CN219122056U - 拉索锚头全方位视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及拉索锚头全方位视觉检测装置。本实用新型包括中心回转机构，中心回转机构固定连接直线传动机构，直线传动机构上设置有相机模块，在进行拉索锚头的检测时，通过中心回转机构可实现相机模块环绕拉索锚头进行拍照检测，通过直线传动机构可实现拉索锚头不同高度的拍照检测。该装置可实现对拉索锚头三百六十度无死角检测，检测效果好，检测便捷高效。中心回转机构、直线传动机构和相机模块均设置在保护罩内部。保护罩可避免拉索锚头和检测设备直接受到潮湿空气和雨水的影响导致腐蚀加快。

Description

拉索锚头全方位视觉检测装置

技术领域

本实用新型属于桥梁工程技术领域，具体涉及拉索锚头全方位视觉检测装置。

背景技术

由于桥梁建设具有工程量大、造价高和周期长等特点，因此了解桥梁在服役期间的健康状况对桥梁的安全运营有着重要的作用。在桥梁服役期间，对桥梁实施损伤监测，根据监测数据诊断桥梁不同部位的损伤情况，确定合适的维护方案，这样可以做到防患于未然。

斜拉索为斜拉桥的重要组成部分，而拉索锚头的工作状态直接影响到缆索的工作状况，因此有必要对拉索锚头进行检测。拉索锚头一般固定在桥梁底部，主要病害表现为：锈蚀、变形、积水、渗水等。如果锚头出现故障进而导致缆索索力不足，会对斜拉桥产生较大影响。拉索锚头的故障问题使得桥梁安全得不到保障，为了能够及时发现锚头的早期病害，及时对其进行维修和更换，从而防止严重病害的产生，减少维修成本，延长拉索锚头寿命，避免因锚头损伤而产生事故，设计了此款拉索锚头全方位病害检测装置。目前对于锚头损伤的诊断一般都是利用人工巡查的方式，人工巡查工作效率较低，而且每次检查时都需要打开整个保护罩，然后用人眼主观对拉索锚头锈蚀情况进行评估。利用人眼进行评估效率低，受主观因素影响较大，而且由于拉索锚头的安装位置在桥下，采用人工巡查安全系数低，对检测人员要求较高。2019年7月公布的一种桥梁锚固系统拉索锚头的防护监测装置，公布号:CN109990995A，拉索锚头位于密闭空腔内，利用检测仪表检测密闭空腔内的气体，检测保护罩内的气压、气体浓度等状态，确保保护罩内的拉索锚头构件与外界气体完全隔离。采用透明材质的保护罩，无需打开保护罩就能直观的检查拉索锚头情况。此装置通过在保护罩上安装有气阀的通气嘴，将拉索锚头与外界气体隔离，延缓锈蚀进度。此装置只能保证不拆卸保护罩的前提下进行人工检查拉索锚头状态，需要检测人员到达现场对锚头状态进行评估。显然，采用人工检查对检测人员要求较高，且检测结果受主观因素影响较大，检测结果无法保证，检查效率低。

目前有厂家设计的拉索锚头检测设备主要是采用单相机的方式，在保护罩内部放置一个相机对锚头进行病害检测，由于相机视角的限制只能对拉索锚头局部进行拍摄，获取不到视角范围之外的病害信息。由于针孔成像的原因，导致聚焦位置清晰，其他位置比较模糊，并且，由于锚头表面覆盖螺纹，如果采用单一相机获取表面信息，螺纹之间存在一定的遮挡导致获取信息不全面，还有相机本身的透视成像造成的误差，对拉索锚头的病害检测并不准确。

综上所述，现有技术存在如下问题：通过人工方式对拉索锚头进行检测存在检测效率低、对人员经验要求高以及不利于检测人员安全的问题。而通过单相机检测，存在相机视角限制导致缺陷检测不全面以及聚焦位置不同导致缺陷边界识别不准确的情况，并且相机本身的透视成像造成的误差，也会导致拉索锚头的病害检测存在一定的误差，影响检测效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种拉索锚头全方位视觉检测装置，该装置结构简单，可对拉索锚头进行全方位检测，检测效果好，检测过程便捷高效。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

拉索锚头全方位视觉检测装置，包括中心回转机构，中心回转机构固定连接直线传动机构，直线传动机构上设置有相机模块，中心回转机构、直线传动机构和相机模块均设置在保护罩内部。

