CN116145546A - 桥梁检测用平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体公开了桥梁检测用平台，包括搭载平台和移动平台，所述搭载平台安置在移动平台上，所述搭载平台包括机械臂连接端、桥面检测组件、避障组件和自平衡组件，所述机械臂连接端安置在搭载平台上，所述避障组件设于移动平台的前方处，所述自平衡组件设置于移动平台内，所述桥面检测组件设于移动平台底，所述搭载平台内设有无线发射端口。本发明通过运用简单的原理，来实现移动平台的平衡状态，并且通过摄像头、红外探测器来实现桥面的数据收集和移动平台的避障，实现移动平台的无人操作，并且设置转盘的方式来增加搭载平台的功能多样性，使得搭载平台可以实现不同的检测功能。

Description

桥梁检测用平台

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体公开了桥梁检测用平台。

背景技术

随着桥梁服役时间的增加，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素对设施的长期影响，桥梁结构将不可避免地产生自然老化、损伤积累等各种各样的疲劳和损伤，这些损伤都将导致混凝土的分层与破裂，引发坍塌等恶性事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡。

现阶段的桥梁检测技术中，大多采用无人机或者人工检测的方式。然而，这些检测方式中的人工检测存在潜在危险，无人机检测的方式存在检测结果不准确，现今通常使用搭载平台的方式进行桥面检测，但是对于桥下的检测，这种搭载平台并不适用。搭载平台的方式难点在于搭载平台不能随意移动，如果采用轮式车辆的方式需要人工驾驶搭载车，并且车辆的自平衡系统在实际检测中也会出现问题，机械臂过重，导致车辆失衡，影响驾驶人员的安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种桥梁检测用平台，该装置不仅能够实现桥梁检测结果的准确性，还能够实现自动检测，保障检测人员的安全。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

桥梁检测用平台，包括搭载平台与移动平台，所述搭载平台安置在移动平台上，其特征在于：所述搭载平台包括机械臂连接端、桥面检测组件，其中：所述机械臂连接端安置在搭载平台顶上，其包括多个连接端口；所述桥面检测组件设于移动平台底，其包括检测器、摄像头和第一红外探测器。

优选地，该桥梁检测用平台还包括避障组件和自平衡组件，所述避障组件设于移动平台的前端，所述自平衡组件设置于移动平台内，所述搭载平台内设有无线发射端口。

优选地，所述检测器位于移动平台前端的底部，所述摄像头为两个，分别为第一摄像头和第二摄像头，其中第一摄像头位于移动平台前端，第二摄像头位于移动平台后端，所述第一红外探测器设于移动平台中间的底盘上，所述桥面检测组件内设有数据储存装置和供电系统。

优选地，所述机械臂连接端内设有机械臂锁端口锁定结构和连接端口适配盘，所述机械臂锁端口锁定结构设于连接端口适配盘上，所述连接端口为三个，均设置于适配盘上，三个所述连接端口为栏杆检测连接端口、红外探测器连接端口和机械臂连接端口，三个端口呈扇形分布于连接端口适配盘上，所述连接端口适配盘下侧设有转动结构，所述转动结构与连接端口适配盘的固定连接。

优选地，所述机械臂锁端口锁定结构包括液压气缸、锁杆和扣合结构，所述液压气缸与锁杆连接，所述扣合结构包括步进电机、连接轴、转盘和环形扣，所述步进电机的电机轴与连接轴固定连接，所述连接轴的另一端与转盘连接，所述环形扣固定在转盘上。

优选地，所述转动结构包括转动电机、减速结构、转轴和连接端，所述电机与减速结构连接，所述减速结构与转轴连接，所述转轴穿过连接端的中心与连接端固定连接，所述连接端与连接端口适配盘的底面固定连接。

优选地，所述避障组件内设有第三摄像头和第二红外线探测器，所述避障组件内设有路线导航端和障碍预警端，所述路线导航端为预先设定值，所述障碍预警端连接第二红外探测器和第三摄像头。

优选地，所述避障组件与桥面检测组件的连线连接至同一主板。

优选地，所述自平衡组件包括角度测试器、液压气缸、增重块和滑轨，所述液压气缸设有四个，两个所述液压气缸为一组，两两分组，两组所述液压气缸设于增重块的两边，所述增重块设于滑轨内，所述气缸的缸座设于滑轨的两边，所述角度测试器设于移动平台上。本方案的工作原理及有益效果在于：

本发明通用简单的原理，来实现移动平台的平衡状态，并且通过摄像头、红外探测器来实现桥面的数据收集和移动平台的避障，实现移动平台的无人操作，并且设置转盘的方式来增加搭载平台的功能多样性，使得搭载平台可以实现不同的检测功能。

