CN119715552B - 一种桥墩表面缺陷检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种桥墩表面缺陷检测设备及方法，涉及桥墩检测技术领域，该设备包括检测机构和吊装机构，检测机构包括环抱装置和第一视觉采集装置，环抱装置包含对称设置的两条弧形臂架，弧形臂架通过驱动组件张开或合拢，围绕桥墩外周；多个第一视觉采集装置均匀布置在弧形臂架上方，用于采集桥墩表面图像；吊装机构包括吊架、升降组件、支撑组件和摆动组件，支撑组件与桥检车的检修平台固定连接，摆动组件驱使吊架水平摆动，升降组件用于调整检测机构的上下位置；该设备通过与桥检车协同工作，并结合环抱装置、视觉采集装置等，能高效、灵活、稳定地进行桥墩表面缺陷检测，适用于不同环境条件下的桥墩检测，克服了传统方法的局限性。

Description

一种桥墩表面缺陷检测设备及方法

技术领域

本发明涉及桥墩检测技术领域，尤其涉及一种桥墩表面缺陷检测设备及方法。

背景技术

桥墩(墩柱)作为桥梁结构的重要组成部分，其稳定性和安全性直接关系到桥梁的使用寿命和交通安全。随着交通量的增加和桥梁使用年限的延长，桥墩在长期荷载作用下可能出现不同程度的损伤，如裂缝、孔洞、腐蚀坑、凹槽等。为了确保桥梁的结构安全和使用功能，定期对桥墩进行检测和评估是十分必要的。

现有的桥墩检测技术中，通常采用检修车进行检测。这种方法通常从桥面开始，借助检修车将检测人员和设备提升到桥墩上方进行检查，能够较为方便地对位于陆地上的桥墩进行表面检测和缺陷诊断。然而，这种方式对于一些特殊情况，如桥墩处于水面上的桥梁，存在显著的局限性。

对于水面上的桥墩，检修车无法直接到达，传统的检测方法通常需要依赖船只。在这种情况下，检测人员通过船只接近桥墩，使用手持工具或便携式设备进行人工检查。然而，由于船体在水面上漂浮不稳，且受到水流和风力等自然因素的影响，船只难以保持稳定的位置。这种不稳定的工作环境使得检测人员很难准确、系统地对桥墩进行全面的缺陷检测，甚至可能影响检测结果的可靠性和安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种桥墩表面缺陷检测设备及方法，旨在解决传统检测手段无法适应水面和陆地桥墩的检测需求，提供一种水陆通用、稳定高效的检测解决方案。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种桥墩表面缺陷检测设备，包括检测机构及吊装机构；其中，

所述检测机构包括环抱装置及第一视觉采集装置，所述环抱装置包括弧形臂架及驱动组件，所述弧形臂架对称设置有两条，用于相互配合围绕在圆形桥墩外周侧，所述驱动组件分别连接弧形臂架的两端，用于驱使两条弧形臂架张开或合拢，所述第一视觉采集装置设置有多个，且均匀布置在弧形臂架上方，用于对圆形桥墩表面进行图像采集；

所述吊装机构包括吊架、升降组件、支撑组件及摆动组件，所述支撑组件用于和桥检车的检修平台可拆卸固定连接，摆动组件的一端与支撑组件相连接，另一端与吊架相连接，摆动组件可驱使吊架水平摆动，吊架与弧形臂架之间通过升降组件相连接，升降组件用于驱使检测机构相对于吊架上下平移。

在上述技术方案的基础上，优选的，还包括设置在环抱装置上的控制系统，所述控制系统包括控制器、图像处理模块及无线传输模块，所述图像处理模块与第一视觉采集装置电性连接，图像处理模块、无线传输模块、升降组件及摆动组件均与控制器电性连接，无线传输模块与无线控制终端通信连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一视觉采集装置包括第一连接臂、第二连接臂及相机，所述第一连接臂的下端与弧形臂架顶面相连接，第一连接臂的上端与第二连接臂的下端相连接，相机与第二连接臂的上端相连接，第一连接臂可相对于弧形臂架朝环抱装置中心轴方向摆动，第二连接臂可相对于第一连接臂朝环抱装置中心轴方向摆动，相机可相对于第二连接臂朝环抱装置中心轴方向摆动，相机与图像处理模块电性连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述环抱装置还包括安装架，所述安装架固定设置于弧形臂架远离驱动组件的一端，所述安装架上设置有与第一视觉采集装置结构相同的第二视觉采集装置，所述第二视觉采集装置与图像处理模块电性连接，用于对横系梁表面进行图像采集。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述检测机构还包括多个定位组件，多个定位组件均匀分布在环抱装置上，所述定位组件包括伸缩元件、固定架及弹性件；

