CN117822435A - 一种用于桥梁缝隙检测系统及安全性评估方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于桥梁缝隙检测系统及安全性评估方法,涉及桥梁裂缝检测技术领域,其中,该用于桥梁缝隙检测系统包括检测平台、控制单元和检测组件;检测组件包括支架和检测件,支架包括第一部分、第二部分、第三部分和调节杆体,检测件包括图像采集装置和超声波检测装置,第一部分被设置为沿桥梁的宽度方向延伸,第二部分被设置为沿桥梁的高度方向延伸,第三部分朝向桥梁的箱梁腹板延伸,调节杆体为轴向长度可调的杆体结构,图像采集装置和超声波检测装置分别安装在第三部分上。通过本申请的用于桥梁缝隙检测系统,能够有效地降低桥梁箱梁裂缝的检测时长,同时,能够降低检测过程中的安全风险,并且,还能够有效地避免漏检的问题。
Description
技术领域
本申请涉及桥梁裂缝检测技术领域,具体涉及一种用于桥梁缝隙检测系统及安全性评估方法。
背景技术
近年来,随着我国基础设施建设的逐步发展,越来越多的桥梁被广泛建设于各地。在诸多桥梁结构中,主梁为薄壁闭合截面形式的箱梁式桥梁由于其具有结构强度高、结构刚度好、施工方便和维护成本低廉等优势,而在城际交通道路(例如,高速公路桥梁)和城市道路(例如,高架桥)等领域得到广泛的应用。对于箱梁式桥梁而言,其箱梁腹板的裂缝发育情况是核算该桥梁安全性的重要指标。
在现有相关技术中,对于箱梁腹板的裂缝检测一般都是利用升降机械(或搭建桥底平台)进行的,具体的,即是利用升降机械将操作人员提升至箱梁腹板的附近位置(或在桥下搭建桥底平台),以便于操作人员能够手持裂缝探测装置对该箱梁腹板进行裂缝检测。
但是,上述裂缝检测方案存在如下问题:第一,检测耗时较长且安全隐患较大。这是由于:在裂缝检测过程中,需要反复调整升降机械的位置(或桥底平台的搭建位置和搭建高度),以对整个箱梁腹板进行裂缝检测,这一调整过程耗时较长,从而导致裂缝检测耗时较长,同时,由于桥梁下方可能存在水体、通行车辆、行人、特殊地形等因素的影响,从而导致该裂缝检测方案的安全隐患较大。第二,人工检测容易出现因疲劳而漏检的问题。这是由于:在桥梁跨度较大的情况下,需要操作人员持有裂缝探测装置进行长时间的检测,容易出现疲劳,从而容易出现漏检的问题。
发明内容
为了解决相关技术中的技术问题,本申请提供了一种用于桥梁缝隙检测系统及安全性评估方法。通过本申请的用于桥梁缝隙检测系统,能够有效地降低桥梁箱梁裂缝的检测时长,同时,能够降低检测过程中的安全风险,并且,还能够有效地避免漏检的问题。
为了达到上述目的,本申请采用的技术方案为:
根据本申请的第一方面,提供了一种用于桥梁缝隙检测系统,包括:
检测平台,用于架设在可移动载具上;
控制单元;
检测组件,包括支架和检测件,所述支架包括第一部分、第二部分、第三部分和调节杆体,所述检测件包括图像采集装置和超声波检测装置,所述第一部分的一端安装在所述检测平台上,所述第一部分的另一端与所述第二部分连接,所述第二部分远离所述第一部分的一端与所述第三部分可转动连接,所述调节杆体的两端分别与所述第二部分和所述第三部分连接;
其中,所述第一部分被设置为沿桥梁的宽度方向延伸且位于桥梁的护栏的上方,所述第二部分被设置为沿桥梁的高度方向延伸且位于桥梁的护栏外,所述第三部分远离所述第二部分的一端朝向桥梁的箱梁腹板延伸,所述调节杆体被设置为轴向长度可调的杆体结构,以使所述第三部分与所述第二部分之间的夹角可调,所述图像采集装置和所述超声波检测装置分别安装在所述第三部分上,所述图像采集装置和所述超声波检测装置沿桥梁的长度方向间隔设置,且所述图像采集装置、所述超声波检测装置分别与所述控制单元通信连接。
可选地,所述检测平台包括基板和两个安装组件,所述基板被设置为沿桥梁的宽度方向延伸,所述控制单元安装在所述基板上,两个所述安装组件分别设置在所述基板的两端,所述安装组件包括相互间隔设置的第一板体和第二板体、以及至少两个锁定件,所述锁定件包括锁定杆和锁定块,至少部分所述锁定杆的外周面上形成有外螺纹,所述锁定块形成为板状结构;
其中,所述第一板体和所述第二板体分别与所述基板连接,所述第一板体和所述第二板体上分别开设有与所述锁定杆对应的安装孔,所述安装孔的内周壁上形成有与所述外螺纹对应的内螺纹;
所述检测平台包括锁定状态,在所述锁定状态,两个所述安装组件分别用于与可移动载具的开放式车厢两侧连接,并且,位于同一侧的两个所述锁定件对应的两个锁定块分别用于从两侧夹紧于该车厢。
可选地,所述第一板体和所述第二板体上分别开设有若干个一一对应的安装孔,所述锁定块设置为圆板状结构;
其中,所述锁定杆包括第一杆体、第二杆体和第三杆体,所述第二杆体的两端分别与所述第一杆体和所述第三杆体垂直连接,且所述第一杆体和所述第二杆体沿同一方向延伸,所述第一杆体远离所述第二杆体的一端与所述锁定块连接,所述外螺纹形成在所述第一杆体上。
可选地,所述第一部分包括轨道件、连接滑块和第一驱动装置,所述轨道件包括相互间隔设置的第一半圆轨道和第二半圆轨道,所述第一半圆轨道和所述第二半圆轨道之间的间隙用于供路灯的灯杆穿过,所述第一半圆轨道远离所述第二半圆轨道的一端与所述检测平台连接,所述第二半圆轨道远离所述第一半圆轨道的一端与所述第二部分连接,所述第一半圆轨道和所述第二半圆轨道内分别形成有供所述连接滑块滑动的第一转动腔和第二转动腔,所述第一转动腔和所述第二转动腔共同围合成圆形轨道以供所述连接滑块转动;
所述第一驱动装置包括驱动件和齿轮,所述第一半圆轨道上开设有第一缺口,所述第一缺口与所述第一转动腔连通;所述驱动件安装在所述第一半圆轨道上,所述驱动件的输出端与所述齿轮连接以用于驱动所述齿轮转动,所述齿轮位于所述第一缺口内;
所述连接滑块形成为圆环状结构,所述连接滑块上形成有第二缺口,所述第二缺口的长度与所述第一半圆轨道和所述第二半圆轨道之间的间隙相互匹配,以用于供路灯的灯杆穿过,所述连接滑块的外周面形成为与所述齿轮相互啮合的齿面。
可选地,所述连接滑块包括第一环体、第二环体和第三环体,所述第二环体套设在所述第一环体外,所述第三环体套设在所述第二环体外,所述第一环体形成为截面为方形的环状结构,所述第二环体形成为截面为圆形的环状结构,所述齿面形成在所述第三环体远离所述第二环体的一侧。
可选地,所述第二部分包括第一竖杆、第二竖杆和两个防转导向件,所述第一竖杆和所述第二竖杆相互间隔设置且所述第一竖杆和所述第二竖杆分别被设置为能够沿其轴向可锁定地伸缩,两个所述防转导向件分别与第一竖杆和所述第二竖杆连接,所述防转导向件包括相互连接的连接杆和导向轮,两个所述防转导向件的连接杆远离导向轮的一端分别与所述第一竖杆和所述第二竖杆连接,两个所述防转导向件的导向轮分别用于与桥梁的箱梁腹板接触。
可选地,所述第三部分包括第一横杆和第二横杆,所述第一横杆与所述第一竖杆可转动连接,所述第二横杆与所述第二竖杆可转动连接;