附图说明

图1为本发明桥梁检测用搭载平台实施例的正视结构图；

图2为图1中C处的局部放大示意图；

图3为本发明桥梁检测用搭载平台中机械臂连接端的结构示意图；

图4为本发明桥梁检测用搭载平台中搭载平台的结构示意图；

图5为本发明桥梁检测用搭载平台中自平衡组件的结构示意图。

附图中标记如下：桥梁检测用平台A、搭载平台B、机械臂连接端1、液压气缸1011、锁杆1012、步进电机1013、连接轴1014、转盘1015、环形扣1016、连接端口适配盘101、电机1021、减速结构1022、转轴1023、连接端1024、桥面检测组件2、检测器201、红外探测器202、自平衡组件3、角度测试器301、气缸302、增重块303、滑轨304。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“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保护范围的限制。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

如图1所示，桥梁检测用平台A分为上下两层，上层为搭载平台B，下层为移动平台，其中移动平台内设置自平衡组件3，移动平台底盘下设有桥面检测组件2，其中桥面检测组件由探测器201、双摄像头、红外探测器202、数据储存端组成，桥面检测组件不具备数据分析功能。该部分组件只是负责收集桥面数据，数据分析以及分析结果的比对和桥面损伤结果需要后期的工作人员分析比对给出结果。双摄像头是为了避免移动平台前端在收集数据时存在遗漏，在移动平台后端再设置一个的方式进行二次收集、保证收集的数据的完整性；红外探测器是为了探测摄像头无法收集的数据，例如：桥面缝隙的缝宽，桥面的混凝土中空是否存在中空等数据;检测器则是为了检测桥面的凹凸面，并且桥面检测组件连接的探测器在移动平台开始移动时，自身位置的水平面为初始面，再移动平台移动的过程中绘制一个做坐标，并通过自身位置的移动，来记录数据；最后通过自身的移动轨迹来判断桥面是否存在凹凸面以及桥面倾斜的问题,移动平台的结构为公众常识，在此不做过多描述。

机械臂连接端1设置在搭载平台内，搭载平台B的上顶面设有开口B01，用于机械臂的连接，图2为图1中C处的局部放大示意图，其中，图1中的C处即为本发明桥梁检测用搭载平台的机械臂连接端1的所在位置，即图1中圆圈内的区域对应的结构，如图2所示，机械臂连接端1由连接端口适配盘101和转动结构构成，转动结构由电机1021、减速结构1022、转轴1023和连接端1024组成，电机1021与减速结构1022连接，减速结构1022与转轴1023连接，转轴1023穿过连接端1024的中心与连接端固定连接，连接端1024与连接端口适配盘101的底面固定连接，电机1021转动，经过减速结构1022带动转轴1023转动，进而使连接端1024带动连接端口适配盘101转动，如图4所示，将连接端口适配盘上的三个待连接端口位置匹配搭载平台上的开口，通过这种方式来进行搭载端口的切换，三个待连接端口分别为栏杆检测连接端口、红外探测器连接端口和机械臂连接端口1，可后续连接栏杆检测模块、红外探测器和机械臂，进而使得搭载平台能够满足多种检测功能，增加平台的多功能性，其中机械臂连接端口内设有机械臂锁端口锁定结构，如图3所示，其锁定结构由液压气缸1011、锁杆1012、步进电机1013、连接轴1014、转盘1015和环形扣1016组成，其中液压气缸1011与锁杆1012连接，步进电机1013通过连接轴1014与转盘连接，转盘1015和环形扣1016连接，机械臂连接过程首先通过液压气缸1011的伸缩推动锁杆1012，然后通过步进电机1013运行并通过连接轴1014使得转盘转动，进而使得环形扣1016转动，最后通过液压气缸1011的伸缩拉回锁杆1012与环形扣1016固定，避免机械臂脱落的情况，拆卸过程则通过液压气缸1011的伸缩推动锁杆1012，解除与环形扣1016固定，然后通过步进电机1013运行转动连接轴1014，进而使得环形扣1016转动离开锁杆，最后通过液压气缸1011的伸缩拉回锁杆1012复位。机械臂的连接端设有穿孔，穿孔则是用于锁杆的穿插，这样的可以拆卸的连接方式使得机械臂可以随时拆装，方便运输，并且可以随时更换，增加平台的便利。

避障组件则是通过摄像头结合电脑的方式实现避障，在移动平台上设置摄像头和红外探测器，摄像头用于距离移动平台较近的路面情况，红外探测器作为一个距离判定与预警作用，红外探测器的可探视距离大于摄像头，并且红外探测器的精准程度大于普通摄像头，通过这种远近结合的方式全方位保证移动平台的避障功能，避障组件是连接移动平台的，通过避障组件收集移动平台前方的信息，在通过主机处理、分析，在预先设定的导航路线上，作出转向的操作，在避障后再回到原先设定的导航路线上，实现移动平台的避障。