所述伸缩元件的固定端固定设置于环抱装置中，伸缩元件的伸缩端朝环抱装置的中心水平延伸，伸缩元件与控制器电性连接；

固定架的中心与伸缩元件的伸缩端转动连接，固定架可相对于伸缩元件的伸缩端朝环抱装置的中心轴线方向摆动，固定架的上下两端设置有可沿圆形桥墩表面轴向方向滚动的导轮；

弹性件的一端与伸缩元件的伸缩端固定连接，另一端与固定架的上端相抵接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述驱动组件包括连接臂架、转动齿盘、齿轮及减速电机，连接臂架的两端分别与弧形臂架的一端转动连接，转动齿盘固定设置于弧形臂架端部，且转动齿盘与连接臂架和弧形臂架的转轴同轴，减速电机固定设置于连接臂架中，减速电机的输出轴通过齿轮与转动齿盘啮合连接，减速电机与控制器电性连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述吊架具有供桥墩进入的操作空间，所述操作空间的开口方向和两个弧形臂架的开口方向一致，所述升降组件在吊架和环抱装置之间均匀设置有多组，升降组件包括吊绳及卷扬器，所述卷扬器固定设置于弧形臂架中，吊绳的一端与吊架固定连接，另一端与卷扬器相连接，卷扬器与控制器电性连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述摆动组件包括第一摆臂、第二摆臂、第一转动电机及第二转动电机，所述第一摆臂的一端与支撑组件固定连接，第一摆臂的另一端与第二摆臂的一端通过第一转动电机转动连接，第二摆臂远离第一摆臂的一端与吊架之间通过第二转动电机转动连接，第一转动电机用于驱使第二摆臂相对于第一摆臂在水平方向摆动，第二转动电机用于驱使吊架相对于第二摆臂在水平方向摆动，第一转动电机、第二转动电机均与控制器电性连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述支撑组件包括支撑架及安装座，所述支撑架通过安装座与检修平台可拆卸连接，第一摆臂远离第二摆臂的一端与支撑架固定连接。

第二方面，本发明公开了一种桥墩表面缺陷检测方法，其利用了第一方面所述的桥墩表面缺陷检测设备，包括步骤如下：

S1、将桥墩表面缺陷检测设备通过支撑组件安装在桥检车的检修平台上，并通过检修平台带动桥墩表面检测设备移动至桥面下方；

S2、将两条弧形臂架张开，通过摆动组件调整检测机构的位置，使两条弧形臂架环抱待检测桥墩的上部；

S3、通过升降组件控制检测机构下降，使检测机构沿桥墩从上往下移动，在移动过程中，通过第一视觉采集装置采集桥墩表面的图像信息，并将图像信息实时传输到无线控制终端，便于对桥墩表面缺陷进行检测分析；

S4、完成当前桥墩表面检测后，使环抱装置脱离桥墩，通过升降组件将检测机构提升至吊架下方，再进行下一个桥墩的表面检测。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明公开的桥墩表面缺陷检测设备，由于设备与桥检车的检修平台协同工作，桥检车的检修平台提供稳定的支撑，凭借环抱装置、视觉采集装置、吊架、升降组件和摆动组件的巧妙结合，实现了水面和陆地桥墩的通用检测。其具备高效、灵活、稳定、全面的特点，能够克服传统检测方法的局限，适用于各种环境条件下的桥墩缺陷检测。

(2)通过引入控制系统，进一步增强了桥墩表面缺陷检测设备的智能化和自动化水平。控制器、图像处理模块、无线传输模块的配合，提升了设备的精准控制、实时数据传输和远程监控能力。这不仅优化了检测过程，提高了作业效率，还提高了操作安全性，特别是在复杂环境中，如水面桥墩检测时，操作人员能够避免直接接触设备，通过远程控制实现更加便捷和安全的操作。

(3)通过优化第一视觉采集装置的结构，使得相机可以在多个方向上进行摆动，极大地提高了设备的灵活性和图像采集的精确性。第一连接臂和第二连接臂的可调设计使得设备能够应对不同形状、不同尺寸的桥墩表面，确保全面、精准地进行缺陷检测。

(4)通过在安装架上设置与第一视觉采集装置结构相同的第二视觉采集装置，并利用第一连接臂、第二连接臂及相机的角度调整功能，实现对横系梁顶面、侧面及底面的全方位图像采集，从而提高横系梁表面检测精度，并实现桥墩与横系梁的同步缺陷检测，大大提高桥墩缺陷检测效率。

(5)通过设置定位组件，确保检测机构在沿桥墩表面下降时，定位组件上的导轮能够根据桥墩直径变化，始终自适应桥墩表面进行滚动，保证检测机构下降过程中稳定平滑，由此使得相机对桥墩表面图像采集稳定且清晰，保证桥墩表面检测精度。

