CN207147989U - 斜拉索表观缺陷检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种斜拉索表观缺陷检测系统。它包括爬升系统和视觉检测系统，所述爬升系统包括三个主动轮，分别由两个步进电机驱动，使三个主动轮包裹住斜拉索，产生足够的摩擦力，所述视觉检测系统包括整体框架和摄像系统，摄像系统安装在整体框架内，构造出能够清楚显示出斜拉索缺陷的光照环境，封闭的环境很好的保护了本地的光照情况，避免了外在光线的干扰，提高了图像缺陷识别的效率。本实用新型具有成本低、操作简单、结构新颖、紧凑、自适应能力强、缺陷识别准确度高、数据易于保存等显著特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测系统，尤其涉及一种斜拉索表观缺陷检测系统。
背景技术
斜拉索是斜拉桥的主要承重部分，其造价约占全桥造价25%~30%，但斜拉索也是斜拉桥最易损的结构构件。由于斜拉索长期处于露天服役状态，经风吹雨淋日晒，其聚乙烯护套会产生不同程度的硬化、开裂现象，从而使护套内的钢丝束发生腐蚀。另外，斜拉索的振动也会引起钢丝的磨损。上述这些不利因素都会影响斜拉索的使用寿命，给斜拉桥的正常使用埋下严重的隐患。为减少斜拉桥斜拉索的维护费用，提高斜拉索的使用寿命，对在役斜拉索进行定期的检测、维护是十分必要的。
当前对于斜拉索的表观状况检测基本上没有先进工艺可寻，常规检查方法有：
（1）远距离人工目测
通过望远镜、带长焦镜头的摄像机来完成斜拉索的表观病害检查，这种人工目测法费时、费力，且往往受观测位置和准确度的影响而存在一定的应用局限性。
（2）搭设支架或登高车
工作人员通过搭设支架或采用登高车等机械设备靠近斜拉索表面进行近距离的表观检查和清洁维护。但该方法仅对斜拉索较少、桥塔不高的部分斜拉桥适用，且成本高，效率低、存在较大的安全隐患。
（3）吊篮辅助检测
由塔顶设立定滑轮吊点，用卷扬机经钢丝绳带动小车及载人和涂料的吊篮由人在高空对全部缆索实行了全面检查和维护。此法可满足斜拉索的日常检查维护，且可进行PE管的维修工作，整体效果较好，但整个设备复杂，检查费用巨大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出了一种斜拉索表观缺陷检测系统，该系统具有自适应能力强、缺陷识别准确度高、数据易于保存等显著特点，解决了上述人工检测的不足。
本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种斜拉索表观缺陷检测系统，它包括爬升系统和视觉检测系统；
所述爬升系统上端有第一主动轮和第二主动轮，下端有第三主动轮，第一主动轮和第二主动轮由第一步进电机驱动，第三主动轮由第二步进电机驱动，所述爬升系统下端有第一驱动轮、第二驱动轮，第二步进电机驱动第一驱动轮、第二驱动轮，第一驱动轮、第二驱动轮通过杠杆机构向内侧产生正压力，使第一主动轮、第二主动轮和第三主动轮包裹住斜拉索，产生足够的摩擦力；
所述视觉检测系统包括整体框架和摄像系统，摄像系统包括高端工控机、第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机，还包括第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源，所述第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机平均分布于斜拉索柱体检测面的四周，所拍摄图像能够360°覆盖斜拉索表面，所述第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源与斜拉索柱体检侧面夹角分别为45°。
所述第一驱动轮、第二驱动轮是由铝合金轮毂和外包覆橡胶组成。
所述爬升系统采用自适应直径变化机构。
所述摄像系统固定在整体框架内，第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源为暗箱内设置固定光源。
本实用新型的积极效果是：本实用新型提出的斜拉索表观缺陷检测系统，具备结构新颖、紧凑、自适应能力强、缺陷识别准确度高、数据易于保存等显著特点，解决了上述人工检测的不足。
附图说明
图1是本实用新型实施例的总体结构装配示意图。
图2是本实用新型实施例的爬升系统示意图；
图3是本实用新型实施例的爬升系统立体机构示意图；
图4是本实用新型实施例的视觉检测系统示意图。
图5是本实用新型实施例的视觉检测系统示意图。
图中：
1.爬升系统 2.视觉检测系统 3.整体框架 4.摄像系统 5.斜拉索11.第一主动轮12.第二主动轮 13.第三主动轮 14.第一步进电机 15.第二步进电机 16.第一驱动轮 17.第二驱动轮 41.高端工控机 42.第一工业相机 43.第二工业相机 44.第三工业相机 45.第四工业相机 46.第一红色LED条形光源 47.第二红色LED条形光源 48.第三红色LED条形光源 49.第四红色LED条形光源
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型具体实施作进一步的描述：
图1是本实用新型实施例的总体结构装配示意图，图4、图5是本实用新型实施例的视觉检测系统示意图。
一种斜拉索表观缺陷检测系统，它包括爬升系统和视觉检测系统；
所述爬升系统上端有第一主动轮和第二主动轮，下端有第三主动轮，第一主动轮和第二主动轮由第一步进电机驱动，第三主动轮由第二步进电机驱动，所述爬升系统下端有第一驱动轮、第二驱动轮，第二步进电机驱动第一驱动轮、第二驱动轮，第一驱动轮、第二驱动轮通过杠杆机构向内侧产生正压力，使第一主动轮、第二主动轮和第三主动轮包裹住斜拉索，产生足够的摩擦力；