所述检测件还包括电动刷、风机、耦合剂喷涂装置和第二驱动装置,所述图像采集装置、所述电动刷、所述风机和所述耦合剂喷涂装置均设置在所述第一横杆远离所述第一竖杆的一端,且所述图像采集装置、所述电动刷、所述风机和所述耦合剂喷涂装置被设置为沿桥梁的长度方向间隔设置;所述第二驱动装置安装在所述第二横杆远离所述第二竖杆的一端,且所述第二驱动装置的输出端与所述超声波检测装置连接,以用于驱动所述超声波检测装置靠近或远离桥梁的箱梁腹板;
其中,所述第一竖杆和所述第二竖杆设置为空心杆状结构,所述第一竖杆和所述第二竖杆的内部空腔分别用于供所述图像采集装置、所述电动刷、所述风机、所述耦合剂喷涂装置、所述第二驱动装置和所述超声波检测装置的电连接线穿设。
可选地,所述控制单元包括第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一电源单元、第二电源单元、以及无线通信连接的第一无线信号传输单元和第二无线信号传输单元;
其中,所述第一信号处理单元、所述第一电源单元和第一无线信号传输单元设置在所述检测平台上,并且,所述第一信号处理单元分别与所述第一电源单元、所述第一无线信号传输单元电连接;所述第二信号处理单元、所述第二电源单元和第二无线信号传输单元设置在所述第二半圆轨道的顶部,并且,所述第二信号处理单元分别与所述第二电源单元、所述第二无线信号传输单元、所述图像采集装置、所述电动刷、所述风机、所述耦合剂喷涂装置、所述第二驱动装置和所述超声波检测装置电连接。
根据本申请的第二方面,还提供了一种安全性评估方法,该方法应用于本申请第一方面中任一项技术方案中所述的用于桥梁缝隙检测系统,该安全性评估方法包括:
步骤S1:将用于桥梁缝隙检测系统装载于可移动载具上;
步骤S2:将待检测桥梁的箱梁腹板沿桥梁的高度方向划分为若干条状区域,每一条状区域的延伸方向均与桥梁的长度方向相同;
步骤S3-1:设定第一部分和第三部分的长度、第二部分的下垂高度、以及调节杆体的伸缩长度,以使得图像采集装置和超声波检测装置能够对应于待检测桥梁的箱梁的某一条状区域;
步骤S3-2:操作该可移动载具沿桥梁的长度方向前进,并在前进过程中,通过图像采集装置获取该条状区域的表面裂缝数据,通过超声波检测装置获取该条状区域的内部裂缝数据,其中,超声波检测装置用于获取不存在表面裂缝的箱梁腹板的内部裂缝状况;
步骤S4:重复步骤S3-1和步骤S3-2,分别获取所有条状区域的表面裂缝数据和内部裂缝数据;
步骤S5:将步骤S4所获得的表面裂缝数据和内部裂缝数据评估所对应的箱梁腹板的安全性。
可选地,所述步骤S3-2具体包括:
步骤S3-2-1:图像尺寸标定,计算图像采集装置所获取的图像中每个像素所代表的实际长度;
步骤S3-2-2:将步骤S3-2-1所获取的图像依次进行灰度化操作、线性灰度变换操作、形态学低帽变换操作和图像滤波去噪操作;
步骤S3-2-3:采用大津阈值法或固定分割阈值对步骤S3-2-2所得的图像进行裂缝分割,然后基于连通域进行动态去噪,随后通过动态学闭操作运算或KD树裂缝连接算法对断裂的裂缝进行连接;
步骤S3-2-4:对步骤S3-2-3所得的规则裂缝而言,计算该规则裂缝的长度和最大宽度;对步骤S3-2-3所得的非规则裂缝而言,计算裂缝区域的面积占比。
有益效果:
1、通过上述技术方案,在需要对桥梁的箱梁腹板的裂缝进行检测时,就可以利用可移动载具装载本申请的用于桥梁缝隙检测系统,并在桥梁的路面上行驶,以使得能够逐一地对每一箱梁的腹板进行无遗漏的检测。在检测过程中,不仅无需利用举升工具,也就避免了多次、长距离、长时间的调整举升工具的问题,进而避免了因调整举升工具而可能会出现的检测时间长和安全隐患大的问题,而且,整个检测过程无需人工手动对箱梁腹板的裂缝进行检测,也就可以有效地降低人工劳动强度和作业时间,进而能够有效地避免出现因疲劳而漏检以及检测时间长的问题。
2、本申请的其他有益效果或优势将在具体实施方式中进行详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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。
其中:
图1是本申请的一种示例性实施方式提供的用于桥梁缝隙检测系统的在桥梁上使用时的立体结构示意图,其中,还示出了可移动载具、路灯和部分桥梁;
图2是本申请的一种示例性实施方式提供的用于桥梁缝隙检测系统的立体结构示意图;
图3是本申请的一种示例性实施方式提供的基板、安装组件、第一壳体和部分第一部分的组装结构示意图;
图4是本申请的一种示例性实施方式提供的安装组件的立体结构示意图,其中,还示出了部分基板;
图5是本申请的一种示例性实施方式提供的第一部分的立体结构示意图,其中,还示出了部分第二部分;
图6是本申请的一种示例性实施方式提供的轨道件的立体结构示意图;
图7是图6中A处的局部结构放大示意图;
图8是本申请的一种示例性实施方式提供的轨道件的零部件的立体结构示意图;
图9是本申请的一种示例性实施方式提供的第一半圆轨道的立体结构示意图;
图10是本申请的一种示例性实施方式提供的连接滑块的立体结构示意图;
图11是本申请的一种示例性实施方式提供的第二部分和第三部分的组装结构示意图,其中,还示出了部分第一部分;
图12是图11中B处的局部结构放大示意图;
图13是图11中C处的局部结构放大示意图;
图14是图11中D处的局部结构放大示意图;
图15是图11中E处的局部结构放大示意图;
图16是本申请第二方面所提供的安全性评估方法的步骤流程示意图。
附图中标号说明:
100-用于桥梁缝隙检测系统;200-桥梁;201-箱梁腹板;300-可移动载具;400-路灯;1-支架;11-第一部分;111-轨道件;1111-第一半圆轨道;1111a-第一转动腔;1111b-第一缺口;1112-第二半圆轨道;1112a-第二转动腔;1113-辅助承重轮;112-连接滑块;1121-第二缺口;1122-第一环体;1123-第二环体;1124-第三环体;113-第一驱动装置;1131-驱动件;1132-齿轮;12-第二部分;121-第一竖杆;122-第二竖杆;123-防转导向件;1231-连接杆;1232-导向轮;13-第三部分;131-第一横杆;132-第二横杆;14-调节杆体;2-检测件;21-图像采集装置;22-超声波检测装置;23-电动刷;24-风机;25-耦合剂喷涂装置;26-第二驱动装置;3-基板;31-第一区域;32-第二区域;33-第三区域;4-安装组件;41-第一板体;42-第二板体;43-锁定件;431-锁定杆;4311-第一杆体;4312-第二杆体;4313-第三杆体;432-锁定块;44-安装孔;51-第一壳体;52-第二壳体;53-第三壳体。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为便于相关技术人员对本申请的技术方案有更清晰和准确的理解,以下先对现有相关技术中存在的技术问题及其原因进行较为简要的分析和说明。
