CN210953869U - 一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土木工程结构检测技术领域，具体涉及一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，包括：移动单元包括用于套设于斜拉索上的套筒部，以及固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的若干根支承杆；支承杆朝向套筒部中轴线方向的一端具有滚轮，使得套筒部套设于斜拉索上时能够通过滚轮与斜拉索滚动接触并能够通过支承杆提供支撑；动力单元用于带动支承杆上的滚轮在斜拉索上运动；检测单元包括设于套筒部上的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件。本实用新型中的检测信息采集装置能够沿着斜拉索运动且能够同步采集斜拉索的表面病害数据和内部病害数据，从而能够提升检测信息采集装置的使用效果。

Description

一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构检测技术领域，具体涉及一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置。

背景技术

随着现代桥梁技术的不断发展，斜拉桥、悬索桥等大跨度桥梁已逐渐成为现代桥梁的主要桥型。拉索系统作为大跨度桥梁最主要的承载部件之一，是索类桥梁的生命索，其可靠性、耐久性、适应性将直接影响桥梁安全运营和使用寿命。由于拉索系统长期承受交变载荷并暴露于自然环境中，索内钢丝极易遭受环境腐蚀，发生腐蚀或断丝破坏，进而导致整个缆索的承载失效，影响桥梁的安全运营。为确保缆索结构服役期间的安全，应对缆索钢丝损伤进行定期的病害检测。

现有技术中对桥梁拉索伤损的检测方法主要包括：(1)通过爬行机器人对拉索进行拍照分析。这种方法存在极大的检测漏洞，不能全方位的获取拉索外截面的准确信息，自然对桥梁和高塔的拉索健康状况无法准确的管理；(2)运用电磁探伤装置对桥梁拉索进行无损检测。这种方法利用多个励磁线圈和探测线圈探测拉索断丝处漏磁磁通来检测拉索的损伤状态，这种检测方式的电磁系统和机械装置比较复杂，同时对于多股钢缆组合而成的拉索探伤容易出现错判，尤其是对拉索护套的损伤无能为力，而拉索护套的破裂和变形最能反应拉索的健康情况。

针对上述问题，公开号为CN109668538A的中国专利公开了一种检测桥梁拉索外形截面形状的检测仪，包括爬行机器人、过渡套、回转支座、回转套、测距传感器，爬行机器人位于被检测的桥梁拉索筒上，过渡套采用两个同径的半圆方式同轴装在爬行机器人上，回转支座与过渡套固定连接；回转套以两个半圆的结构形式包裹住若干个圆周分布的滚柱，回转套可以围绕桥梁拉索筒正反旋转；测距传感器位于回转套上，用于测量桥梁拉索筒的截面形状。

上述方案中，将检测信息采集装置（检测仪）穿过被检测的拉索，使得满足了无死角检测采集的要求。上述现有方案中的检测仪也是一种检测信息采集装置，其还一般会与外部处理终端连接，用于将采集的数据传送给处理终端以进行计算。但是，斜拉索的病害包括表面病害和内部病害，而现有方案中的检测信息采集装置只能采集斜拉索的表面病害数据，而不能采集到斜拉索内部的病害数据，使得对斜拉索病害检测效果不好；而为了采集斜拉索的内部病害数据，就只得增设用于采集内部病害数据的其他装置，一方面，这使得采集装置（表面采集装置和内部采集装置）整体结构复杂，且两个装置同时在斜拉索上工作很难以管理，导致采集装置的使用效果不好；另一方面，两个装置分别工作，使得内部病害数据和表面病害数据采集难以同步进行，还需要对采集的数据进行额外的同步计算，才能将采集的表面病害数据和内部病害数据同步，这不利于斜拉索的损伤检测，还使得数据采集过程繁琐，导致采集装置的使用效果不好。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够沿着斜拉索运动且能够同步采集斜拉索的表面病害数据和内部病害数据的检测信息采集装置，以能够提升检测信息采集装置的使用效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，包括移动单元、动力单元和检测单元；

所述移动单元包括用于套设于斜拉索上的套筒部，以及固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的若干根支承杆；所述支承杆朝向套筒部中轴线方向的一端具有滚轮，使得所述套筒部套设于斜拉索上时能够通过滚轮与斜拉索滚动接触并能够通过所述支承杆提供支撑；

