至检测装置到达所述桥墩的底部；

检测完成后，操作人员控制所述电动葫芦拉起所述移动检测平台，然后所述可伸缩压力杆缩短，所述机械臂将所述限位平台及所述移动检测平台收回至桥面上方，计算机将根据信息分析出整个桥墩可能患病的位置，并生成结果处理分析报告文件，放于指定文件夹中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中的移动检测平台从桥墩顶部开始下放，既可以检测桥墩的水上结构，又可以检测桥墩的水下结构，因此能够实现桥墩水上与水下结构一体化的检测；

(2)本发明以微型电动葫芦作为动力装置，可以使移动检测平台有较大的升降检测空间，能够满足公路桥梁、跨水桥梁、高架桥梁等多种桥梁类型的桥墩检测需求；

(3)本发明的桥墩检测模块设置在U型轨道上，搭配开口补偿模块可对桥墩进行360°检测，每检测完一圈，移动检测平台就下降2cm，直至下降到桥梁底部完成检测，因此该装置能够实现桥墩水上与水下结构病害全方位的检测；

(4)本发明能够实现水上、空中无人化操作，操作人员仅需在岸上进行简单操作即可完成检测，既大大降低了桥墩检测相关人员的操作难度，又保障了检测人员的安全。

(5)本发明能够实现变径桥墩的检测，限位平台通过可伸缩压力杆可以根据不同桥墩的具体形状与尺寸进行固定，使用范围广，且移动检测平台上设置的限位轮可根据桥墩具体形状与尺寸调整移动检测平台与桥墩间的间距并限制移动检测平台的晃动。

附图说明

图1为本发明中实施例一的结构示意图；

图2为本发明中实施例一的机械臂处于未工作状态时的结构示意图；

图3为本发明中实施例一的机械臂处于完全伸长的工作状态时的结构示意图；

图4为本发明中实施例一的限位平台的结构示意图；

图5为本发明中实施例一的移动检测平台的结构示意图；

图6为本发明中实施例一的移动检测平台拆开U型轨道后的部分结构的示意图；

图7为本发明中实施例二的限位平台和移动检测平台的示意图；

图8为本发明中实施例二的移动检测平台剖开U型轨道和开口补偿模块后的部分结构的示意图；

图中：1、车体；2、机械臂；201、回转机构；202、伸缩大臂；203、液压支撑杆；204、伸缩小臂；205、固定杆；3、底座；4、控制终端；5、限位平台；501、可伸缩压力杆；502、摩擦垫；503、微型电动葫芦；6、移动检测平台；601、U型固定框架；602、限位轮；603、U型轨道；604、U型圆杆；605、开口补偿模块；606、齿轮；607、闭合链条；608、桥墩检测模块；7、桥墩。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，实施例1的具体方案如下：一种使用车载机械手臂控制的桥墩7检测装置，包括移动平台与移动平台上固定的底座3，其特征在于：底座3上设有机械臂2，机械臂2与底座3转动连接，机械臂2末端固定有限位平台5，机械臂2用于将限位平台5送至桥墩7所在位置，限位平台5根据桥墩7的形状进行固定，限位平台5上设有若干电动葫芦，限位平台5通过电动葫芦控制移动检测平台6沿桥墩7上下移动，移动检测平台6包括U型轨道603、桥墩检测模块608和开口补偿模块605，桥墩检测模块608沿U型轨道603内侧移动，开口补偿模块605设置在U型轨道603的开口处，U型轨道603和开口补偿模块605共同配合环抱住桥墩7。

具体地，本发明中选用平板卡车的车体1为移动平台。

具体地，电动葫芦具有体积小，自重轻，操作简单，使用方便等特点，电动葫芦结构紧凑，电机轴线垂直于卷筒轴线的电动葫芦采用蜗轮传动装置，电动葫芦分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦，本发明选择钢丝绳电动葫芦中的微型电动葫芦503。

具体地，底座3上还设有控制终端4，机械臂2内部设有线缆通道，控制终端4通过在线缆通道内铺设的线缆连接机械臂2、限位平台5和移动检测平台6，控制终端4用以控制机械臂2的运动、限位平台5的固定、移动检测平台6的升降、桥墩检测模块608的运动和开口补偿模块605的启闭。