以城市道路中的箱梁式高架桥为例,在对其箱梁腹板进行裂缝检测时,一般都是利用举升车辆(或举升机械、桥底平台)将操作人员举升至待检测的箱梁的腹板的附近,然后操作人员手持裂缝探测装置对该箱梁腹板的某一区域进行裂缝检测;在完成该区域的裂缝检测完成之后,移动举升车辆的位置或调整举升车辆的举升高度,以完成该箱梁腹板的其他区域的裂缝检测。
在上述检测过程中,在一方面,由于城市高架桥的跨度一般在几十米至几百米不等,举升车辆需要多次、长距离、长时间的调整其位置,才能够完成整个高架桥的所有箱梁的腹板裂缝检测作业。这样,不仅存在检测时间较长的问题,而且,由于城市高架桥的下方可能会存在行人和通行车辆,检测过程中可能会存在物品掉落、操作人员跌落等安全隐患。
在另一方面,正是由于城市高架桥的跨度较长,操作人员需要反复进行检测作业(这一过程可能涉及到操作人员需要反复托举或放置裂缝探测装置、反复调整其身体姿态等动作),容易导致操作人员出现身体疲劳,同时,再加之箱梁腹板的侧面是连续不断且其颜色、形状和质地等性状是趋于一致的,容易导致操作人员出现视觉疲劳,从而就可能导致在检测过程中出现漏检的问题。
此外,对于城市道路的高架桥而言,由于其下方一般很可能还会有其他城市道路,由于每一箱梁的腹板均需要一定的检测时间,在这一时间内,举升车辆(或举升机械、桥底平台)可能会阻碍交通,甚至可能会引发交通堵塞、交通事故等。对于城际交通道路(例如,高速公路桥梁)而言,由于其下方可能存在水体(例如,河道、池塘等)和特殊地形(例如,田地、建筑物、坑道等),使得举升车辆(或举升机械、桥底平台)难以实施或实施时安全风险较大。
有鉴于此,本申请提供了一种全新的解决方案,即用于桥梁缝隙检测系统,通过本申请的用于桥梁缝隙检测系统,能够有效地降低桥梁箱梁裂缝的检测时长,同时,能够降低检测过程中的安全风险,并且,还能够有效地避免漏检的问题。
以下结合附图对本申请的技术方案进行详细表述。
实施例1
如图1至图15所示,本实施例提供了一种用于桥梁缝隙检测系统100,包括检测平台、控制单元和检测组件;检测平台用于架设在可移动载具300上;检测组件包括支架1和检测件2,支架1包括第一部分11、第二部分12、第三部分13和调节杆体14,检测件2包括图像采集装置21和超声波检测装置22,第一部分11的一端安装在检测平台上,第一部分11的另一端与第二部分12连接,第二部分12远离第一部分11的一端与第三部分13可转动连接,调节杆体14的两端分别与第二部分12和第三部分13连接;
其中,第一部分11被设置为沿桥梁的宽度方向延伸且位于桥梁的护栏的上方,第二部分12被设置为沿桥梁的高度方向延伸且位于桥梁的护栏外,第三部分13远离第二部分12的一端朝向桥梁的箱梁腹板201延伸,调节杆体14被设置为轴向长度可调的杆体结构,以使第三部分13与第二部分12之间的夹角可调,图像采集装置21和超声波检测装置22分别安装在第三部分13上,图像采集装置21和超声波检测装置22沿桥梁的长度方向间隔设置,且图像采集装置21、超声波检测装置22分别与控制单元通信连接。
通过上述技术方案,在需要对桥梁的箱梁腹板201的裂缝进行检测时,就可以利用可移动载具300装载本申请的用于桥梁缝隙检测系统100,并在桥梁的路面上行驶,以使得能够逐一地对每一箱梁的腹板进行无遗漏的检测。在检测过程中,不仅无需利用举升工具,也就避免了多次、长距离、长时间的调整举升工具的问题,进而避免了因调整举升工具而可能会出现的检测时间长和安全隐患大的问题,而且,整个检测过程无需人工手动对箱梁腹板201的裂缝进行检测,也就可以有效地降低人工劳动强度和作业时间,进而能够有效地避免出现因疲劳而漏检以及检测时间长的问题。
为便于相关技术人员对本申请的技术方案有更清晰和准确的理解,以下对上述实施方式的检测过程进行较为详细的表述。
在需要对桥梁的箱梁腹板201的裂缝进行检测时,就可以先将本申请的用于桥梁缝隙检测系统100装载于可移动载具300。同时调节好第一部分11、第二部分12、第三部分13和调节杆体14的长度、位置以及相对角度(主要是指通过调整调节杆体14的轴向长度,以使得第三部分13和第二部分12之间具有一定夹角,这样,由于第二部分12是呈现近似于竖直设置的,倾斜的第三部分13就可以使得安装在第三部分13末端的检测件2能够对应于具有一定倾角的箱梁腹板201),以使得图像采集装置21能够采集到箱梁腹板201某一区域的图像,同时超声波检测装置22能够对箱梁腹板201某一区域进行超声波检测。此时,就可以通过可移动载具300带动本申请的用于桥梁缝隙检测系统100沿桥梁的长度方向移动,在移动过程中,图像采集装置21持续地对箱梁腹板201的表面图像进行采集,以获取箱梁腹板201的表面裂缝数据,在箱梁腹板201的部分区域不存在表面裂缝的情况下,通过超声波检测装置22对该部分区域进行检测,以获取该部分区域的内部裂缝数据。通过所获取的表面裂缝数据和内部裂缝数据来判断该箱梁腹板201的裂缝类型和危险性,从而实现对于箱梁的安全性检测。
可以理解的是,上述检测过程仅为一种示例性实施方式,也可以有其他的操作方式,具体可参阅下文中的其他对于检测过程的说明。
在上述实施方式中,需要说明的是:
第一,本申请中的可移动载具300是指,能够在桥梁的路面上沿一定方向持续前进或后退的、具有一定载重能力的可移动式载具,例如,工程车辆,自组装车辆等,其可以为人工驾驶,也可以为自动驾驶,本申请对此不作具体限定。
第二,本申请的检测平台可以是固定式安装在可移动载具300上的,例如,检测平台可以是焊接于可移动载具300上的,也可以是与可移动载具300一同设计和制造的。本申请的检测平台也可以是可拆卸式安装在可移动载具300上的,例如,检测平台可以是通过紧固件(或绑扎件)等可拆卸地安装到可移动载具300上的。本申请对此不作具体限定。
第三,本申请的控制单元上所集成的功能或逻辑处理可以包括但不限于:图像采集装置21的图像获取、图像处理和相关数据处理和输出(例如,图像采集装置21的图像获取角度、焦距等),超声波检测装置22的数据获取、处理和输出等,由于图像采集装置21和超声波检测装置22均是本领域中应用得十分广泛的设备,本申请对此就不再赘述。
第四,本申请通过第一部分11、第二部分12、第三部分13和调节杆体14形成一个用于安装检测件2的支架1,通过该支架1使能够保证本申请的用于桥梁缝隙检测系统100在跟随可移动载具300移动时,检测件2能够始终保持对应于箱梁腹板201的位置,从而保证检测的准确性和便捷性。其中,第一部分11、第二部分12、第三部分13和调节杆体14的长度、设置位置和相对角度的具体尺寸或调节幅度可以根据目标桥梁的设计数据(例如,桥梁腹板的高度和倾角、桥梁栏杆的高度、桥梁顶板的厚度等)进行设计,也可以根据目标桥梁的实际数据进行实地设计,本申请对此不作具体限定。