所述动力单元用于带动支承杆上的滚轮在斜拉索上运动；

所述检测单元包括设于套筒部上的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件；所述磁信号采集组件和图像采集组件分别用于采集斜拉索的磁信号数据和表面图像数据；所述磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端均与数据传输组件的信号输入端信号连接，使得能够将采集的斜拉索磁信号数据和表面图像数据传输给数据传输组件。

本方案中，检测信息采集装置的检测单元包括磁信号采集组件和图像采集组件，能够分别用于采集斜拉索的磁信号数据（相当于斜拉索内部病害数据）和表面图像数据（相当于斜拉索的表面病害数据），且检测信息采集装置的移动单元能够在动力单元的作用下沿拉索移动，使得检测单元能够沿着斜拉索同步采集表面病害数据和内部病害数据。这样，采集的斜拉索表面病害数据和内部病害数据不需再进行同步计算，能提升检测信息采集装置的使用效果。因此，本方案中的检测信息采集装置能够沿着斜拉索运动且能够同步采集斜拉索的表面病害数据和内部病害数据，从而能够提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述套筒部的侧壁是由外层套筒的侧壁和内层套筒的侧壁同轴间隔设置并围合形成的中空结构，所述检测单元的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件安装于所述中空结构中。

这样，外层套筒的侧壁和内层套筒的侧壁围合形成的中空结构，在保证支承杆连接稳定的前提下，减轻了套筒部整体重量（想要保持支承杆的连接稳定，就需要增加与套筒部侧壁的接触，就会增加套筒部侧壁的厚度；本方案中通过中空结构既增加了接触点，又减轻了重量），有利于检测信息采集装置的移动和运动，能够提升检测信息采集装置的使用效果；此外，将检测单元的磁信号采集组件和图像采集组件安装于内层套筒和外层套筒之间，能够更好的保护检测单元，同样有利于提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述套筒部包括两个同径且同轴安装的半圆套筒，两个半圆套筒的两侧对接部分别对应设有安装支耳，使得通过连接两个半圆套筒的安装支耳能够固定连接两个半圆套筒。

这样，套筒部的两个半圆套筒在安装时，通过同轴的方式安装，然后使用固定件连接即可（例如在支耳上设置螺纹，然后通过螺钉或螺杆将两个半圆套筒固定在一起），使得检测信息采集装置能够方便的安装，能提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述检测单元的磁信号采集组件和图像采集组件相对布置。

这样，相对布置的磁信号采集组件和图像采集组件能够更好的实现斜拉索同一位置的同步数据采集（能同步采集表面病害数据和内部病害数据），有利于提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述支承杆包括固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的支承杆本体，以及套设于支承杆本体朝向套筒部中轴线方向一端上的活动部，所述滚轮设于活动部上；所述活动部通过弹性件与支承杆本体固定连接。

这样，在活动部与支承杆本体之间设置弹性件，使得支承杆具有一定的活动空间，能够适用于不同尺寸的斜拉索，从而能够提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述磁信号采集组件包括安装于套筒部上的磁传感器，以及用于为磁传感器供电的第一供电模块；所述磁传感器的电能输入端与第一供电模块的电能输出端电连接。

这样，通过第一供电模块为磁传感器供电，使得能够通过磁传感器采集斜拉索的内部病害数据，与图像采集组件配合使用，有利于同步采集表面病害数据和内部病害数据，能提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述图像采集组件包括安装于套筒部上的摄像头，以及用于为摄像头供电的第二供电模块；所述摄像头的电能输入端与第二供电模块的电能输出端电连接；所述摄像头穿过套筒部侧壁，且能够对斜拉索的表面进行拍摄，以采集斜拉索的表面图像数据。

这样，通过第二供电模块为摄像头供电，使得能够通过摄像头采集斜拉索的表面病害数据，与磁信号采集组件配合使用，有利于同步采集表面病害数据和内部病害数据，能提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述数据传输组件的信号输入端分别与磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端信号连接，且数据传输组件的信号输出端与外部处理终端的信号输入端信号连接，用于将斜拉索的磁信号数据和表面图像数据传输到外部处理终端。

优选的，所述动力单元包括牵引绳，安装于斜拉索顶部的定滑轮，以及安装于斜拉索底部的绕线盘；所述牵引绳一端固定连接于移动单元的套筒部上，另一端向斜拉索顶部延伸，绕过定滑轮后向斜拉索底部延伸，并卷绕在绕线盘上。