(6)通过摆动组件的设置，利用第一摆臂、第二摆臂及两个转动电机实现了检测机构在水平方向上的灵活调节。该结构使得吊架能够精确地调整开口方向，确保环抱装置能够准确地环绕不同桥墩，特别是带有横系梁的桥墩。通过这种多角度的调整，检测机构能够适应复杂的桥墩结构，确保检测过程的全面性与精准性，满足多种桥墩表面缺陷检测需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明公开的桥墩表面缺陷检测设备第一视角立体结构示意图；

图2为本发明公开的桥墩表面缺陷检测设备第二视角立体结构示意图；

图3为本发明公开的桥墩表面缺陷检测设备第三视角立体结构示意图；

图4为本发明公开的检测机构的立体结构示意图；

图5为本发明公开的检测机构的主视图；

图6为图1中A处局部放大图；

图7为图1中B处局部放大图；

图8为图5中C处局部放大图；

图9为本发明公开的检测机构对带有横系梁的桥墩检测状态示意图；

附图标记：

1、检测机构；11、环抱装置；111、弧形臂架；112、驱动组件；1121、连接臂架；1122、转动齿盘；1123、齿轮；1124、减速电机；113、安装架；12、第一视觉采集装置；121、第一连接臂；122、第二连接臂；123、相机；13、第二视觉采集装置；14、定位组件；141、伸缩元件；142、固定架；143、弹性件；144、导轮；2、吊装机构；21、吊架；211、操作空间；22、升降组件；221、吊绳；222、卷扬器；23、支撑组件；231、支撑架；232、安装座；24、摆动组件；241、第一摆臂；242、第二摆臂；243、第一转动电机；244、第二转动电机；3、控制系统；31、控制器；32、图像处理模块；33、无线传输模块；4、检修平台；Q、桥墩；H、横系梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2-5，本发明实施例公开了一种桥墩Q表面缺陷检测设备，包括检测机构1及吊装机构2。

其中，检测机构1包括环抱装置11及第一视觉采集装置12，环抱装置11包含弧形臂架111和驱动组件112，弧形臂架111对称设置有两条，用于相互配合围绕在圆形桥墩Q外周侧。驱动组件112分别连接弧形臂架111的两端，用于驱使两条弧形臂架111张开或合拢，驱动组件112通过控制弧形臂架111的开合，确保环抱装置11能够适应不同桥墩Q尺寸，且能顺利地对桥墩Q表面进行全方位覆盖。

第一视觉采集装置12设置有多个，且均匀布置在弧形臂架111上方，用于对圆形桥墩Q表面进行图像采集。通过将多个第一视觉采集装置12均匀分布在环抱装置11上，这些采集装置相互配合，能够实现对桥墩Q表面缺陷的全面扫描，避免盲区。

通过驱动组件112驱使两个弧形臂架111水平张开，使弧形臂架111开口大于桥墩Q的最大直径，然后将环抱装置11开口与桥墩Q对应，并水平移动检测机构1，使桥墩Q完全处于两个弧形臂架111之间，实现环抱装置11对桥墩Q进行环绕，此时，多个第一视觉采集装置12均匀对应桥墩Q外周面各个区域，实现对桥墩Q外表面全覆盖缺陷采集。

为了使检测机构1能够适应陆地和水上环境，本发明实施例通过吊装机构2来予以实现，具体的，吊装机构2包括吊架21、升降组件22、支撑组件23及摆动组件24。

支撑组件23用于和桥检车的检修平台4可拆卸固定连接，摆动组件24的一端与支撑组件23相连接，另一端与吊架21相连接，摆动组件24可驱使吊架21水平摆动，吊架21与弧形臂架111之间通过升降组件22相连接，升降组件22用于驱使检测机构1相对于吊架21上下平移。

在本实施例中，吊架21与环抱装置11通过升降组件22相连接，升降组件22能够驱使检测机构1沿垂直方向平移，从桥面下方向上或向下平移，完成桥墩Q从顶部到底部的完整检测，该设计使得检测设备能够有效覆盖整个桥墩Q的高度方向。

支撑组件23与桥检车的检修平台4可拆卸固定连接，确保设备稳固地与检修平台4联接。摆动组件24一端连接支撑组件23，另一端连接吊架21，能够驱使吊架21进行水平摆动。通过摆动组件24，检测设备可以灵活调整环抱装置11的开口方向，以适应桥墩Q位置的变化，确保环抱装置11能够顺利地围绕桥墩Q进行有效检测。

