CN211006796U - 桥梁水下桩基检测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开桥梁水下桩基检测机器人，包括套在桩基外围的机架、浮力模块、多个行走轮、多个推进器、多个观察组件、设置在水面上的电源以及数据处理单元；浮力模块安装在机架上，多个行走轮沿桩基的径向安装在机架上，多个推进器沿桩基的轴线安装在机架上，多个观察组件沿桩基的径向安装在机架上，观察组件、推进器通过缆线与电源连接，观察组件、推进器分别通过缆线与数据处理单元连接。本实用新型的有益效果：通过检测机器人实现桩基础表观检查，结构简单，摒弃了人工检测的危险型，并提高检测精度。

Description

桥梁水下桩基检测机器人

技术领域

本实用新型涉及一种检测机器人，尤其涉及的是一种水下桩基检测机器人。

背景技术

目前国内外对公路桥梁水下桩基础检测还依赖于潜水员携带水下摄像头进行检测，该法对深水桩基础检测存在工程费用巨大、易出安全事故、测试不精细、不全面等缺点，并且这种检查方式还只能在浅水区域进行，在深水浑浊区域这样的检查作业很危险也不可行，很多跨江海大桥水下桩基础从建成到运营十几年都没没能够进行检测。这就需要有简便、快捷、智能化的新型检测技术。

桥梁是国家及城乡路网中的关键性节点工程，桥梁墩台基础的耐久性是其生命线的重要组成部分。沿海桥梁所处的地质气候环境恶劣,对桥梁墩台结构水下部分的检测,为桥梁养护工作提供依据就显得尤为重要。我国桥桩水下结构检测技术起步较晚,长期以来规范不成熟,发展相对缓慢,相关领域的研究几乎处于空白状态。单纯的靠潜水员下水进行检查，风险项高、工作量大、主观性太强，因此,有必要研究并开发一套实用有效的桥桩水下检测方法。

如申请号：201810450537.6，水下桩基外观完整性检测系统，其特征在于所述系统包括声学检测装置、光学检测装置、机械运动装置、综合控制处理系统和连接固定套件，通过多个装置数据的时间同步，可得到桩基外观三维点云图像和含有坐标位置的局部水下摄像画面。该系统机构复杂，投入成本高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决现有检测方式风险项高、工作量大的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

桥梁水下桩基检测机器人，包括套在桩基外围的机架、浮力模块、多个行走轮、多个推进器、多个观察组件、设置在水面上的电源以及数据处理单元；浮力模块安装在机架上，多个行走轮沿桩基的径向安装在机架上，多个推进器沿桩基的轴线安装在机架上，多个观察组件沿桩基的径向安装在机架上，观察组件、推进器通过缆线与电源连接，观察组件、推进器分别通过缆线与数据处理单元连接。

本实用新型通过推进器的推进下，以及机架在行走轮的滚动下，实现上下运动，浮力模块用来平衡检测设备的自重，将检测设备配平为接近零浮力状态，观察组件可以对桩基进行信息的采集，并传输到数据处理单元中，通过检测机器人实现桩基础表观检查，结构简单，摒弃了人工检测的危险型，并提高检测精度。

优选的，所述机架为两个半圆形的框架首尾铰接形成的圆形结构，且机架为双层结构，上层与下层平行间隔固定，浮力模块安装在机架上层，推进器与观察组件安装在上层与下层之间。

优选的，所述行走轮为至少三个，沿桩基外围均匀布置。

优选的，所述行走轮包括弹簧、轮架、滚轮、限位板，轮架的一端为U型架，滚轮能够转动的安装在U型架上，U型架远离开口端设有滑杆，滑杆穿过机架后固定安装限位板，弹簧套接在滑杆上，处于U型架与机架之间。

优选的，所述观察组件包括摄像机、照明灯，摄像机固定安装在机架上，摄像机的摄像头面朝桩基，照明灯固定安装在机架，光束照射在桩基上。

优选的，所述观察组件为至少六个，均匀布置在机架上。

优选的，还包括高度计，高度计安装在机架上，并通过电缆与电源和数据处理单元连接。

优选的，还包括接线舱，电源以及数据处理单元连接接线舱，接线舱与多个推进器、多个观察组件均连接。

优选的，所述接线舱包括耐压舱体、舱体内设有电源分配单元、信号传输单元、倾角传感器，电源分配单元一端连接水面的电源，另一端连接推进器和观察组件，信号传输单元一端连接数据处理单元，另一端分别连接观察组件、倾角传感器，舱体外设有用于连接的密封性插头。