这样，通过牵引绳、定滑轮和绕线盘的结构来带动移动单元的套筒部移动，即通过电机或手动的方式正向或反向转动绕线盘时，绕线盘能够卷绕牵引绳，使得牵引绳能够通过定滑轮带动移动单元的套筒部沿斜拉索向上运动；通过电机或手动的方式反向或正向转动绕线盘时，绕线盘能够放出牵引绳，使得移动单元的套筒部在重力的作用下沿斜拉索向下运动。本方案中的动力单元具有结构简单且工作稳定的特点，且有利于提升检测信息采集装置的使用效果。

优选的，所述动力单元还包括与绕线盘传动连接的电机，以及控制电机工作的变频器；电机的控制端与变频器的控制信号输出端电连接。

这样，能够通过变频器控制电机工作，通过电机带动绕线盘动作，能够实现对检测信息采集装置的自动控制，有利于检测信息采集装置的使用。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为实施例一中检测信息采集装置的正视剖视图；

图2为实施例一中检测信息采集装置的侧视剖视图；

图3为实施例二中损伤检测系统的原理图；

图4为实施例三中支承杆的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：外层套筒11、内层套筒12、支承杆2、支承杆本体21、活动部22、弹性件23、滚轮3、磁传感器41、第一供电模块42、串口服务模块43、摄像头51、第二供电模块52、无线发射模块53、牵引绳61、定滑轮62、绕线盘63、电机7。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一：

本实施例中公开了一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置。

如图1和图2所示：一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，包括移动单元、动力单元和检测单元；移动单元包括用于套设于斜拉索上的套筒部，以及固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的若干根支承杆2；支承杆2朝向套筒部中轴线方向的一端具有滚轮3（本实施例中，滚轮3为滚珠），使得套筒部套设于斜拉索上时能够通过滚轮3与斜拉索滚动接触并能够通过支承杆提供支撑；动力单元用于带动支承杆2上的滚轮3在斜拉索上运动(带动移动单元在斜拉索上运动)；检测单元包括设于套筒部上的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件；磁信号采集组件和图像采集组件分别用于采集斜拉索的磁信号数据和表面图像数据；磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端与数据传输组件的信号输入端信号连接，使得能够将采集的斜拉索磁信号数据和表面图像数据传输给数据传输组件。

具体实施过程中，套筒部包括两个同径且同轴安装的半圆套筒，两个半圆套筒的两侧对接部分别对应设有安装支耳，使得通过连接两个半圆套筒的安装支耳能够固定连接两个半圆套筒。本实施例中，半圆套筒的两侧对接部分别焊接固定有两个安装支耳，安装支耳上一体成型有螺纹孔；使用时，使用两个半圆套筒夹持在斜拉索上，然后通过螺钉或螺栓与安装支耳螺纹连接的方式完成两个半圆套筒的固定安装。

具体实施过程中，支承杆2为丝杆，且支承杆2的数量为四根，四根支承杆2两两成组的分布在两个半圆套筒上，且两个半圆套筒的侧壁上均一体成型有螺纹孔，四根支承杆2通过螺纹连接方式固定在两个半圆套筒上。

具体实施过程中，套筒部的侧壁是由外层套筒11的侧壁和内层套筒12的侧壁同轴间隔设置并围合形成的中空结构，检测单元的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件安装于中空结构中；检测单元的磁信号采集组件和图像采集组件相对布置。

具体实施过程中，磁信号采集组件包括安装于套筒部内的磁传感器41，以及用于为磁传感器41供电的第一供电模块42；磁传感器41的电能输入端与第一供电模块42的电能输出端电连接；图像采集组件包括安装于套筒部内的摄像头51，以及用于为摄像头51供电的第二供电模块52；摄像头51的电能输入端与第二供电模块52的电能输出端电连接；摄像头穿过套筒部侧壁，且能够对斜拉索的表面进行拍摄，以采集斜拉索的表面图像数据。

具体实施过程中，动力单元包括牵引绳61，焊接固定于斜拉索顶部的定滑轮62，以及焊接固定于斜拉索底部的绕线盘63；牵引绳61一端通过绳头固定于移动单元的套筒部上，另一端向斜拉索顶部延伸，绕过定滑轮62后向斜拉索底部延伸，并卷绕在绕线盘63上；动力单元还包括与绕线盘63传动连接的电机7，以及控制电机7工作的变频器；电机7的控制端与变频器的控制信号输出端电连接。

实施例二：

本实施例中公开了一种检测信息采集装置与外部处理终端组成的损伤检测系统。

一种损伤检测系统，包括上述检测信息采集装置，如图3所示：还包括数据传输组件；数据传输组件的信号输入端分别与磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端信号连接，且数据传输组件的信号输出端与外部处理终端的信号输入端信号连接，用于将磁信号数据和表面图像数据传输到外部处理终端。