本发明公开的桥墩Q表面缺陷检测设备，由于设备与桥检车的检修平台4协同工作，桥检车的检修平台4提供稳定的支撑，凭借环抱装置11、视觉采集装置、吊架21、升降组件22和摆动组件24的巧妙结合，实现了水面和陆地桥墩Q的通用检测。其具备高效、灵活、稳定、全面的特点，能够克服传统检测方法的局限，适用于各种环境条件下的桥墩Q缺陷检测。

本发明还通过如下技术方案进行具体实现。

在发明的一些实施例中，参照附图1和6所示，本发明的检测设备还包括控制系统3，控制系统3设置在环抱装置11上，控制系统3包括控制器31、图像处理模块32及无线传输模块33。

其中，控制器31作为整个系统的中央控制单元，负责协调各个模块的工作，包括图像采集、数据处理、设备运动等。

图像处理模块32与第一视觉采集装置12电性连接，负责对采集到的桥墩Q表面图像进行处理，如图像汇总存储，可以实时将采集的图像在控制器31的控制下，经由无线传输模块33传输给无线控制终端。当然，本实施例的图像处理模块32不仅仅只是图像汇总存储，还包括缺陷识别、数据分析等。图像处理模块32能够提高检测精度，筛选出可能的缺陷区域，如裂缝、腐蚀等缺陷，并将处理结果传递给控制器31。

无线传输模块33，负责将检测过程中的数据、图像和操作指令无线传输到无线控制终端。通过无线通信，操作人员可以通过无线控制终端实时监控设备运行状态、检测进度和图像处理结果，提升了操作的灵活性和便捷性。

在本实施例中，无线传输模块33可以为移动通信模块、蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块、LoRa模块及NB-IoT模块中的任意一种或多种。无线控制终端可以是平板、计算机、手机、手持终端等任意一种可接受及操控设备。

图像处理模块32、无线传输模块33、升降组件22及摆动组件24均与控制器31电性连接，无线传输模块33与无线控制终端通信连接。确保所有的硬件组件能够通过控制器31统一管理和调度，升降组件22和摆动组件24的运动、环抱装置11的姿态调整等，都可以通过控制器31进行精确控制。无线控制终端与无线传输模块33通信连接，能够实现远程控制与数据传输，使得操作人员不必亲自接触设备，避免了直接操作时可能存在的危险，同时能够更好地在远程监控和调度设备。

通过引入控制系统3，进一步增强了桥墩Q表面缺陷检测设备的智能化和自动化水平。控制器31、图像处理模块32、无线传输模块33的配合，提升了设备的精准控制、实时数据传输和远程监控能力。这不仅优化了检测过程，提高了作业效率，还提高了操作安全性，特别是在复杂环境中，如水面桥墩Q检测时，操作人员能够避免直接接触设备，通过远程控制实现更加便捷和安全的操作。

作为一些较佳实施方式，参照附图4和5所示，本实施例的第一视觉采集装置12包括第一连接臂121、第二连接臂122及相机123。第一连接臂121的下端与弧形臂架111顶面相连接，第一连接臂121的上端与第二连接臂122的下端相连接，相机123与第二连接臂122的上端相连接。

第一连接臂121可相对于弧形臂架111朝环抱装置11中心轴方向摆动，第二连接臂122可相对于第一连接臂121朝环抱装置11中心轴方向摆动，相机123可相对于第二连接臂122朝环抱装置11中心轴方向摆动。

通过第一连接臂121和第二连接臂122的可调性，相机123可以在多个方向上调整，能够覆盖到桥墩Q的不同位置和角度。这种设计不仅适应了桥墩Q的不同形状，还能在复杂环境中提高采集图像的质量，确保无盲区。当第一连接臂121和第二连接臂122均保持竖直状态时，相机123处于最高位，当第一连接臂121和第二连接臂122之间发生摆动时，相机123的高度将发生变化，同时相机123距离桥墩Q的水平间距也跟随发生变化，从而能够根据需要进行灵活调节。

由于相机123、第一连接臂121和第二连接臂122都能进行角度调整，第一视觉采集装置12可以针对不同的桥墩Q形状(如有弯曲或不规则表面的桥墩Q)进行灵活调节，确保每个区域的图像都能被有效采集。这对于一些复杂形状的桥墩Q尤为重要，能够确保检测结果的全面性。另外，相机123能够相对于第二连接臂122摆动，使得图像采集角度更加灵活且精准。相机123的这种角度调整，能确保对桥墩Q表面不同位置进行全面扫描，避免了因图像角度不当而导致的缺陷漏检问题。

相机123与图像处理模块32电性连接，相机123所采集的图像可以实时传输给图像处理模块32，并经无线传输模块33传输到无线控制终端，可以通过图像处理模组直接进行实时数据处理，来快速识别出桥墩Q表面的缺陷，如裂缝、腐蚀、剥落等。也可以通过无线控制终端先采集图像信息后，再进行分析。这一过程不仅提高了检测的效率，还保证了缺陷检测的准确性和及时性。