具体地，当移动检测平台6降至水中时，移动检测平台6可依靠自身重力继续下沉至桥墩7底部。

如图2～3所示，具体地，机械臂2包括回转机构201、伸缩大臂202、液压支撑杆203、伸缩小臂204和固定杆205，回转机构201与伸缩大臂202的底端转动连接，回转机构201与伸缩大臂202之间设置有液压支撑杆203，液压支撑杆203可撑起或放下伸缩大臂202，伸缩大臂202的顶端与伸缩小臂204的底端转动连接，伸缩大臂202与伸缩小臂204之间的转动范围为0～90°，伸缩小臂204的顶端与固定杆205的底端转动连接，伸缩小臂204与固定杆205之间的转动范围为0～180°，固定杆205的顶端可拆卸的固定在限位平台5的外侧。

具体地，机械臂2上还设有若干视觉传感器、若干距离报警器和振动传感器，伸缩大臂202与伸缩小臂204的侧面均设置有视觉传感器，视觉传感器用于监测机械臂2的运动位置，并将拍摄到的图像回传至控制终端4，采用超声波传感器作为距离报警器，超声波传感器用于监测机械臂2与桥面及其他障碍物之间的距离是否小于15cm，当机械臂2与桥面及其他障碍物之间的距离小于15cm时超声波传感器将向控制终端4发生警告信息，振动传感器用于监测机械臂2晃动时机械臂2的加速度是否超过0.5G，当机械臂2的加速度超过0.5G时振动传感器将向控制终端4发生警告信息。

如图4所示，具体地，限位平台5呈U型，限位平台5包括两侧的竖杆和中间的横杆，两侧的竖杆靠近桥墩7的内侧对称设置有六个可伸缩压力杆501，每侧竖杆上分别设有三个可伸缩压力杆501，相邻可伸缩压力杆501之间设有摩擦垫502，横杆朝向桥墩7的内侧也设有摩擦垫502，横杆远离桥墩7的外侧通过螺栓与固定杆205的末端可拆卸的连接，对称的可伸缩压力杆501同时伸长与桥墩7接触以固定限位平台5，可伸缩压力杆501内设有压力传感器，压力传感器测得数值达到200N时将测得数据回传至控制终端4确定限位平台5已经固定牢靠。

具体地，横杆中部的左右两侧分别设有一个第一激光测距仪，第一激光测距仪均朝向竖杆的长度方向设置，两个第一激光测距仪测得的距离相等时确定限位平台5的横杆相对桥墩7的位置平行。

如图5所示，具体地，移动检测平台6还包括U型固定框架601，U型固定框架601朝向桥墩7的开口内侧均匀布置有若干限位轮602，限位轮602包括限位轮602支撑杆和设置在限位轮602支撑杆底部的弹簧限位轮602，限位轮602支撑杆顶部与中部的夹持结构夹持固定U型轨道603，弹簧限位轮602的弹簧其初始状态为拉伸状态，且该弹簧的形变方向与桥墩7的径向相平行。

具体地，U型固定框架601的U型底部设有朝向U型固定框架601的U型开口的第二激光测距仪，第二激光测距仪在短时间内两次测量移动检测平台6与桥墩7之间的距离，通过比较两次测量的间距得出移动检测平台6在桥墩7的径向上相对桥墩7的位移，当位移超过15cm时第二激光测距仪向控制终端4上传数据并发出警告信息。

具体地，开口补偿模块605上搭载有探照灯、光学检测设备、声学检测设备，开口补偿模块605上的探照灯、光学检测设备和声学检测设备均具备一定的调整角度，开口补偿模块605从中部断开为左右两部分，在移动检测平台6靠近或远离桥墩7时，开口补偿模块605的左右两部分从中间断开，U型固定框架601外侧设置有U型圆杆604，U型圆杆604由若干侧杆和弧形杆连接而成，侧杆之间转动连接，开口补偿模块605的左右两端分别与U型圆杆604转动连接，开口补偿模块605的左右两部分沿U型圆杆604的两个侧杆的轴向翻转，使得开口补偿模块605的左右两部分分别向U型固定框架601的两侧升起或放下。

如图6所示，具体地，U型轨道603包括上轨道和下轨道，上轨道和下轨道之间采用若干齿轮606轴连接，若干齿轮606轴均匀布置在上轨道和下轨道之间，齿轮606轴上设有齿轮606，齿轮606轴通过轴承与齿轮606转动连接，各个齿轮606之间通过闭合链条607连接在一起，上轨道和下轨道朝向桥墩7的内侧留有开口，桥墩检测模块608通过开口与闭合链条607连接，任意一个齿轮606轴上设有电机，电机带动齿轮606轴转动，齿轮606轴带动与其对应的齿轮606转动，齿轮606带动闭合链条607转动，闭合链条607拉动桥墩检测模块608使桥墩检测模块608在U型轨道603上移动。