本实用新型的优点在于：

本实用新型通过推进器的推进下，以及机架在行走轮的滚动下，实现上下运动实现整个桩基的检测，浮力模块用来平衡检测设备的自重，将检测设备配平为接近零浮力状态，观察组件可以对桩基进行信息的采集，并传输到数据处理单元中，通过检测机器人实现桩基础表观检查，结构简单，摒弃了人工检测的危险型，并提高检测精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例桥梁水下桩基检测机器人的结构示意图；

图2是机架的结构示意图；

图3是行走轮安装示意图；

图4是观察组件结构示意图；

图5是接线仓结构示意图；

图6是实施例一的俯视图；

图7是实施例二的俯视图。

图中标号：桩基1、机架2、浮力模块3、行走轮4、弹簧41、轮架42、滚轮43、限位板44、推进器5、观察组件6、摄像机61、照明灯62。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1、图3所示，桥梁水下桩基检测机器人，包括套在桩基1外围的机架2、浮力模块3、多个行走轮4(图中未示出)、多个推进器5、多个观察组件6、设置在水面上的电源以及数据处理单元；浮力模块3安装在机架2上，多个行走轮4沿桩基1的径向安装在机架2上，多个推进器5沿桩基1的轴线安装在机架2上，多个观察组件6沿桩基1的径向安装在机架2上，观察组件6、推进器5通过缆线与电源连接，观察组件6、推进器5分别通过缆线与数据处理单元连接。

如图2所示，所述机架2为两个半圆形的框架首尾铰接形成的圆形结构，圆的内径稍大于桩基1，且机架2为双层结构，上层与下层平行间隔固定，浮力模块3安装在机架2上层，推进器5与观察组件6安装在上层与下层之间。安装时，两个半圆可以分开，检测工作时，将首尾铰接合并成一个整圆，半圆型框架用耐海水腐蚀的316不锈钢材质制得，中间空间充足，可以任意固定其他配件，框架均为镂空设置，整体设备的重量也大大减轻。

其中，浮力模块3的材料为玻璃微珠，主要是用来平衡检测设备的自重，将检测设备配平为接近零浮力状态，这样通过推进器作用，设备就可以很轻松的实现上升和下降。

如图3所示，所述行走轮4为至少三个，沿桩基1外围均匀布置。所述行走轮4包括弹簧41、轮架42、滚轮43、限位板44，轮架42的右端为U型架，滚轮43能够转动的安装在U型架上，U型架远离开口端设有滑杆，滑杆穿过机架1上的立板后固定安装限位板44，弹簧41套接在滑杆上，处于U型架与机架之间，还可以在弹簧41外设有一个套筒，将弹簧41处于套筒内，起到保护弹簧41的作用，也加强行走轮4处的刚度，弹簧41处于被压缩的状态，在弹簧41的作用力下，迫使滚轮紧紧贴着桥桩，同时也起到补偿桥桩的不规则形状以及桥桩表面海洋生物的附着，维持检测装置顺利上升和下降。

结合图4所示，所述观察组件6包括摄像机61、照明灯62，摄像机61通过扎带等手段固定安装在机架上，也可以增加一个安装座，用于安装摄像机61，摄像机61的摄像头面朝桩基，且相邻摄像机61之间拍摄画面具有重合，能够无死角的拍摄，信息获取更全面，照明灯62采用扎带等手段固定安装在机架2，也可以增加一个安装座，用于安装照明灯62，光束照射在桩基1上，照明灯62设置在摄像机61附近，且相邻照明灯62之间光线有重合，保证桩基1外围光线好且尽量均匀。

本实施例中，所述观察组件6为六组，均匀布置在机架1上。

如图5所示本实施例中，还包括接线舱7，所述接线舱7包括耐压舱体、舱体内设有电源分配单元、信号传输单元、倾角传感器，电源通过接线舱7进行电源分配单元后分配给推进器5、摄像机61、照明灯62以及其他需要电源的元器件，信号传输单元一端连接数据处理单元，另一端分别连接推进器5、摄像机61、照明灯62、倾角传感器，舱体外设有用于连接的密封性插头。其中的电源分配单元可以为插座，信号传输单元采用现有技术中的即可。