中心回转机构包括回转支撑齿轮，回转支撑齿轮通过传动结构连接第一步进电机的输出端，回转支撑齿轮下方固定设置有横梁。

回转支撑齿轮通过法兰盘连接支撑轴，支撑轴固定设置在保护罩上。

第一步进电机的输出端连接凸台齿轮，凸台齿轮与回转支撑齿轮啮合。

直线传动机构包括安装架，安装架上设置有第二步进电机，第二步进电机输出端连接丝杆，丝杆上设有滑块，滑块上固定设置相机模块。

安装架与横梁端部固定连接。

安装架设置有U型槽，第二步进电机、丝杆和滑块均设置在U型槽内。

相机模块包括深度相机和光源。

深度相机和光源通过相机固定板固定设置在滑块上。

光源为环形光源，深度相机位于环形光源中央。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果如下：

本实用新型包括中心回转机构，中心回转机构固定连接直线传动机构，直线传动机构上设置有相机模块，在进行拉索锚头的检测时，通过中心回转机构可实现相机模块环绕拉索锚头进行拍照检测，通过直线传动机构可实现对锚头不同高度的拍照检测。该装置可实现对拉索锚头三百六十度无死角检测，检测效果好，检测便捷高效。中心回转机构、直线传动机构和相机模块均设置在保护罩内部。保护罩可避免拉索锚头和检测设备直接受到潮湿空气和雨水的影响导致腐蚀加快。

进一步的，中心回转机构包括回转支撑齿轮，回转支撑齿轮通过传动结构连接第一步进电机的输出端，回转支撑齿轮下方固定设置有横梁。通过第一步进电机带动回转支撑齿轮转动，进而实现中心回转机构带动相机模块旋转拍照，提高了装置的自动化程度，提升了检测效率。

进一步的，直线传动机构包括安装架，安装架上设置有第二步进电机，通过第二步进电机驱动直线传动机构，进而带动相机模块沿着直线传动机构运动，进一步提升了装置的自动化程度。第二步进电机输出端连接丝杆，丝杆上设有滑块，滑块上固定设置相机模块。直线传动机构通过丝杆传动，传动精度高，便于实现对拉索锚头不同高度的拍照检测。

进一步的，相机模块包括深度相机和光源，通过光源的设置，有利于提升照片的清晰度，提高检测效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的直线传动机构和相机模块装配示意图；

图3为本实用新型的直线传动机构结构示意图；

图4为本实用新型的法兰盘结构示意图；

图5为本实用新型的支撑轴结构示意图；

图6为本实用新型的相机固定板结构示意图；

图7为本实用新型的导轨固定板结构示意图。

其中，1、第一步进电机；2、凸台齿轮；3、直线传动机构；4、支撑轴；5、法兰盘；6、回转支撑齿轮；7、拉索锚头；8、深度相机；9、相机固定板；10、光源；11、保护罩；12、横梁；13、安装架；14、相机模块；15、第二步进电机；16、丝杆；17、滑块；18、导轨固定板；19、中心回转机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，拉索锚头全方位视觉检测装置，包括中心回转机构19，中心回转机构19固定连接直线传动机构3，直线传动机构3与中心回转机构19的回转平面垂直，直线传动机构3上设置有相机模块14，中心回转机构19、直线传动机构3和相机模块14均设置在保护罩11内部。

优选的，本实用新型包括中心回转机构19，中心回转机构19固定连接直线传动机构3，直线传动机构3与中心回转机构19的回转平面垂直。直线传动机构3上设置有相机模块14，在进行拉索锚头7的检测时，通过中心回转机构19可实现相机模块14环绕拉索锚头7进行拍照检测，通过直线传动机构3可实现拉索锚头7不同高度的拍照检测。具体过程为，中心回转机构19带动直线传动机构3和相机模块14环绕拉索锚头7进行拍照检测，同时，相机模块14在直线传动机构3上运动，从而实现相机模块14对拉索锚头7全方位的检测。该装置可实现对拉索锚头三百六十度无死角检测，检测效果好，检测便捷高效。中心回转机构19、直线传动机构3和相机模块14均设置在保护罩11内部。保护罩可避免拉索锚头7和检测设备直接受到潮湿空气和雨水的影响导致腐蚀加快。

如图1所示，中心回转机构19包括回转支撑齿轮6，回转支撑齿轮6通过传动结构连接第一步进电机1的输出端，回转支撑齿轮6下方固定设置有横梁12。

优选的，中心回转机构19包括回转支撑齿轮6，回转支撑齿轮6通过传动结构连接第一步进电机1的输出端，回转支撑齿轮6下方固定设置有横梁12。第一步进电机1连接控制系统，控制系统用于控制第一步进电机1的启停。启动第一步进电机1，第一步进电机1带动回转支撑齿轮6转动，进而实现中心回转机构19带动相机模块14旋转拍照，提高了装置的自动化程度，提升了检测效率。

优选的，横梁12为工字钢。

如图1所示，回转支撑齿轮6通过法兰盘5连接支撑轴4，支撑轴4固定设置在保护罩11上，图4为法兰盘5的结构示意图，图5为连接支撑轴4的结构示意图。

第一步进电机1的输出端连接凸台齿轮2，凸台齿轮2与回转支撑齿轮6啮合。

优选的，如图1所示，第一步进电机1的输出端连接凸台齿轮2，凸台齿轮2与回转支撑齿轮6啮合。第一步进电机1通过凸台齿轮2带动回转支撑齿轮6转动，从而带动相机模块14环绕拉索锚头7转动，实现相机模块14对拉索锚头7的不同角度拍照。