具体地，桥墩检测模块608上搭载有探照灯、光学检测设备和声学检测设备，桥墩检测模块608上的探照灯、光学检测设备和声学检测设备均具备一定的调整角度。

具体地，一种使用车载机械手臂控制的桥墩7检测装置未使用时，机械臂2与限位平台5和移动检测平台6分开储存，一种使用车载机械手臂控制的桥墩7检测装置需要使用时再将机械臂2、限位平台5和移动检测平台6组装在一起。

具体地，的一种使用车载机械手臂控制的桥墩7检测装置的控制方法：

首先所述车体1在所述桥墩7附近停下，操作人员通过所述控制终端4操作所述机械臂2；

其次操作人员根据所述视觉传感器控制所述机械臂2将所述限位平台5送抵所述桥墩7顶部的附近，所述距离报警器检测到所述机械臂2与障碍物之间的距离小于或等于15cm时所述距离报警器会发出警告信号，所述振动传感器测定的加速度超过0.5G时所述振动传感器会发出警告信号；

然后操作人员根据无人机、视觉传感器等多种观测手段将所述限位平台5的横杆的中部对准所述桥墩7的中轴线，此时所述限位平台5搭载的多个所述第一激光测距仪开始测量所述限位平台5与所述桥墩7的间距，不断调整所述限位平台5相对所述桥墩7的位置直至多个所述第一激光测距仪测得的距离相等，此时所述限位平台5的横杆与所述桥墩7的宽度或厚度方向相平行，之后所述机械臂2将所述限位平台5向所述桥墩7推进，所述第一激光测距仪测得距离值小于或等于2cm时停止所述机械臂2，然后所述可伸缩压力杆501伸长，当所述压力传感器测得数值达到或超过200N时停止伸长所述可伸缩压力杆501，然后所述开口补偿模块605关闭，完成所述限位平台5的固定；

紧接着所述第二激光测距仪通过短时间内两次测距得出的距离计算所述移动检测平台6晃动是否超过15cm，如果晃动没有超过15cm，则启动所述桥墩检测模块608开始对桥墩7进行360°检测，如果晃动超过15cm，所述控制终端4将触发报警信号，此时应立刻停止所述桥墩检测模块608，所述桥墩检测模块608完成对所述桥墩7的360°检测后停止移动，所述微型电动葫芦503向下释放所述移动检测平台6，所述移动检测平台6每次下降2cm；

多次重复上述步骤，直至检测装置到达所述桥墩7的底部；

检测完成后，操作人员控制所述微型电动葫芦503拉起所述移动检测平台6，然后所述可伸缩压力杆501缩短，所述机械臂2将所述限位平台5及所述移动检测平台6收回至桥面上方，计算机将根据信息分析出整个桥墩7可能患病的位置，并生成结果处理分析报告文件，放于指定文件夹中。

实施例2：如图7～8所示，本实施例2与实施例1的区别在于：

具体地，开口补偿模块605为中空结构，开口补偿模块605内设有若干齿轮606轴和与齿轮606轴匹配的齿轮606，开口补偿模块605从中部断开为左右两部分，闭合链条607的头尾分别设置在开口补偿模块605的左右两部分之中，开口补偿模块605朝向桥墩7的内侧留有开口，闭合链条607拉动桥墩检测模块608，桥墩检测模块608从开口补偿模块605的左半部分开始移动，在经过U型轨道603后移动至开口补偿模块605的右半部分，如此反复完成多次对桥墩7的360°检测，闭合链条607可随开口补偿模块605发生扭转，但开口补偿模块605升起后的翻转角度小于90°，以免折断闭合链条607。