此外,本申请的调节杆体14可以是电动调节杆,也可以是手动调节杆,本申请对此不作具体限定。
在本申请的一种实施方式中,如图2至图4所示,本申请的检测平台可以包括基板3和两个安装组件4,基板3被设置为沿桥梁的宽度方向延伸,控制单元安装在基板3上,两个安装组件4分别设置在基板3的两端,安装组件4包括相互间隔设置的第一板体41和第二板体42、以及至少两个锁定件43,锁定件43包括锁定杆431和锁定块432,至少部分锁定杆431的外周面上形成有外螺纹,锁定块432形成为板状结构;其中,第一板体41和第二板体42分别与基板3连接,第一板体41和第二板体42上分别开设有与锁定杆431对应的安装孔44,安装孔44的内周壁上形成有与外螺纹对应的内螺纹;检测平台包括锁定状态,在锁定状态,两个安装组件4分别用于与可移动载具300的开放式车厢两侧连接,并且,位于同一侧的两个锁定件43对应的两个锁定块432分别用于从两侧夹紧于该车厢。
这样,在一方面,通过如此设置的安装组件4和基板3,可以使得本申请的检测平台能够适用于绝大多数的工程车辆,例如,常用于道路抢险或维修的、具有开放式车厢的栏板式车辆,或,常用于设备运输的、具有开放式车厢的运输车辆等,这样就可以有效地提升本申请的用于桥梁缝隙检测系统100的安装环境通用性,便于检测平台能够适用于多种可移动载具300。在另一方面,本申请的两个安装组件4分别设置于基板3的两端,同时两个锁定件43分别通过螺纹连接的方式与第一板体41和第二板体42形成牢固且可拆卸的连接方式,不仅能够有效地实现基板3的可靠且稳定的安装于可移动载具300,而且还能够有效地调节检测平台的安装位置。此外,本申请的检测平台中的基板3作为与可移动载具300直接接触的部件,由于基板3形成为简单的板状结构,能够很好地适配于多种可移动载具300,同时也可以具有多种安装角度和安装位置,能够十分方便地实现检测平台的可靠安装。
在此实施方式中,需要说明的是,
第一,本申请的基板3的厚度和宽度可以根据实际需要进行设置,例如,可以根据所承载的第一部分11和/或控制单元等设备或结构的尺寸进行确定,同时,本申请的基板3的长度可以根据不同的可移动载具300的尺寸进行确定,本申请对此不作具体限定。
第二,本申请的基板3可以被划分为三个区域,例如,第一区域31,第二区域32和第三区域33,其中,第一区域31用于供第一部分11安装,第二区域32用于供控制单元设置,第三区域33用于供配重物(例如,石块、水泥块等)放置,以保证基板3的放置稳定性。
第三,在锁定状态时,两个锁定块432分别从两侧夹紧于可移动载具300的车厢上,这样,如此设置的锁定件43能够适配于任意具有开放式车厢的可移动载具300,无需专门设置安装结构。并且,正是由于无需专门设置安装结构,就可以避免因安装检测平台而可能对可移动载具300所造成的结构破坏,同时,还有利于降低制造和加工成本。
在本申请的一种实施方式中,如图4所示,本申请的第一板体41和第二板体42上分别开设有若干个一一对应的安装孔44,锁定块432设置为圆板状结构;其中,锁定杆431包括第一杆体4311、第二杆体4312和第三杆体4313,第二杆体4312的两端分别与第一杆体4311和第三杆体4313垂直连接,且第一杆体4311和第二杆体4312沿同一方向延伸,第一杆体4311远离第二杆体4312的一端与锁定块432连接,外螺纹形成在第一杆体4311上。
这样,在一方面,由于锁定块432设置为圆板状结构,在锁定状态时,不仅能够有效地保证锁定块432与车厢之间的接触面积,从而能够有效地保证锁定件43的锁定效果;而且,在转动锁定杆431以使得锁定块432移动至与车厢接触的过程中,圆板状的锁定块432能够有效地避免与其他结构或零部件(例如,线缆)发生空间上的碰撞或纠缠,从而能够避免因使锁定件43达到锁定状态而可能导致其他结构或零部件被影响的可能。
在另一方面,通过如此设置的第一杆体4311、第二杆体4312和第三杆体4313,操作人员通过持有并转动第三杆体4313就可以带动第一杆体4311更加有效地、更快速地转动,从而能够在有效地提升安装效率的基础之上,降低操作人员的劳动强度。
在此实施方式中,需要说明的是,第一,本申请的锁定件43可以设置多个,例如,图2至图4中所示的4个,即基板3每端均有两个锁定件43,以保证锁定状态的稳定性和可靠性。第二,本申请的锁定块432靠近车厢的一侧可以设置有缓冲橡胶,不仅能够缓冲锁定块432与车厢之间的冲击力,而且还能够利用橡胶自身的形变特性使得锁定状态具有一定的容错性,同时还可以在一定程度上提升检测平台的抗颠簸性能(设置在锁定块432上的橡胶能够在一定程度上缓冲可移动载具300的颠簸振动),从而使得本申请的用于桥梁缝隙检测系统100能具有更佳的检测准确性。
以城市道路中的箱梁式高架桥为例,在对其箱梁腹板201进行裂缝检测时,由于其箱梁外侧一般还会设置有路灯400(可参阅图1),一般地,高架桥上的路灯400设置在栏杆(或挡墙)的外侧,该路灯400的灯杆与栏杆(或挡墙)的间距一般是数十厘米,上述技术方案在对桥梁的箱梁腹板201进行检测时,路灯400的灯杆将会与第一部分11发生碰撞或干涉,在完成整个桥梁的箱梁腹板201检测过程中,需要在每个路灯400处进行拆卸和重新安装,十分不便。
有鉴于此,在本申请的一种实施方式中,如图2、图5至图10所示,本申请的第一部分11可以包括轨道件111、连接滑块112和第一驱动装置113,轨道件111包括相互间隔设置的第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112,第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间的间隙用于供路灯400的灯杆穿过,第一半圆轨道1111远离第二半圆轨道1112的一端与检测平台连接,第二半圆轨道1112远离第一半圆轨道1111的一端与第二部分12连接,第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112内分别形成有供连接滑块112滑动的第一转动腔1111a和第二转动腔1112a,第一转动腔1111a和第二转动腔1112a共同围合成圆形轨道以供连接滑块112转动;第一驱动装置113包括驱动件1131和齿轮1132,第一半圆轨道1111上开设有第一缺口1111b,第一缺口1111b与第一转动腔1111a连通;驱动件1131安装在第一半圆轨道1111上,驱动件1131的输出端与齿轮1132连接以用于驱动齿轮1132转动,齿轮1132位于第一缺口1111b内;连接滑块112形成为圆环状结构,连接滑块112上形成有第二缺口1121,第二缺口1121的长度与第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间的间隙相互匹配,以用于供路灯400的灯杆穿过,连接滑块112的外周面形成为与齿轮1132相互啮合的齿面。