水面动力和控制电及通讯线通过绞车电缆传送到水下，经过水下接线舱7中转后进行动力分配后，然后输送给各执行元件，考虑到检查装置的工作水深只有40米，接线舱设计为耐压舱，舱两端安装有若干水密接插件，方便与各零部件进行连接。

如图6所示，推进器5为检测装置上升和下降的动力部分，检测装置框架圆周方向上均匀布置有三台1HP电推进器，推进器5可以安装在机架1外侧，在水面上通过控制推进器的旋转方向和转速大小，实现检测装置的上升下降以及速度控制，同时防止每个推进器5转速大小不均以及海浪的冲击，而使装置发送倾斜，在装置接线舱内安装有倾角传感器，通过闭环控制，当装置发生倾斜时，数据处理单元会根据反馈自动调整器推进器5的转速，将检测装置维持在水平位置，此控制方法才有现有技术中的即可。

本实用新型通过推进器5的推进下，以及机架1在行走轮4的滚动下，实现上下运动，浮力模块2用来平衡检测设备的自重，将检测设备配平为接近零浮力状态，观察组件6可以对桩基进行信息的采集，并传输到数据处理单元中，通过检测机器人实现桩基础表观检查，结构简单，摒弃了人工检测的危险型，并提高检测精度。

实施例二：

如图7所示，本实施例二与实施例一的区别在于：推进器5的安装位置不同。

推进器5轴线的安装在机架1内部，且推进器安装处为贯穿状态，因此，浮力模块2处开设贯穿的孔。推进器5可以通过螺栓固定、支架安装等方式进行安装。

实施例三：

因受海洋潮汐的影响，桥桩的入水深度不确定性较复杂，本实施例还包括高度计PA200，可时实检测清洗装置离底部的高度，通过进行高度检测高度计安装在机架1上，可以安装在上层与下层之间，安装方式包括螺栓固定、焊接支架固定、扎带固定等方式，并通过电缆与电源和数据处理单元连接，电源给高度计提供电源，高度计测量后的数据可以传输到数据处理单元，还数据处理单元传输到监控画面，确保检测装置的安全及操作时做到心中有底。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，包括套在桩基外围的机架、浮力模块、多个行走轮、多个推进器、多个观察组件、设置在水面上的电源以及数据处理单元；浮力模块安装在机架上，多个行走轮沿桩基的径向安装在机架上，多个推进器沿桩基的轴线安装在机架上，多个观察组件沿桩基的径向安装在机架上，观察组件、推进器通过缆线与电源连接，观察组件、推进器分别通过缆线与数据处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述机架为两个半圆形的框架首尾铰接形成的圆形结构，且机架为双层结构，上层与下层平行间隔固定，浮力模块安装在机架上层，推进器与观察组件安装在上层与下层之间。

3.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述行走轮为至少三个，沿桩基外围均匀布置。

4.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述行走轮包括弹簧、轮架、滚轮、限位板，轮架的一端为U型架，滚轮能够转动的安装在U型架上，U型架远离开口端设有滑杆，滑杆穿过机架后固定安装限位板，弹簧套接在滑杆上，处于U型架与机架之间。

5.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述观察组件包括摄像机、照明灯，摄像机固定安装在机架上，摄像机的摄像头面朝桩基，照明灯固定安装在机架，光束照射在桩基上。

6.根据权利要求5所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述观察组件为至少六个，均匀布置在机架上。

7.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，还包括高度计，高度计安装在机架上，并通过电缆与电源和数据处理单元连接。

8.根据权利要求1所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，还包括接线舱，电源以及数据处理单元连接接线舱，接线舱与多个推进器、多个观察组件均连接。

9.根据权利要求8所述的桥梁水下桩基检测机器人，其特征在于，所述接线舱包括耐压舱体、舱体内设有电源分配单元、信号传输单元、倾角传感器，电源分配单元一端连接水面的电源，另一端连接推进器和观察组件，信号传输单元一端连接数据处理单元，另一端分别连接观察组件、倾角传感器，舱体外设有用于连接的密封性插头。

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