实施例3：本实施例3与实施例1的区别在于：

具体地，移动检测平台6上设有水箱，水箱可吸入和排出液体，当移动检测平台6降至水中时，移动检测平台6可依靠自身重力继续下沉至桥墩7底部，当移动检测平台6下降深度过大，移动检测平台6的自身重力小于或等于水施加在移动检测平台6上的浮力时，水箱可吸入水以增加移动检测平台6的自重，当移动检测平台6需要升起时可排空水箱内的水以减轻移动检测平台6的自重。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，其特征在于：所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂包括回转机构、伸缩大臂、液压支撑杆、伸缩小臂和固定杆，所述回转机构与所述伸缩大臂的底端转动连接，所述回转机构与所述伸缩大臂之间设置有所述液压支撑杆，所述伸缩大臂的顶端与所述伸缩小臂的底端转动连接，所述伸缩小臂的顶端与所述固定杆的底端转动连接，所述固定杆的顶端可拆卸的固定在限位平台的外侧，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台呈U型，所述限位平台包括两侧的竖杆和中间的横杆，两侧的所述竖杆靠近所述桥墩的内侧对称设置有若干可伸缩压力杆，相邻所述可伸缩压力杆之间设有摩擦垫，所述可伸缩压力杆内设有压力传感器，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制移动检测平台沿所述桥墩上下移动，所述移动检测平台包括U型轨道、桥墩检测模块和开口补偿模块，所述桥墩检测模块沿所述U型轨道内侧移动，所述开口补偿模块设置在所述U型轨道的开口处，所述U型轨道和所述开口补偿模块共同配合环抱住所述桥墩；所述移动检测平台还包括U型固定框架和水箱，所述水箱用于吸入和排出液体，所述U型固定框架的内侧布置有若干限位轮，所述限位轮与所述桥墩接触，所述U型轨道固定在所述U型固定框架上，所述开口补偿模块从中部断开为左右两部分，所述U型固定框架与所述开口补偿模块的左右两端转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述机械臂上还设有若干视觉传感器、若干距离报警器和振动传感器，所述距离报警器用于监测所述机械臂与障碍物之间的距离，所述振动传感器用于监测所述机械臂的晃动情况。

3.根据权利要求2所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述横杆上设有至少两个朝向所述桥墩的第一激光测距仪，所述第一激光测距仪用以判断所述限位平台是否对准所述桥墩。

4.根据权利要求3所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述移动检测平台上设有朝向所述桥墩的第二激光测距仪，所述第二激光测距仪通过多次测量得出的数值判断所述移动检测平台在移动过程中的晃动情况。

5.根据权利要求4所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述U型轨道包括上轨道和下轨道，所述上轨道和所述下轨道之间设置有若干齿轮轴，所述齿轮轴上设有齿轮，所述齿轮轴通过轴承与所述齿轮转动连接，各个所述齿轮之间通过闭合链条连接在一起，所述闭合链条与所述桥墩检测模块连接，所述齿轮轴上设有电机，所述电机带动所述闭合链条转动，所述闭合链条拉动所述桥墩检测模块在所述U型轨道上移动。

6.根据权利要求5所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述底座上还设有控制终端，所述控制终端通过线缆连接所述机械臂、所述限位平台和所述移动检测平台，所述控制终端用以控制所述机械臂的运动、所述限位平台的固定、所述移动检测平台的升降、所述桥墩检测模块的运动和所述开口补偿模块的启闭，所述桥墩检测模块上搭载有探照灯、光学检测设备和声学检测设备。

7.一种车辆，所述车辆包括桥墩检测装置，其特征在于，所述桥墩检测装置设置为如权利要求1-6任一项所述的使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置。

8.一种权利要求6所述的使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置的控制方法，其特征在于：

S1：所述移动平台运动至所述桥墩附近后停止，所述控制终端控制所述机械臂展开并旋转对准所述桥墩；

S2：所述机械臂将所述限位平台送至所述桥墩顶部的附近，在所述限位平台的移动过程中，所述距离报警器检测到所述机械臂与障碍物之间的距离小于或等于15cm时，所述机械臂应立刻停止移动，并且所述振动传感器测定的加速度超过0.5G时所述机械臂也应立刻停止移动；

S3：所述机械臂将所述限位平台的中部对准所述桥墩，多个所述第一激光测距仪测得的距离相等后，所述机械臂将所述限位平台向所述桥墩推进，所述第一激光测距仪测得距离值小于或等于2cm时停止所述机械臂，紧接着所述可伸缩压力杆开始伸长，当所述压力传感器测得数值达到或超过200N时所述可伸缩压力杆停止伸长，然后关闭所述开口补偿模块；

S4：所述第二激光测距仪通过多次测距判断所述移动检测平台晃动是否大于15cm，若晃动小于或等于15cm，则所述桥墩检测模块沿所述U型轨道移动以对桥墩进行360°检测，在检测过程中，若晃动大于15cm，应立刻停止所述桥墩检测模块，所述桥墩检测模块完成360°检测后，所述移动检测平台下降2cm；

S5：重复S4步骤，直至所述移动检测平台到达所述桥墩的底部；

S6：检测完成后所述机械臂收回所述限位平台和所述移动检测平台，计算机将根据信息分析出整个桥墩患病的位置，并生成结果处理分析报告文件，放于指定文件夹中。

Images