所述视觉检测系统包括整体框架和摄像系统，摄像系统包括高端工控机、第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机，还包括第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源，所述第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机平均分布于斜拉索柱体检测面的四周，所拍摄图像能够360°覆盖斜拉索表面，所述第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源与斜拉索柱体检侧面夹角分别为45°。
所述摄像系统固定在整体框架内，第一红色LED条形光源、第二红色LED条形光源、第三红色LED条形光源、第四红色LED条形光源为暗箱内设置固定光源。
所述爬升系统采用自适应直径变化机构适用于不同直径的斜拉索检测场景，同时，爬升和下降过程中不会出现卡死或者打滑现象，由于爬升过程中受到风力的影响，爬升系统可能会出现重心移动和偏转的情况，传统的做法是加装重力锤，本系统把电池、控制器等部件放在整机的下半位置，使整机的重心不在斜拉索直径方位内，因此能保证一种稳定姿态运行，不会发生反转问题；所述爬升系统使机器人适合在各种特定形状的斜拉索上登高，且有足够大的驱动能力，以克服爬升机构本身自重，并能承载一定负荷的检测装置，另一方面，对于因大桥过往车辆和河面高处大风等引起的斜拉索振动，以及斜拉索自身具有的大倾斜度和挠度，系统都能正常、安全地完成现场的检测作业；通过爬升系统解决了现有技术中搭设支架，采用登高车，或者吊篮等成本高、效率低、安全隐患大的缺点。
所述视觉检测系统包括整体框架和摄像系统，摄像系统由直流电源、高端工控机、工业相机、LED专业光源构成，且保证所拍摄图像能够360°覆盖斜拉索表面，整个摄像系统固定在一个整体框架内，且表面封闭，另外，摄像系统中采用暗箱内设置固定光源，通过LED条形光源相对与检测面45°夹角的打光，构造出能够清楚显示出斜拉索缺陷的光照环境，封闭的环境很好的保护了本地的光照情况，避免了外在光线的干扰，提高了图像缺陷识别的效率。
斜拉索表观检测装置工作时，通过无线遥控主控制器实现爬升系统的爬升和停止，摄像系统同时进行斜拉索表观图像的拍摄工作，相机采用高帧率CCD相机，确保图像的高质量，避免因为速度而产生的拖影模糊等情况，通过网口通信，工业相机将图像传给工控机，工控机的控制系统将拍摄的图像根据不同相机、不同时间分类自动保存在外接USB存储盘中。
图2是本实用新型实施例的爬升系统示意图；
图3是本实用新型实施例的爬升系统立体机构示意图；
所述第一驱动轮、第二驱动轮是由铝合金轮毂和外包覆橡胶组成。
所述爬升系统采用自适应直径变化机构。
爬升系统采用自适应直径变化机构能够适用于不同直径的斜拉索检测场景，体现了自适应能力强的特点。
本专利解决了当前斜拉索表观检测中需要借助成本较大的但效率较低的辅助设备来进行靠近检测的难题，该爬升系统能够自动爬升和下降，并通过视觉检测系统记录斜拉索表面的相关缺陷，大大提高了检测效率，本实用新型的一个显著特点是具有广泛的适应性，能够满足国内几乎绝大部分不同直径、不同角度斜拉索的表观检测要求，同时，本装置操作简单，现场检测过程方便，无需外接电源和其他辅助机械设备，且安全性高。
上述实例并不构成对本实用新型的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种斜拉索表观缺陷检测系统，其特征在于，它包括爬升系统（1）和视觉检测系统（2）；
所述爬升系统上端有第一主动轮（11）和第二主动轮（12），下端有第三主动轮（13），第一主动轮（11）和第二主动轮（12）由第一步进电机（14）驱动，第三主动轮（13）由第二步进电机（15）驱动，所述爬升系统下端有第一驱动轮（16）、第二驱动轮（17），第二步进电机（15）驱动第一驱动轮（16）、第二驱动轮（17），第一驱动轮（16）、第二驱动轮（17）通过杠杆机构向内侧产生正压力，使第一主动轮（11）、第二主动轮（12）和第三主动轮（13）包裹住斜拉索（5），产生足够的摩擦力；
所述视觉检测系统（2）包括整体框架（3）和摄像系统（4），摄像系统（4）包括高端工控机（41）、第一工业相机（42）、第二工业相机（43）、第三工业相机（44）、第四工业相机（45），还包括第一红色LED条形光源（46）、第二红色LED条形光源（47）、第三红色LED条形光源（48）、第四红色LED条形光源（49），所述第一工业相机（42）、第二工业相机（43）、第三工业相机（44）、第四工业相机（45）平均分布于斜拉索（5）柱体检测面的四周，所拍摄图像能够360°覆盖斜拉索表面，所述第一红色LED条形光源（46）、第二红色LED条形光源（47）、第三红色LED条形光源（48）、第四红色LED条形光源（49）与斜拉索（5）柱体检侧面夹角分别为45°。
2.根据权利要求1所述的斜拉索表观缺陷检测系统，其特征在于，所述第一驱动轮（16）、第二驱动轮（17）是由铝合金轮毂和外包覆橡胶组成。
3.根据权利要求1所述的斜拉索表观缺陷检测系统，其特征在于，所述爬升系统（1）采用自适应直径变化机构。
4.根据权利要求1所述的斜拉索表观缺陷检测系统，其特征在于，所述摄像系统（4）固定在整体框架（3）内，第一红色LED条形光源（46）、第二红色LED条形光源（47）、第三红色LED条形光源（48）、第四红色LED条形光源（49）为暗箱内设置固定光源。
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