本发明通过优化第一视觉采集装置12的结构，使得相机123可以在多个方向上进行摆动，极大地提高了设备的灵活性和图像采集的精确性。第一连接臂121和第二连接臂122的可调设计使得设备能够应对不同形状、不同尺寸的桥墩Q表面，确保全面、精准地进行缺陷检测。

上述实施例所涉及的桥墩Q表面缺陷检测设备可以对桥面下方的圆形桥墩Q在高度方向进行全面缺陷检测，在一些桥梁建设中，还有一些桥墩Q结构，其是在两个桥墩Q之间设置横系梁H，从而对桥墩Q径向方向进行加强，横系梁H与桥墩Q的连接处是结构应力集中的区域，通常在桥梁检测时，必须确保横系梁H的表面也得到全面的检测。

通常情况下，两条桥墩Q之间沿高度方向会设置多条横系梁H，为了实现桥墩Q和横系梁H同步表面缺陷检测，本实施例还设置了如下技术方案。

具体的，参照附图4和9所示，环抱装置11还包括安装架113，安装架113固定设置于弧形臂架111远离驱动组件112的一端，安装架113上设置有与第一视觉采集装置12结构相同的第二视觉采集装置13，第二视觉采集装置13与图像处理模块32电性连接，用于对横系梁H表面进行图像采集。

安装架113的位置处于两个弧形臂架111开口处，一方面供桥墩Q越过开口进入到两个弧形臂架111之间，另一方面，当桥墩Q完全进入到两个弧形臂架111之间后，两个弧形臂架111合拢，此时在检测机构1向下移动时，安装架113可以和横系梁H端部进行对应，此时安装架113的位置得第二视觉采集装置13能够对横系梁H表面进行缺陷采集，由于第二视觉采集装置13和第一视觉采集装置12的结构相同，使得第二视觉采集装置13能够灵活对横系梁H检测位置进行调整，提高对横系梁H表面检测精度。

值得注意的是，第二视觉采集装置13也具备第一连接臂121、第二连接臂122及相机123，这样以来，通过第一连接臂121、第二连接臂122及相机123相互配合进行角度调整，可以实现对横系梁H的顶面、侧面及底面均进行图像采集，两个安装架113上的第二视觉采集装置13对称设置，这样一来，可以对整个横系梁H的四个表面均进行图像采集。

当然，由于第一连接臂121、第二连接臂122及相机123所覆盖的横系梁H长度范围有限，可以在完成一条桥墩Q加一半横系梁H检测后，再完成另一条桥墩Q与剩下一半横系梁H的检测，从而实现对两条带有横系梁H的桥墩Q进行同步检测。

通过安装架113上设置与第一视觉采集装置12结构相同的第二视觉采集装置13，并利用第一连接臂121、第二连接臂122及相机123的角度调整功能，实现对横系梁H顶面、侧面及底面的全方位图像采集，从而提高横系梁H表面检测精度，并实现桥墩Q与横系梁H的同步缺陷检测，大大提高桥墩Q缺陷检测效率。

由于环抱装置11仅仅是环绕在桥墩Q外周侧，并非对桥墩Q进行夹持，当两条弧形臂架111合拢后，弧形臂架111与桥墩Q之间是存在空隙的，在整个检测机构1沿桥墩Q下降过程中，会存在检测机构1摇晃的情形，从而导致相机123采集的图像不稳定，不清晰，影响检测精度，也便于缺陷的精准检测。

为此，本实施例对检测机构1进一步进行了结构设置，并引入了定位组件14，定位组件14设置有多个，多个定位组件14均匀分布在环抱装置11上，参照附图1、4及6所示，定位组件14包括伸缩元件141、固定架142及弹性件143。

伸缩元件141的固定端固定设置于环抱装置11中，伸缩元件141的伸缩端朝环抱装置11的中心水平延伸，伸缩元件141与控制器31电性连接。

固定架142的中心与伸缩元件141的伸缩端转动连接，固定架142可相对于伸缩元件141的伸缩端朝环抱装置11的中心轴线方向摆动，固定架142的上下两端设置有可沿圆形桥墩Q表面轴向方向滚动的导轮144；弹性件143的一端与伸缩元件141的伸缩端固定连接，另一端与固定架142的上端相抵接。

