高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统，屋盖自主爬行小车的腹部装载有一X射线源，用于正对高空钢结构雨棚发射X射线；平板探测器用于接收棚上X射线源穿透屋盖以后的X射线，进行雨棚封闭空间内钢结构X射线成像。通过对图片进行智能图片差异比对和数据统计分析，有助于及时识别发生锈蚀的钢构件，并对锈蚀部分进行风险评级和定位，这对维保单位有针对性地进行站房装修及围护结构养护、减少返工等不必要费用支出、提升管理水平、避免事故发生和减少危及旅客及列车运行安全意外事件的发生具有重要意义，有较大推广价值。广价值。广价值。

【技术实现步骤摘要】
高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统


[0001]本专利技术涉及工业安全
，尤其涉及的是一种高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统。

技术介绍

[0002]我国建设的铁路站房大多采用了大跨钢结构、玻璃幕墙、金属或石材幕墙围护结构等。目前，站房建成时间大多为10～15年。使用过程中环境腐蚀、风荷载或设备震动等带来的影响及建筑物沉降引起的结构变化，都会对结构造成不同程度的损坏。这些损坏如不能及时检查发现，并给予必要合理的修复，将会对车站的使用功能造成影响，甚至对旅客、行车带来安全隐患，而对于站房装修及围护结构(含装饰吊挂构件等)进行安全性和使用性的检查评估方面，已有《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292
‑
2015)，《危险房屋鉴定标准》(JGJ125
‑
2016)及中国铁路总公司委托中国铁路编制的《铁路站房大修维修指导手册》给出了一些有意义的规定及指导意见，但是深化程度、系统性、针对性及可操作性还较弱。因此，开展站房、主体结构、围护结构及装饰构件的检测、鉴定及评估标准针对性研究是提高运维安全、结构适用与耐久的重要保障，对于铁路运输安全保障是很有必要的。
[0003]车站屋盖或雨棚内的钢构件容易受到金属锈蚀的影响。锈蚀严重时，部分金属构件会蚀断脱落，进而造成安全事件，甚至危及列车正常运营。雨棚上方钉的蚀断会造成遮雨板被刮飞，顶棚下方金属构件的蚀断脱落会砸中人或列车，甚至会出现线路短路，发生火灾等安全事故。如果能够及时发现并有针对性地更换锈蚀严重的金属构件，则可有效避免上述现象的发生。但是，目前市场上尚没有成熟的设备和技术能够满足这一检测需求，因此亟需开发出一种能够有效判别车站雨棚封闭空间内各种钢构件锈蚀程度的检测系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统，高空封闭空间内钢结构为高空钢结构雨棚，其特征在于，包括：雨棚上方AGV智能磁吸附车载模块、雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块、站台地面上同步行进的智能车载模块、数据处理及成像评估模块；
[0007]雨棚上方AGV智能磁吸附车载模块采用屋盖自主爬行小车，通过磁性履带吸附在屋盖上表面，屋盖自主爬行小车搭载有运动控制模块A、通讯模块A、高精度差分GPS和惯性导航单元、X射线源和云台，运动控制模块A用于控制屋盖自主爬行小车在屋盖上与雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块、站台地面上同步行进的智能车载模块保持同步运行；依靠高精度差分GPS和惯性导航进行高精度定位和自主巡航；屋盖自主爬行小车的腹部装载有一X射线源，用于正对高空钢结构雨棚发射X射线；
[0008]雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块采用为吊顶吸附自主爬行小车，通过磁性履带
吸附在屋盖下表面正对屋盖自主爬行小车的位置，搭载有运动控制模块B、通讯模块B、平板探测器、线阵探测器、滑轨、摄像头和测距仪；平板探测器用于接收棚上X射线源穿透屋盖以后的X射线，进行雨棚封闭空间内钢结构X射线成像；平板探测器的四周设置有四根相互垂直呈十字形的X射线探测器组成线阵探测器，线阵探测器借助棚上X射线源发出的X射线，进行棚上、棚下自主爬行小车的同步定位，保证平板探测器能够实时接收到棚上小车搭载的X射线源发出的X射线。
[0009]所述的锈蚀定位非接触评价系统，X射线源通过云台悬挂在屋盖自主爬行小车的横梁上，云台可以保证X射线源一直处于水平的工作状态。
[0010]所述的锈蚀定位非接触评价系统，滑轨安装在吊顶吸附自主爬行小车的底部，为垂直于小车前进方向的横向轨道，平板探测器可以在该轨道上横向移动，以校正棚下自主爬行小车相对于棚上自主爬行小车垂直于行进方向上的位移偏差。
[0011]所述的锈蚀定位非接触评价系统，站台地面上同步行进的智能车载模块采用地面保障车，其上方支起一块较大的防跌落充气垫，用于缓冲雨棚下方AGV智能磁吸附车载系统万一跌落时所造成的冲击。
[0012]所述的锈蚀定位非接触评价系统，屋盖自主爬行小车、吊顶吸附自主爬行小车和地面保障车工作时相互通讯，同步行进。