这样,通过如此设置的第一部分11,在本申请的用于桥梁缝隙检测系统100运行至某一路灯400的灯杆处时,就可以通过第一驱动装置113驱动连接滑块112转动,使得连接滑块112上的第二缺口1121移动至第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间,以便于路灯400的灯杆的顺畅地通过轨道件111(即第一部分11),这样,在完成整个桥梁的箱梁腹板201检测过程中,就无需在每个路灯400处进行拆卸和重新安装,不仅能够有效地节约检测时间,并能够有效地降低操作难度和操作频率。
为便于相关技术人员理解,以下对轨道件111通过路灯400的灯杆的过程进行说明:
在可移动载具300的带动下,当轨道件111接近于灯杆时,第一驱动装置113驱动连接滑块112转动,连接滑块112在第一转动腔1111a和第二转动腔1112a所形成的圆形轨道内转动,当连接滑块112上的第二缺口1121转动至第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间时,第一驱动装置113停止运行(或减慢转速),随着可移动载具300的移动,灯杆将从环形的轨道件111的一侧通过第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112的间隙和第二缺口1121进入环形的轨道件111内,并移动至环形的轨道件111的另一侧,在轨道件111相对于灯杆移动的过程中,再控制第一驱动装置113重新启动(或增大转速),使得连接滑块112上的第二缺口1121转动至轨道件111的另一侧(也是第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间),灯杆将从通过第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112的间隙和第二缺口1121从环形的轨道件111内移出。这样,就完成了轨道件111通过灯杆的过程。
在此实施方式中,需要说明的是,
第一,由于本申请的第一半圆轨道1111内的第一转动腔1111a和第二半圆轨道1112内的第二转动腔1112a共同围合形成一个圆形的轨道,虽然第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间具有间隙,但是由于连接滑块112仅具有一个第二缺口1121,这样,无论连接滑块112的转动姿态如何,在连接滑块112转动过程中,连接滑块112始终对第二半圆轨道1112具有足够的支撑力,能够有效地保持其位置的稳定性。当然,为了保证其具有足够的结构强度和承载能力,可以将其的材质和尺寸进行合适的设置,例如,可以将其设置为硬质金属材质。
第二,本申请的第一部分11可以设置为多种形式,例如,可以是如图3所示的框架式结构,其具有三组框架,每组框架具有均具有一个三角形的支撑结构和两根条状的锚固结构,这样,其不仅具有足够的结构强度和承载能力,而且还具有结构简单和制造成本低廉的优势。也可以是一个整体的板状安装结构,本申请对此不作具体限定。
第三,本申请的第一半圆轨道1111和第二半圆轨道1112之间的间距可以等于或大于第二缺口1121的长度,第二缺口1121的长度可以略大于灯杆的直径。本申请对此不作具体限定。
第四,由于第二半圆轨道1112还受到第二部分12、第三部分13和检测件2的重力,可能会出现第二半圆轨道1112出现微小角度倾斜(相对于水平方向)的现象,可以通过将第一转动腔1111a设置得较大以保证连接滑块112能够顺畅地从第二转动腔1112a进入第一转动腔1111a。
第五,对于具有栏杆或护栏的桥梁而言,还可以设置如图3和图5所示的辅助承重轮1113,即在第一半圆轨道1111的下方安装一个轴向长度可调的辅助承重轮1113结构,不仅能够进一步提升轨道件111的结构稳定性,增强整个用于桥梁缝隙检测系统100在监测过程中的检测准确性,而且还能够有效地降低第一部分11的负载和极端受力状况。
在本申请的一种实施方式中,如图10所示,本申请的连接滑块112可以包括第一环体1122、第二环体1123和第三环体1124,第二环体1123套设在第一环体1122外,第三环体1124套设在第二环体1123外,第一环体1122形成为截面为方形的环状结构,第二环体1123形成为截面为圆形的环状结构,齿面形成在第三环体1124远离第二环体1123的一侧。
这样,在一方面,通过将连接滑块112设置为三个环体结构相互套接的结构,能够有效地增加连接滑块112的径向厚度,由于在连接滑块112的转动过程中,始终有部分连接滑块112位于第二转动腔1112a内,这样,就可以有效地提升第二半圆轨道1112的状态稳定性,从而能够有效地避免第二半圆轨道1112出现微小角度倾斜的问题。在另一方面,如此设置的第一环体1122、第二环体1123和第三环体1124相互焊接即可实现连接滑块112的制造,能够降低连接滑块112的制造难度,同时,齿面设置的第三环体1124上,能够便于直接加工出合适的齿面。
可以理解的是,在此实施方式中,可以将第二环体1123的直径设置得大于第一环体1122和第三环体1124的宽度(或厚度),以便于将第一环体1122和第三环体1124焊接于第二环体1123。
在本申请的一种实施方式中,如图11和图12所示,本申请的第二部分12可以包括第一竖杆121、第二竖杆122和两个防转导向件123,第一竖杆121和第二竖杆122相互间隔设置且第一竖杆121和第二竖杆122分别被设置为能够沿其轴向可锁定地伸缩,两个防转导向件123分别与第一竖杆121和第二竖杆122连接,防转导向件123包括相互连接的连接杆1231和导向轮1232,两个防转导向件123的连接杆1231远离导向轮1232的一端分别与第一竖杆121和第二竖杆122连接,两个防转导向件123的导向轮1232分别用于与桥梁的箱梁腹板201接触。
这样,在一方面,如此设置的第二部分12不仅具有较高的结构强度,能够稳定且可靠的保持检测件2的位置稳定性和工作可靠性,而且还具有较低的自重,能够降低第二半圆轨道1112的负载。在另一方面,如此设置的两个防转导向件123能够有效地避免第二半圆轨道1112受到连接滑块112转动的影响而出现转动的问题。