采用上述技术方案，当环抱装置11环绕在桥墩Q上部外周面后，通过控制器31发出控制信号，来驱使伸缩元件141的伸缩端伸长，从而使固定架142上的导轮144与桥墩Q表面接触，该过程判定导轮144与桥墩Q表面接触的方式，可以通过在初始阶段，利用相机123获取导轮144接触桥墩Q的图像实现，也可以在伸缩元件141的伸缩端和固定架142之间设置压力传感器，当压力传感器获取压力信号大于预设阀值时，说明导轮144已经和桥墩Q表面接触。整个检测机构1在沿桥墩Q高度方向下降时，由于桥墩Q的直径可能存在变化，通过弹性件143的设置，使得固定架142能够相对于伸缩元件141的伸缩端进行转动，从而使固定架142上下两侧的导轮144始终与桥墩Q表面进行接触，确保检测机构1在沿桥墩Q表面下降时，导轮144能够根据桥墩Q直径变化，始终自适应桥墩Q表面进行滚动，保证检测机构1下降过程中稳定平滑，由此使得相机123对桥墩Q表面图像采集稳定且清晰，保证桥墩Q表面检测精度。

为了实现两条弧形臂架111开合，本实施例示出了驱动组件112一种较佳结构方式，具体的，参展附图4、5及8所示，驱动组件112包括连接臂架1121、转动齿盘1122、齿轮1123及减速电机1124，连接臂架1121的两端分别与弧形臂架111的一端转动连接，转动齿盘1122固定设置于弧形臂架111端部，且转动齿盘1122与连接臂架1121和弧形臂架111的转轴同轴，减速电机1124固定设置于连接臂架1121中，减速电机1124的输出轴通过齿轮1123与转动齿盘1122啮合连接，减速电机1124与控制器31电性连接。

采用这样的方案，通过减速电机1124驱使齿轮1123转动，齿轮1123与转动齿盘1122啮合转动，转动齿盘1122在转动过程中带动弧形臂架111相对于连接臂架1121进行转动，从而调整两个弧形臂架111的开合。

在本实施例中，参照附图2所示，吊架21具有供桥墩Q进入的操作空间211，操作空间211的开口方向和两个弧形臂架111的开口方向一致，升降组件22在吊架21和环抱装置11之间均匀设置有多组，升降组件22包括吊绳221及卷扬器222，卷扬器222固定设置于弧形臂架111中，吊绳221的一端与吊架21固定连接，另一端与卷扬器222相连接，卷扬器222与控制器31电性连接。

采用上述技术方案，初始状态下，在卷扬器222的作用下，吊绳221将整个检测机构1吊装到吊架21正下方，确保检测机构1和吊架21之间尽可能的小的间距，当环抱装置11环绕到待测桥墩Q外周侧后，卷扬器222释放吊绳221，整个检测机构1在重力的作用下沿桥墩Q高度方向由上往下移动，并在视觉采集装置的作用下，完成桥墩Q高度方向的全面检测。

本实施例示出了摆动组件24一种较佳结构方式，具体的，参照附图1-3所示，摆动组件24包括第一摆臂241、第二摆臂242、第一转动电机243及第二转动电机244。

第一摆臂241的一端与支撑组件23固定连接，支撑组件23可以为设备提供基础的支撑作用，确保摆动组件24的稳定性。支撑组件23的作用是将摆动组件24与设备的其他部分连接起来，使得整个装置能够协调运作。

第一摆臂241的另一端与第二摆臂242的一端通过第一转动电机243转动连接，第一转动电机243用于驱使第二摆臂242相对于第一摆臂241在水平方向摆动，此连接设计使得第一摆臂241和第二摆臂242之间可以相对运动，确保第二摆臂242、吊架21及检测机构1整体可以在水平方向上调整姿态。

第二摆臂242远离第一摆臂241的一端与吊架21之间通过第二转动电机244转动连接，第二转动电机244用于驱使吊架21相对于第二摆臂242在水平方向摆动，通过吊架21相对于第二摆臂242水平摆动，可以调整吊架21的开口方向，由于吊架21的开口方向和弧形臂架111的开口方向一致，这样以来，当本发明的检测机构1通过吊装机构2安装到桥检车的检修平台4上后，检修平台4携带整个检测设备移动到桥面下部，由于桥面底部宽度方向上排布有多根桥墩Q，当检修平台4移动到位后，需要通过第二摆臂242和吊架21协同在水平方向进行摆动，从而能够灵活的将吊架21的开口和桥墩Q对应，便于环抱装置11能够准确的环绕在桥墩Q外侧。

对于带有横系梁H的桥墩Q而言，通过第二摆臂242和吊架21能够在水平方向进行摆动，使得整个检测机构1具备多角度调整，从而能够在环抱装置11环绕桥墩Q后，环抱装置11上的第二视觉采集装置13能够和横系梁H对应，从而实现带有横系梁H桥墩Q的检测需求。

在本实施例中，第一转动电机243、第二转动电机244均与控制器31电性连接。第一转动电机243与第二转动电机244由控制器31控制，实现了设备在检测过程中的自动调节，减少了人工干预和操作难度。控制器31通过电信号精确控制电机，使得摆动组件24能够根据需要进行快速而精确的调整，提升了设备的自动化程度，进一步提高了检测效率。