[0013]所述的锈蚀定位非接触评价系统，屋盖自主爬行小车、吊顶吸附自主爬行小车采用宽的磁吸附履带轮，具有较强的吸力和越障能力，而且不会掉进吊顶下方的缝隙里；
[0014]所述的锈蚀定位非接触评价系统，站台地面上行进的小车为普通车轮，无履带。
[0015]所述的锈蚀定位非接触评价系统，三个智能车载系统即屋盖自主爬行小车、吊顶吸附自主爬行小车和地面保障车之间用无线网桥方式进行相互通讯和同步定位。
[0016]所述的锈蚀定位非接触评价系统，采用160KV便携式X射线源，其射线使用角度为50度，锥形发射，截面为圆截面，其半径与射线源、探测器之间的距离呈正比。
[0017]所述的锈蚀定位非接触评价系统，数据处理及成像评估模块，包括信号采集单元：采集平板探测器实时接收的X射线源发出的X射线对高铁站雨棚进行X射成像信息，该信息同时包含有对应的位置和时间信息；图像拼接单元：对大面积雨棚进行连续进行X射成像时，可以通过寻找特征点的方式对图像进行配准；统计分析单元：(1)对探测器采集到X射线原始数据，进行统计分析，X射线强度值I按大小可划分为不同的集合，对安装规整的雨棚来讲，低I集合对应的是生锈最小的区域；高I集合对应的是锈蚀程度大的地方，锈蚀蚀穿的地方I值最大；(2)不生锈的固定厚度的钢板对X射线造成的衰减值是一定的，探测器采集到的值最小；探测器采集到X射线原始数据I
i
值与最小的I
i
值作差，可以较为准确的反算锈蚀的厚度。
[0018]X射线成像技术与AGV智能磁吸附车载系统相结合，可以实现对高铁雨棚封闭空间内钢结构的X射线扫描成像。通过对拍摄图片进行智能图片差异比对和数据统计分析，有助于及时识别发生锈蚀的钢构件，并对锈蚀部分进行风险评级和定位，这对维保单位有针对性地进行站房装修及围护结构养护、减少返工等不必要费用支出、提升管理水平、避免事故发生和减少危及旅客及列车运行安全意外事件的发生具有重要意义，有较大推广价值。有助于铁路各级管理人员实时动态监控全国各高铁站雨棚内钢构件的锈蚀情况，提升事件管理跟踪能力，提升科学决策管理水平。
附图说明
[0019]图1为高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统示意图；
[0020]10高铁站雨棚,21运动控制模块,22磁吸附履带,23X射线源,24GPS,25通讯模块I,26云台,31运动控制模块,33通讯模块II，34电池,35测距仪,36照明灯,37摄像头,38磁吸附履带,39平板探测器,40线阵探测器,42滑轨,43充气垫,44运动控制模块；
[0021]图2为雨棚上方智能运载系统示意图；A、B分别为不同角度的视图
[0022]图3为雨棚下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空封闭空间内钢结构锈蚀定位非接触评价系统，高空封闭空间内钢结构为高空钢结构雨棚，其特征在于，包括：雨棚上方AGV智能磁吸附车载模块、雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块、站台地面上同步行进的智能车载模块、数据处理及成像评估模块；雨棚上方AGV智能磁吸附车载模块采用屋盖自主爬行小车，通过磁性履带吸附在屋盖上表面，屋盖自主爬行小车搭载有运动控制模块A、通讯模块A、高精度差分GPS和惯性导航单元、X射线源和云台，运动控制模块A用于控制屋盖自主爬行小车在屋盖上与雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块、站台地面上同步行进的智能车载模块保持同步运行；依靠高精度差分GPS和惯性导航进行高精度定位和自主巡航；屋盖自主爬行小车的腹部装载有一X射线源，用于正对高空钢结构雨棚发射X射线；雨棚下方AGV智能磁吸附车载模块采用为吊顶吸附自主爬行小车，通过磁性履带吸附在屋盖下表面正对屋盖自主爬行小车的位置，搭载有搭载有运动控制模块B、通讯模块B、平板探测器、线阵探测器、滑轨、摄像头和测距仪；平板探测器用于接收棚上X射线源穿透屋盖以后的X射线，进行雨棚封闭空间内钢结构X射线成像；平板探测器的四周设置有四根相互垂直呈十字形的X射线探测器组成线阵探测器，线阵探测器借助棚上X射线源发出的X射线，进行棚上、棚下自主爬行小车的同步定位，保证平板探测器能够实时接收到棚上小车搭载的X射线源发出的X射线。2.根据权利要求1所述的锈蚀定位非接触评价系统，其特征在于，X射线源通过云台悬挂在屋盖自主爬行小车的横梁上，云台可以保证X射线源一直处于水平的工作状态。3.根据权利要求1所述的锈蚀定位非接触评价系统，其特征在于，滑轨安装在吊顶吸附自主爬行小车的底部，为垂直于小车前进方向的横向轨道，平板探测器可以在该轨道上横向移动，以校正棚下自主爬行小车相对于棚上自主爬行小车垂直于行进方向上的位移偏差。4.根据权利要求1所述的锈蚀定位非接触评价系统，其特征在于，站台地面上同步行进的智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向辉，李灿然，陈海军，杨小卫，邓刚，李甜甜，苑素华，程书亮，
申请(专利权)人：河南省科学院中原工学院河南省同新科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：