在本申请的一种实施方式中,如图11、图13至图15所示,本申请的第三部分13可以包括第一横杆131和第二横杆132,第一横杆131与第一竖杆121可转动连接,第二横杆132与第二竖杆122可转动连接;检测件2还包括电动刷23、风机24、耦合剂喷涂装置25和第二驱动装置26,图像采集装置21、电动刷23、风机24和耦合剂喷涂装置25均设置在第一横杆131远离第一竖杆121的一端,且图像采集装置21、电动刷23、风机24和耦合剂喷涂装置25被设置为沿桥梁的长度方向间隔设置;第二驱动装置26安装在第二横杆132远离第二竖杆122的一端,且第二驱动装置26的输出端与超声波检测装置22连接,以用于驱动超声波检测装置22靠近或远离桥梁的箱梁腹板201;其中,第一竖杆121和第二竖杆122设置为空心杆状结构,第一竖杆121和第二竖杆122的内部空腔分别用于供图像采集装置21、电动刷23、风机24、耦合剂喷涂装置25、第二驱动装置26和超声波检测装置22的电连接线穿设。
如此,在一方面,如此设置的第三部分13不仅具有较高的结构强度,能够稳定且可靠的保持检测件2的位置稳定性和工作可靠性,而且还具有较低的自重,能够降低第二半圆轨道1112的负载。在另一方面,通过设置的电动刷23可以对箱梁腹板201表面的附着物(例如,泥土、灰尘等)进行刷除,风机24可以对刷除后的箱梁腹板201表面进行清理,耦合剂喷涂装置25可以对清理后的箱梁腹板201的表面进行超声波探测头所需要的耦合剂进行喷涂,从而能够有效地保证检测数据的准确性。在再一方面,第一竖杆121和第二竖杆122设置为空心杆状结构,不仅能够作为上述设备或装置的电连接线的容纳空间,以避免在检测过程中电连接线与外界其他结构或设备(如桥梁结构、路灯400安装结构等)发生缠绕,而且还可以进一步有效地降低第三部分13的自重,从而能够进一步降低第二半圆轨道1112的负载。
在此实施方式中,需要说明的是,
第一,本申请的电动刷23、风机24和耦合剂喷涂装置25可以参考现有设计,由于电动刷23、风机24和耦合剂喷涂装置25在本领域中应用得十分广泛,本申请对此就不再赘述。
第二,第二驱动装置26可以是液压驱动装置、气压驱动装置、直线电机等多种形式的驱动装置,以使得在需要进行超声波检测内部裂缝时将超声波检测装置22推动至与箱梁腹板201表面接触,本申请对此不作具体限定。
第三,在此实施方式中,如图3、图5所示,还可以在第二驱动装置26的外部罩设一个第三壳体53,以包覆住第二驱动装置26和第一缺口1111b,以避免外界杂物干扰第二驱动装置26对于连接滑块112的驱动效果。
在本申请的一种实施方式中,本申请的控制单元可以包括第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一电源单元、第二电源单元、以及无线通信连接的第一无线信号传输单元和第二无线信号传输单元;其中,第一信号处理单元、第一电源单元和第一无线信号传输单元设置在检测平台上,并且,第一信号处理单元分别与第一电源单元、第一无线信号传输单元电连接;第二信号处理单元、第二电源单元和第二无线信号传输单元设置在第二半圆轨道1112的顶部,并且,第二信号处理单元分别与第二电源单元、第二无线信号传输单元、图像采集装置21、电动刷23、风机24、耦合剂喷涂装置25、第二驱动装置26和超声波检测装置22电连接。
这样,第一电源单元为第一信号处理单元和第一无线信号传输单元供电,第二电源单元为第二信号处理单元和第二无线信号传输单元供电,第一无线信号传输单元和第二无线信号传输单元用于生成、传输和接收相关控制信号和检测数据,第一信号处理单元和第二信号处理单元用于接收、生成和处理相关控制信号和检测数据。
在此实施方式中,可以理解的是,
第一,如图2和图3所示,可以在基板3上设置第一壳体51,以保护第一信号处理单元、第一电源单元和第一无线信号传输单元,可以在第二半圆轨道1112上设置第二壳体52,以保护第二信号处理单元、第二电源单元和第二无线信号传输单元。同时,由于第二信号处理单元、第二电源单元和第二无线信号传输单元均设置在第二半圆轨道1112的上方,能够便于操作人员随时对其进行更换、维修或调试。
第二,通过如此设置的第一无线信号传输单元和第二无线信号传输单元,不仅能够方便于操作人员在基板3处(即可移动载具300处)进行相关操作和数据获取,有利于保证操作人员的操作便捷性和操作安全性,而且,通过无线通信的方式能够有效地克服电连接线布设复杂和电连接线容易与其他结构(例如,路灯400)出现空间干涉的问题。
根据本申请的第二方面,请参阅图16,本申请还提供了一种安全性评估方法,该方法可以应用于本申请第一方面中任一项技术方案中的用于桥梁缝隙检测系统100,具体的,该安全性评估方法包括:
步骤S1:将用于桥梁缝隙检测系统100装载于可移动载具300上;
步骤S2:将待检测桥梁的箱梁腹板201沿桥梁的高度方向划分为若干条状区域,每一条状区域的延伸方向均与桥梁的长度方向相同;
步骤S3-1:设定第一部分11和第三部分13的长度、第二部分12的下垂高度、以及调节杆体14的伸缩长度,以使得图像采集装置21和超声波检测装置22能够对应于待检测桥梁的箱梁的某一条状区域;
步骤S3-2:操作该可移动载具300沿桥梁的长度方向前进,并在前进过程中,通过图像采集装置21获取该条状区域的表面裂缝数据,当不存在表面裂缝时,则通过超声波检测装置22获取该条状区域的内部裂缝数据;
步骤S4:重复步骤S3-1和步骤S3-2,分别获取所有条状区域的表面裂缝数据和内部裂缝数据;
步骤S5:将步骤S4所获得的表面裂缝数据和内部裂缝数据评估所对应的箱梁腹板201的安全性。
这样,在一方面,本申请通过可移动载具300带动检测件2在待检测桥梁上按照一定的路径移动,以能够在快捷完成对于待检测桥梁的裂缝检测的基础之上,保证检测过程中安全性。在另一方面,本申请通过将检测件2安装于可调节的支架1上,从而能够适用于不同尺寸或结构的桥梁,能够具有良好的检测通用性。在再一方面,本申请结合图像检测和超声波检测,不仅能够对桥梁进行无损伤的表面裂缝和内部裂缝的检测,而且还能够有效地保证检测效率和安全评估的准确性。
在本申请的一种实施方式中,本申请的步骤S3-2具体可以包括:
步骤S3-2-1:图像尺寸标定,计算图像采集装置21所获取的图像中每个像素所代表的实际长度。
在此实施方式中,可以先将图像采集装置21悬停在距离桥梁腹板表面一定距离处,并保证图像采集装置21与该处桥梁腹板表面垂直,测量出此时图像采集装置21所覆盖的区域长度和宽度,然后结合图像采集装置21的像素计算得到每一像素所代表的实际物理尺寸,从而完成尺寸标定。(示例性的,例如,在一种示例性的实施方式中,图像采集装置21悬停在距离桥梁腹板表面300mm处,图像采集装置21的像素为2720×1530,图像采集装置21所覆盖的区域为513mm×288mm,则此时图像采集装置21中每个像素所代表的实际物理尺寸即为:513/2720≈0.19mm/pixel;或288/1530≈0.19mm/pixel,从而完成尺寸标定)
步骤S3-2-2:将步骤S3-2-1所获取的图像依次进行灰度化操作、线性灰度变换操作、形态学低帽变换操作和图像滤波去噪操作。