通过摆动组件24的设置，利用第一摆臂241、第二摆臂242及两个转动电机实现了检测机构1在水平方向上的灵活调节。该结构使得吊架21能够精确地调整开口方向，确保环抱装置11能够准确地环绕不同桥墩Q，特别是带有横系梁H的桥墩Q。通过这种多角度的调整，检测机构1能够适应复杂的桥墩Q结构，确保检测过程的全面性与精准性，满足多种桥墩Q表面缺陷检测需求。

在本实施例中，参照附图1-3所示，支撑组件23包括支撑架231及安装座232，支撑架231通过安装座232与检修平台4可拆卸连接，第一摆臂241远离第二摆臂242的一端与支撑架231固定连接。通过支撑架231与检修平台4可拆卸连接，这样以来，整个缺陷检测设备可以方便和桥检车的检修平台4进行灵活的安装或拆卸，使用更加方便，无需额外配置牵引车或其它机械臂等装置，使桥墩Q检测设备能够和桥检车进行联用，从而更加灵活便捷的在桥面上完成桥墩Q的检测，且不受陆地和水上环境的影响，适应性强。

本发明还公开了一种桥墩Q表面缺陷检测方法，其利用了上述实施例所述的桥墩Q表面缺陷检测设备，包括步骤如下：

S1、将桥墩Q表面缺陷检测设备通过支撑组件23安装在桥检车的检修平台4上，并通过检修平台4带动桥墩Q表面检测设备移动至桥面下方；该步骤是通过检修车的执行机构驱使检修平台4移动到桥面底部，在检修平台4的带动下，整个桥墩Q表面缺陷检测设备同步移动到桥面底部。

S2、将两条弧形臂架111张开，通过摆动组件24调整检测机构1的位置，使两条弧形臂架111环抱待检测桥墩Q的上部；在此步骤中，弧形臂架111会被展开，以适应不同大小的桥墩Q。

S3、通过升降组件22控制检测机构1下降，使检测机构1沿桥墩Q从上往下移动，在移动过程中，通过第一视觉采集装置12采集桥墩Q表面的图像信息，并将图像信息实时传输到无线终端，便于对桥墩Q表面缺陷进行检测分析。

在该步骤中，当桥墩Q带有横系梁H时，可通过第二视觉采集装置13采集横系梁H表面的图像信息，从而同步实现桥墩Q及横系梁H全面缺陷检测。

S4、完成当前桥墩Q表面检测后，使环抱装置11脱离桥墩Q，通过升降组件22将检测机构1提升至吊架21下方，再进行下一个桥墩Q的表面检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (6)

1.一种桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于，包括:

检测机构(1)，包括环抱装置(11)及第一视觉采集装置(12)，所述环抱装置(11)包括弧形臂架(111)及驱动组件(112)，所述弧形臂架(111)对称设置有两条，用于相互配合围绕在圆形桥墩(Q)外周侧，所述驱动组件(112)分别连接弧形臂架(111)的两端，用于驱使两条弧形臂架(111)张开或合拢，所述第一视觉采集装置(12)设置有多个，且均匀布置在弧形臂架(111)上方，用于对圆形桥墩(Q)表面进行图像采集；

吊装机构(2)，包括吊架(21)、升降组件(22)、支撑组件(23)及摆动组件(24)，所述支撑组件(23)用于和桥检车的检修平台(4)可拆卸固定连接，摆动组件(24)的一端与支撑组件(23)相连接，另一端与吊架(21)相连接，摆动组件(24)可驱使吊架(21)水平摆动，吊架(21)与弧形臂架(111)之间通过升降组件(22)相连接，升降组件(22)用于驱使检测机构(1)相对于吊架(21)上下平移；

还包括设置在环抱装置(11)上的控制系统(3)，所述控制系统(3)包括控制器(31)、图像处理模块(32)及无线传输模块(33)，所述图像处理模块(32)与第一视觉采集装置(12)电性连接，图像处理模块(32)、无线传输模块(33)、升降组件(22)及摆动组件(24)均与控制器(31)电性连接，无线传输模块(33)与无线控制终端通信连接；

所述第一视觉采集装置(12)包括第一连接臂(121)、第二连接臂(122)及相机(123)；

所述第一连接臂(121)的下端与弧形臂架(111)顶面相连接，第一连接臂(121)的上端与第二连接臂(122)的下端相连接，相机(123)与第二连接臂(122)的上端相连接；

第一连接臂(121)可相对于弧形臂架(111)朝环抱装置(11)中心轴方向摆动，第二连接臂(122)可相对于第一连接臂(121)朝环抱装置(11)中心轴方向摆动，相机(123)可相对于第二连接臂(122)朝环抱装置(11)中心轴方向摆动，相机(123)与图像处理模块(32)电性连接；