优选的，如图1、图2和图3所示，直线传动机构3包括安装架13，安装架13上设置有第二步进电机15，通过第二步进电机15驱动直线传动机构3，进而带动相机模块14沿着直线传动机构3运动，能更为全面的获取到拉索锚头7的表面信息。第二步进电机15输出端连接丝杆16，丝杆16上设有滑块17，滑块17上固定设置相机模块14。直线传动机构3通过丝杆传动，传动精度高，便于实现对拉索锚头不同高度的拍照检测。

进一步的，滑块17上设置有导轨固定板18，导轨固定板18上固定设置相机模块14。

进一步的，工作工程中，第二步进电机15驱动丝杆16转动，进而带动滑块17沿着直线传动机构3运动，相机模块14随着滑块17运动同时对拉索锚头7进行不同高度的拍照。

优选的，第二步进电机15为57步进电机，第二步进电机15连接控制系统，控制系统用于控制第二步进电机15的启停。

优选的，丝杆16穿设在滑块17中，丝杆16与滑块17通过内螺纹啮合，提高了直线传动机构3的传动精度。

如图1所示，安装架13与横梁12端部固定连接。

安装架13设置有U型槽，第二步进电机15、丝杆16和滑块17均设置在U型槽内。

优选的，安装架13为U型铝合金型材。

如图2所示，相机模块14包括深度相机8和光源10。

深度相机8和光源10通过相机固定板9固定设置在滑块17上。

光源10为环形光源，深度相机8位于环形光源中央。

优选的，相机模块包括深度相机和光源，通过光源的设置，有利于提升照片的清晰度，提高检测效果。

进一步的，深度相机8采用目前市面上成像最小深度距离的深度相机，有利于整个装置结构的布置，结构小型化。

如图2所示，深度相机8和光源10通过螺栓固定在相机固定板9上，导轨固定板18通过螺栓固定在滑块17上，相机固定板9和导轨固定板18通过螺栓固定。实现相机模块14与直线传动机构3的固定。相机固定板9上开设有用于固定深度相机8、光源10和导轨固定板18的通孔。图6为相机固定板9的结构示意图，图7为导轨固定板18的结构示意图。

进一步的，相机固定板9为矩形结构，相机固定板9中间的两个通孔用于设置固定深度相机8的螺栓。

本装置的工作过程为：第一步进电机1的输出端通过凸台齿轮2带动回转支撑齿轮6水平转动，回转支撑齿轮6通过横梁12带动直线传动机构3绕拉索锚头7转动，实现深度相机8环绕拉索锚头7旋转拍照；直线传动机构3上的第二步进电机15带动丝杆16转动，丝杆16转动过程中驱动滑块17沿着直线传动机构3运动，从而带动相机模块14运动，实现对拉索锚头7的全方位拍照检测。

进一步的，获取到拉索锚头7不同部位的数据后，后续可采用算法将采集到的数据进行拼接，重建整个拉索锚头7的三维模型，多方位展现拉索锚头7，避免普通相机固定角度拍摄时因为相互遮挡造成角落、死角等的数据缺失。设计旋转机构和直线传动机构3，对相机进行移动，能减少因布置多个相机的成本。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，包括中心回转机构(19)，中心回转机构(19)固定连接直线传动机构(3)，直线传动机构(3)上设置有相机模块(14)，中心回转机构(19)、直线传动机构(3)和相机模块(14)均设置在保护罩(11)内部。

2.如权利要求1所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述中心回转机构(19)包括回转支撑齿轮(6)，回转支撑齿轮(6)通过传动结构连接第一步进电机(1)的输出端，回转支撑齿轮(6)下方固定设置有横梁(12)。

3.如权利要求2所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述回转支撑齿轮(6)通过法兰盘(5)连接支撑轴(4)，支撑轴(4)固定设置在保护罩(11)上。

4.如权利要求2所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述第一步进电机(1)的输出端连接凸台齿轮(2)，凸台齿轮(2)与回转支撑齿轮(6)啮合。

5.如权利要求1所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述直线传动机构(3)包括安装架(13)，安装架(13)上设置有第二步进电机(15)，第二步进电机(15)输出端连接丝杆(16)，丝杆(16)上设有滑块(17)，滑块(17)上固定设置相机模块(14)。

6.如权利要求5所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述安装架(13)与横梁(12)端部固定连接。

7.如权利要求6所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述安装架(13)设置有U型槽，第二步进电机(15)、丝杆(16)和滑块(17)均设置在U型槽内。

8.如权利要求1所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述相机模块(14)包括深度相机(8)和光源(10)。

9.如权利要求8所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述深度相机(8)和光源(10)通过相机固定板(9)固定设置在滑块(17)上。

10.如权利要求9所述的拉索锚头全方位视觉检测装置，其特征在于，所述光源(10)为环形光源，深度相机(8)位于环形光源中央。

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