由于本申请是对裂缝进行检测,可以将图像采集装置21所获取的图像中的色彩信息进行剔除,以提升处理和分析图像的效率;在图像灰度化之后,仍可能存在图像光照不均和细节部分较暗等问题,通过线性灰度变化操作就可以使得图像中的裂缝目标获得更加均匀的光照效果,从而便于更加准确得获取裂缝相关数据。
在此实施方式中,需要特别说明的是,在经过线性灰度变换操作之后的图像虽然具有较佳的对比度,但是图像中仍存在一定的干扰因素,通过图像滤波去噪就可以将干扰消除,使得裂缝轮廓更加清晰。但是,在实际操作中发现,在线性灰度变换操作之后直接进行图像滤波去噪操作可能会出现裂缝局部区域被当做干扰消除,影响所获取的裂缝数据的完整性和准确性,因此,本申请在线性灰度变换操作和图像滤波去噪操作之间引入了形态学低帽变换操作,通过形态学低帽变换操作能够有效地体现原始图像灰度谷值,从而能够有效地突出裂缝特征,进而能够使得经过图像滤波去噪操作之后的图像能够最大程度地保留裂缝的绝大部分,也就能够有效地保证所获取的裂缝数据的完整性和准确性。
步骤S3-2-3:采用大津阈值法或固定分割阈值对步骤S3-2-2所得的图像进行裂缝分割,然后基于连通域进行动态去噪,随后通过动态学闭操作运算或KD树裂缝连接算法对断裂的裂缝进行连接。
在此实施方式中,虽然经过大津阈值法或固定分割阈值能够有效地获得更明确的裂缝数据,但是,其仍会存在大量的散点状噪声区域,故而必须二次去噪。在本申请中,采用了基于连通域的动态去噪方法(由于这一步的噪声绝大部分是散点状的,裂缝的连通域面积远远大于噪声的连通域面积,故可通过计算噪声面积和裂缝面积的比值,以此确定是否滤除当前的连通区域,即基于连通域的动态去噪方法),从而实现基本滤除噪声区域。
在经过基于连通域的动态去噪之后,虽然噪声区域已经被基本滤除,但是裂缝图像中存在较多的毛刺,甚至还可以出现局部裂缝图像断开的情况,故而,本申请通过动态学闭操作运算或KD树裂缝连接算法对断裂的裂缝进行连接,从而保持最终输出裂缝数据的准确性和完整性。
步骤S3-2-4:对步骤S3-2-3所得的规则裂缝而言,计算该规则裂缝的长度和最大宽度;对步骤S3-2-3所得的非规则裂缝而言,计算裂缝区域的面积占比。
由于桥梁腹板的裂缝可能具有多种形状,对于规则裂缝(例如,条状横向裂缝、条状纵向裂缝等),就可以直接通过计算其长度和最大宽度来实现对于安全性的影响的判断。对于非规则裂缝(例如,网状裂缝)就可以通过计算裂缝区域在整个图像中的面积占比在得到其裂缝的发育情况,进而结合其面积占比来判断对安全性的影响。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,包括:
检测平台,用于架设在可移动载具(300)上;
控制单元;
检测组件,包括支架(1)和检测件(2),所述支架(1)包括第一部分(11)、第二部分(12)、第三部分(13)和调节杆体(14),所述检测件(2)包括图像采集装置(21)和超声波检测装置(22),所述第一部分(11)的一端安装在所述检测平台上,所述第一部分(11)的另一端与所述第二部分(12)连接,所述第二部分(12)远离所述第一部分(11)的一端与所述第三部分(13)可转动连接,所述调节杆体(14)的两端分别与所述第二部分(12)和所述第三部分(13)连接;
其中,所述第一部分(11)被设置为沿桥梁的宽度方向延伸且位于桥梁的护栏的上方,所述第二部分(12)被设置为沿桥梁的高度方向延伸且位于桥梁的护栏外,所述第三部分(13)远离所述第二部分(12)的一端朝向桥梁的箱梁腹板(201)延伸,所述调节杆体(14)被设置为轴向长度可调的杆体结构,以使所述第三部分(13)与所述第二部分(12)之间的夹角可调,所述图像采集装置(21)和所述超声波检测装置(22)分别安装在所述第三部分(13)上,所述图像采集装置(21)和所述超声波检测装置(22)沿桥梁的长度方向间隔设置,且所述图像采集装置(21)、所述超声波检测装置(22)分别与所述控制单元通信连接。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述检测平台包括基板(3)和两个安装组件(4),所述基板(3)被设置为沿桥梁的宽度方向延伸,所述控制单元安装在所述基板(3)上,两个所述安装组件(4)分别设置在所述基板(3)的两端,所述安装组件(4)包括相互间隔设置的第一板体(41)和第二板体(42)、以及至少两个锁定件(43),所述锁定件(43)包括锁定杆(431)和锁定块(432),至少部分所述锁定杆(431)的外周面上形成有外螺纹,所述锁定块(432)形成为板状结构;
其中,所述第一板体(41)和所述第二板体(42)分别与所述基板(3)连接,所述第一板体(41)和所述第二板体(42)上分别开设有与所述锁定杆(431)对应的安装孔(44),所述安装孔(44)的内周壁上形成有与所述外螺纹对应的内螺纹;
所述检测平台包括锁定状态,在所述锁定状态,两个所述安装组件(4)分别用于与可移动载具(300)的开放式车厢两侧连接,并且,位于同一侧的两个所述锁定件(43)对应的两个锁定块(432)分别用于从两侧夹紧于该车厢。
3.根据权利要求2所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述第一板体(41)和所述第二板体(42)上分别开设有若干个一一对应的安装孔(44),所述锁定块(432)设置为圆板状结构;
其中,所述锁定杆(431)包括第一杆体(4311)、第二杆体(4312)和第三杆体(4313),所述第二杆体(4312)的两端分别与所述第一杆体(4311)和所述第三杆体(4313)垂直连接,且所述第一杆体(4311)和所述第二杆体(4312)沿同一方向延伸,所述第一杆体(4311)远离所述第二杆体(4312)的一端与所述锁定块(432)连接,所述外螺纹形成在所述第一杆体(4311)上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述第一部分(11)包括轨道件(111)、连接滑块(112)和第一驱动装置(113),所述轨道件(111)包括相互间隔设置的第一半圆轨道(1111)和第二半圆轨道(1112),所述第一半圆轨道(1111)和所述第二半圆轨道(1112)之间的间隙用于供路灯的灯杆穿过,所述第一半圆轨道(1111)远离所述第二半圆轨道(1112)的一端与所述检测平台连接,所述第二半圆轨道(1112)远离所述第一半圆轨道(1111)的一端与所述第二部分(12)连接,所述第一半圆轨道(1111)和所述第二半圆轨道(1112)内分别形成有供所述连接滑块(112)滑动的第一转动腔(1111a)和第二转动腔(1112a),所述第一转动腔(1111a)和所述第二转动腔(1112a)共同围合成圆形轨道以供所述连接滑块(112)转动;