本实施例中，数据传输组件包括串口服务模块43和无线发射模块53，串口服务模块43的信号输入端与磁传感器41的信号输出端信号连接，且信号输出端与外部处理终端的串口服务模块43信号连接，使得能够通过串口服务模块43将磁传感器41采集的数据传输到外部处理终端；无线发射模块53的信号输入端与摄像头51的信号输出端信号连接，且信号输出端与外部处理终端的无线接收模块信号连接，使得能够通过无线发射模块53将摄像头51采集的数据传输到外部处理终端。

实施例三：

本实施例与实施例一相比，不同之处仅在于本实施例中支承杆2的结构不同。

如图4所示：本实施例中的支承杆2包括固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的支承杆本体21，以及套设于支承杆本体21朝向套筒部中轴线方向一端上的活动部22，滚轮3设于活动部22上；活动部22通过弹性件23与支承杆本体21固定连接。本实施例中，弹性件23为压缩弹簧，弹性件23的两端焊接固定在支承杆本体21和活动部22之间。

这样，在活动部22与支承杆本体21设置弹性件23，使得支承杆2与活动部22之间具有一定的活动空间，能够适用于不同尺寸（直径或半径）的斜拉索，从而能够提升检测信息采集装置的使用效果。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：包括移动单元、动力单元和检测单元；

所述移动单元包括用于套设于斜拉索上的套筒部，以及固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的若干根支承杆；所述支承杆朝向套筒部中轴线方向的一端具有滚轮，使得所述套筒部套设于斜拉索上时能够通过滚轮与斜拉索滚动接触并能够通过所述支承杆提供支撑；

所述动力单元用于带动支承杆上的滚轮在斜拉索上运动；

所述检测单元包括设于套筒部上的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件；所述磁信号采集组件和图像采集组件分别用于采集斜拉索的磁信号数据和表面图像数据；所述磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端均与数据传输组件的信号输入端信号连接，使得能够将采集的斜拉索磁信号数据和表面图像数据传输给数据传输组件。

2.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述套筒部的侧壁是由外层套筒的侧壁和内层套筒的侧壁同轴间隔设置并围合形成的中空结构，所述检测单元的磁信号采集组件、图像采集组件和数据传输组件安装于所述中空结构中。

3.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述套筒部包括两个同径且同轴安装的半圆套筒，两个半圆套筒的两侧对接部分别对应设有安装支耳，使得通过连接两个半圆套筒的安装支耳能够固定连接两个半圆套筒。

4.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述检测单元的磁信号采集组件和图像采集组件相对布置。

5.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述支承杆包括固定在套筒部侧壁上且穿入至套筒部内侧朝向套筒部中轴线方向延伸设置的支承杆本体，以及套设于支承杆本体朝向套筒部中轴线方向一端上的活动部，所述滚轮设于活动部上；所述活动部通过弹性件与支承杆本体固定连接。

6.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述磁信号采集组件包括安装于套筒部上的磁传感器，以及用于为磁传感器供电的第一供电模块；所述磁传感器的电能输入端与第一供电模块的电能输出端电连接。

7.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述图像采集组件包括安装于套筒部上的摄像头，以及用于为摄像头供电的第二供电模块；所述摄像头的电能输入端与第二供电模块的电能输出端电连接；所述摄像头穿过套筒部侧壁，且能够对斜拉索的表面进行拍摄，以采集斜拉索的表面图像数据。

8.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述数据传输组件的信号输入端分别与磁信号采集组件和图像采集组件的信号输出端信号连接，且数据传输组件的信号输出端与外部处理终端的信号输入端信号连接，用于将斜拉索的磁信号数据和表面图像数据传输到外部处理终端。

9.如权利要求1所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述动力单元包括牵引绳，安装于斜拉索顶部的定滑轮，以及安装于斜拉索底部的绕线盘；所述牵引绳一端固定连接于移动单元的套筒部上，另一端向斜拉索顶部延伸，绕过定滑轮后向斜拉索底部延伸，并卷绕在绕线盘上。

10.如权利要求9所述的用于斜拉索损伤检测的检测信息采集装置，其特征在于：所述动力单元还包括与绕线盘传动连接的电机，以及控制电机工作的变频器；电机的控制端与变频器的控制信号输出端电连接。

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