自平衡组件设置于移动平台内，如图5所示，通过两个气缸302、增重块303和角度测试器301组成，角度测试器用于监测移动平台的倾斜，在监测到移动平台发生倾斜后，通过信息使得两个气缸302工作，两个气缸302是同时方向工作的，气缸302分别设在滑轨304的两边，并且气缸的气杆与增重块303连接，一边的气杆伸长，另一边的气杆缩短，使得增重块在滑轨内移动，使得车辆左右保持平衡，在移动平台未发生倾斜时，两个气缸的气缸伸出长度等长，增重块303位于移动平台中间，增重块303的设置还是为了将增加车辆的负重，增加移动平台的稳定性。

上述的桥梁检测用搭载平台的使用方法如下：

转动电机运行，将机械臂连接端口对准搭载平台上的穿孔，将机械臂对准搭载平台上的开口处，并将机械臂的接口段的穿孔对准锁杆的方向，此时液压气缸的气杆伸长，使得锁杆移动，穿过机械臂的穿孔，锁定机械臂，此时，步进电机运行，通过连接轴使得转盘运动，进而使得环形扣固定至锁杆上，避免锁杆滑落，并预先在电脑程序上设定好移动平台的运行轨迹，启动移动平台,通过移动平台前后的摄像头采集桥面的信息，并且通过红外线检测器采集桥面是否存在中空，移动平台在移动过程中，检测器记录自身的运动轨迹，并记录数据，通过自身的轨迹与坐标轴的对比给出桥面倾斜以及凹凸部分的深度以及位置；

如果移动平台在运行过程中运维倾斜颠簸发生倾斜，此时角度测试器检测出倾斜角，并通过电脑发出反向指令，使得两个气缸运动，推动增重块至反方向，使得车辆保持平衡状态。

本实施例的优点如下：

本实施例通过运用简单的原理，来实现移动平台的平衡状态，并且通过摄像头、红外探测器来实现桥面的数据收集和移动平台的避障，实现移动平台的无人操作，并且设置转盘的方式来增加搭载平台的功能多样性，使得搭载平台可以实现不同的检测功能。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (9)

1.一种桥梁检测用平台，包括搭载平台和移动平台，所述搭载平台安置在移动平台上，其特征在于：所述搭载平台包括机械臂连接端和桥面检测组件，其中：

所述机械臂连接端安置在搭载平台上部，其包括多个连接端口；

所述桥面检测组件设于移动平台底，其包括检测器、摄像头和第一红外探测器。

2.根据权利要求1所述的桥梁检测用平台，其特征在于：该桥梁检测用平台还包括避障组件和自平衡组件，所述避障组件设于移动平台的前方，所述自平衡组件设置于移动平台内，所述搭载平台内设有无线发射端口。

3.根据权利要求1所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述检测器位于移动平台的前端的底部，所述摄像头为两个，分别为第一摄像头和第二摄像头，其中第一摄像头位于移动平台前端，第二摄像头位于移动平台后端，所述第一红外探测器设于移动平台中间的底盘上，所述桥面检测组件内设有数据储存装置和供电系统。

4.根据权利要求1所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述机械臂连接端内设有机械臂锁端口锁定结构、连接端口适配盘和转动结构，所述机械臂锁端口锁定结构设于连接端口适配盘上，所述连接端口为三个，分别为栏杆检测连接端口、红外探测器连接端口和机械臂连接端口，三个连接端口呈扇形分布于连接端口适配盘上，所述连接端口适配盘下侧设有所述转动结构，所述转动结构与连接端口适配盘的底部固定连接。

5.根据权利要求4所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述机械臂锁端口锁定结构包括液压气缸、锁杆和扣合结构，所述扣合结构包括步进电机、连接轴、转盘和环形扣，所述液压气缸与锁杆连接，所述步进电机通过连接轴与转盘连接，所述环形扣固定在转盘上。

6.根据权利要求4所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述转动结构包括转动电机、减速结构、转轴和连接端，所述转动电机与减速结构连接，所述减速结构与转轴连接，所述转轴穿过连接端的中心与连接端固定连接，所述连接端与连接端口适配盘的底面固定连接。

7.根据权利要求2所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述避障组件内设有第三摄像头和第二红外线探测器，所述避障组件内设有路线导航端和障碍预警端，所述路线导航端为预先设定值，所述障碍预警端连接第二红外探测器和第三摄像头。

8.根据权利要求7所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述避障组件与桥面检测组件的连线连接至同一主板。

9.根据权利要求2、7-8任一项所述的桥梁检测用平台，其特征在于：所述自平衡组件包括角度测试器、液压气缸、增重块和滑轨，所述液压气缸设有四个，两个所述液压气缸为一组，两两分组，两组所述液压气缸均与增重块固定连接，并分别设于增重块的两侧，所述增重块设于滑轨内，所述角度测试器设于移动平台上。

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