所述第一驱动装置(113)包括驱动件(1131)和齿轮(1132),所述第一半圆轨道(1111)上开设有第一缺口(1111b),所述第一缺口(1111b)与所述第一转动腔(1111a)连通;所述驱动件(1131)安装在所述第一半圆轨道(1111)上,所述驱动件(1131)的输出端与所述齿轮(1132)连接以用于驱动所述齿轮(1132)转动,所述齿轮(1132)位于所述第一缺口(1111b)内;
所述连接滑块(112)形成为圆环状结构,所述连接滑块(112)上形成有第二缺口(1121),所述第二缺口(1121)的长度与所述第一半圆轨道(1111)和所述第二半圆轨道(1112)之间的间隙相互匹配,以用于供路灯的灯杆穿过,所述连接滑块(112)的外周面形成为与所述齿轮(1132)相互啮合的齿面。
5.根据权利要求4所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述连接滑块(112)包括第一环体(1122)、第二环体(1123)和第三环体(1124),所述第二环体(1123)套设在所述第一环体(1122)外,所述第三环体(1124)套设在所述第二环体(1123)外,所述第一环体(1122)形成为截面为方形的环状结构,所述第二环体(1123)形成为截面为圆形的环状结构,所述齿面形成在所述第三环体(1124)远离所述第二环体(1123)的一侧。
6.根据权利要求4所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述第二部分(12)包括第一竖杆(121)、第二竖杆(122)和两个防转导向件(123),所述第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)相互间隔设置且所述第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)分别被设置为能够沿其轴向可锁定地伸缩,两个所述防转导向件(123)分别与第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)连接,所述防转导向件(123)包括相互连接的连接杆(1231)和导向轮(1232),两个所述防转导向件(123)的连接杆(1231)远离导向轮(1232)的一端分别与所述第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)连接,两个所述防转导向件(123)的导向轮(1232)分别用于与桥梁的箱梁腹板(201)接触。
7.根据权利要求6所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述第三部分(13)包括第一横杆(131)和第二横杆(132),所述第一横杆(131)与所述第一竖杆(121)可转动连接,所述第二横杆(132)与所述第二竖杆(122)可转动连接;
所述检测件(2)还包括电动刷(23)、风机(24)、耦合剂喷涂装置(25)和第二驱动装置(26),所述图像采集装置(21)、所述电动刷(23)、所述风机(24)和所述耦合剂喷涂装置(25)均设置在所述第一横杆(131)远离所述第一竖杆(121)的一端,且所述图像采集装置(21)、所述电动刷(23)、所述风机(24)和所述耦合剂喷涂装置(25)被设置为沿桥梁的长度方向间隔设置;所述第二驱动装置(26)安装在所述第二横杆(132)远离所述第二竖杆(122)的一端,且所述第二驱动装置(26)的输出端与所述超声波检测装置(22)连接,以用于驱动所述超声波检测装置(22)靠近或远离桥梁的箱梁腹板(201);
其中,所述第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)设置为空心杆状结构,所述第一竖杆(121)和所述第二竖杆(122)的内部空腔分别用于供所述图像采集装置(21)、所述电动刷(23)、所述风机(24)、所述耦合剂喷涂装置(25)、所述第二驱动装置(26)和所述超声波检测装置(22)的电连接线穿设。
8.根据权利要求7所述的用于桥梁缝隙检测系统,其特征在于,所述控制单元包括第一信号处理单元、第二信号处理单元、第一电源单元、第二电源单元、以及无线通信连接的第一无线信号传输单元和第二无线信号传输单元;
其中,所述第一信号处理单元、所述第一电源单元和第一无线信号传输单元设置在所述检测平台上,并且,所述第一信号处理单元分别与所述第一电源单元、所述第一无线信号传输单元电连接;所述第二信号处理单元、所述第二电源单元和第二无线信号传输单元设置在所述第二半圆轨道(1112)的顶部,并且,所述第二信号处理单元分别与所述第二电源单元、所述第二无线信号传输单元、所述图像采集装置(21)、所述电动刷(23)、所述风机(24)、所述耦合剂喷涂装置(25)、所述第二驱动装置(26)和所述超声波检测装置(22)电连接。
9.一种安全性评估方法,其特征在于,应用于根据权利要求1-8中任一项所述的用于桥梁缝隙检测系统,该安全性评估方法包括:
步骤S1:将用于桥梁缝隙检测系统装载于可移动载具(300)上;
步骤S2:将待检测桥梁的箱梁腹板(201)沿桥梁的高度方向划分为若干条状区域,每一条状区域的延伸方向均与桥梁的长度方向相同;
步骤S3-1:设定第一部分(11)和第三部分(13)的长度、第二部分(12)的下垂高度、以及调节杆体(14)的伸缩长度,以使得图像采集装置(21)和超声波检测装置(22)能够对应于待检测桥梁的箱梁的某一条状区域;
步骤S3-2:操作该可移动载具(300)沿桥梁的长度方向前进,并在前进过程中,通过图像采集装置(21)获取该条状区域的表面裂缝数据,通过超声波检测装置(22)获取该条状区域的内部裂缝数据,其中,超声波检测装置(22)用于获取不存在表面裂缝的箱梁腹板(201)的内部裂缝状况;
步骤S4:重复步骤S3-1和步骤S3-2,分别获取所有条状区域的表面裂缝数据和内部裂缝数据;
步骤S5:将步骤S4所获得的表面裂缝数据和内部裂缝数据评估所对应的箱梁腹板(201)的安全性。
10.根据权利要求9所述的安全性评估方法,其特征在于,所述步骤S3-2具体包括:
步骤S3-2-1:图像尺寸标定,计算图像采集装置(21)所获取的图像中每个像素所代表的实际长度;
步骤S3-2-2:将步骤S3-2-1所获取的图像依次进行灰度化操作、线性灰度变换操作、形态学低帽变换操作和图像滤波去噪操作;
步骤S3-2-3:采用大津阈值法或固定分割阈值对步骤S3-2-2所得的图像进行裂缝分割,然后基于连通域进行动态去噪,随后通过动态学闭操作运算或KD树裂缝连接算法对断裂的裂缝进行连接;
步骤S3-2-4:对步骤S3-2-3所得的规则裂缝而言,计算该规则裂缝的长度和最大宽度;对步骤S3-2-3所得的非规则裂缝而言,计算裂缝区域的面积占比。
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