所述检测机构(1)还包括多个定位组件(14)，多个定位组件(14)均匀分布在环抱装置(11)上，所述定位组件(14)包括伸缩元件(141)、固定架(142)及弹性件(143)；

所述伸缩元件(141)的固定端固定设置于环抱装置(11)中，伸缩元件(141)的伸缩端朝环抱装置(11)的中心水平延伸，伸缩元件(141)与控制器(31)电性连接；

固定架(142)的中心与伸缩元件(141)的伸缩端转动连接，固定架(142)可相对于伸缩元件(141)的伸缩端朝环抱装置(11)的中心轴线方向摆动，固定架(142)的上下两端设置有可沿圆形桥墩(Q)表面轴向方向滚动的导轮(144)；

弹性件(143)的一端与伸缩元件(141)的伸缩端固定连接，另一端与固定架(142)的上端相抵接；

所述摆动组件(24)包括第一摆臂(241)、第二摆臂(242)、第一转动电机(243)及第二转动电机(244)；

所述第一摆臂(241)的一端与支撑组件(23)固定连接，第一摆臂(241)的另一端与第二摆臂(242)的一端通过第一转动电机(243)转动连接，第一转动电机(243)用于驱使第二摆臂(242)相对于第一摆臂(241)在水平方向摆动；

第二摆臂(242)远离第一摆臂(241)的一端与吊架(21)之间通过第二转动电机(244)转动连接，第二转动电机(244)用于驱使吊架(21)相对于第二摆臂(242)在水平方向摆动；

第一转动电机(243)、第二转动电机(244)均与控制器(31)电性连接。

2.如权利要求1所述的桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于：所述环抱装置(11)还包括安装架(113)，所述安装架(113)固定设置于弧形臂架(111)远离驱动组件(112)的一端，所述安装架(113)上设置有与第一视觉采集装置(12)结构相同的第二视觉采集装置(13)，所述第二视觉采集装置(13)与图像处理模块(32)电性连接，用于对横系梁(H)表面进行图像采集。

3.如权利要求1所述的桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于：所述驱动组件(112)包括连接臂架(1121)、转动齿盘(1122)、齿轮(1123)及减速电机(1124)；

连接臂架(1121)的两端分别与弧形臂架(111)的一端转动连接；

转动齿盘(1122)固定设置于弧形臂架(111)端部，且转动齿盘(1122)与连接臂架(1121)和弧形臂架(111)的转轴同轴；

减速电机(1124)固定设置于连接臂架(1121)中，减速电机(1124)的输出轴通过齿轮(1123)与转动齿盘(1122)啮合连接，减速电机(1124)与控制器(31)电性连接。

4.如权利要求1所述的桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于：所述吊架(21)具有供桥墩(Q)进入的操作空间(211)，所述操作空间(211)的开口方向和两个弧形臂架(111)的开口方向一致，所述升降组件(22)在吊架(21)和环抱装置(11)之间均匀设置有多组，升降组件(22)包括吊绳(221)及卷扬器(222)，所述卷扬器(222)固定设置于弧形臂架(111)中，吊绳(221)的一端与吊架(21)固定连接，另一端与卷扬器(222)相连接，卷扬器(222)与控制器(31)电性连接。

5.如权利要求4所述的桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于：所述支撑组件(23)包括支撑架(231)及安装座(232)，所述支撑架(231)通过安装座(232)与检修平台(4)可拆卸连接，第一摆臂(241)远离第二摆臂(242)的一端与支撑架(231)固定连接。

6.一种桥墩表面缺陷检测方法，其利用了如权利要求1至5任一项所述的桥墩表面缺陷检测设备，其特征在于，包括步骤如下：

S1、将桥墩表面缺陷检测设备通过支撑组件(23)安装在桥检车的检修平台(4)上，并通过检修平台(4)带动桥墩(Q)表面检测设备移动至桥面下方；

S2、将两条弧形臂架(111)张开，通过摆动组件(24)调整检测机构(1)的位置，使两条弧形臂架(111)环抱待检测桥墩(Q)的上部；

S3、通过升降组件(22)控制检测机构(1)下降，使检测机构(1)沿桥墩(Q)从上往下移动，在移动过程中，通过第一视觉采集装置(12)采集桥墩(Q)表面的图像信息，并将图像信息实时传输到无线控制终端，便于对桥墩(Q)表面缺陷进行检测分析；

S4、完成当前桥墩(Q)表面检测后，使环抱装置(11)脱离桥墩(Q)，升降组件(22)将检测机构(1)提升至吊架(21)下方，再进行下一个桥墩(Q)的表面检测。