一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动，本发明专利技术中的移动检测平台从桥墩顶部开始下放，既可以检测桥墩的水上结构，又可以检测桥墩的水下结构，移动检测平台分段对桥墩进行360

【技术实现步骤摘要】
一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及到桥墩水上水下结构检测领域，具体涉及到一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法。

技术介绍

[0002]自1957年武汉长江大桥通车之后，中国桥梁建设开始飞速发展，随着国家经济腾飞，近年来，全国桥梁总数已超过100万座，但是随着大批桥梁的老化，这些老化桥梁的桥墩表面易出现裂缝、侵蚀等病害，尤其是桥墩的水下结构受流水等侵蚀更易出现病害，这些病害成为了威胁桥梁通行安全的隐患；而桥墩检测尤其是桥梁水下结构的检测手段存在检测范围难覆盖、检测设备难下放、监测信息难评估以及水上水下结构难以一体化检测等技术困难。
[0003]目前检测桥墩水上结构的主要方法为使用搭架子或爬梯的方式人工目视观察、人工望远镜或高倍望远镜远距离观察，但传统检测手段方法存在局限性和检查盲区，检测范围不够全面细致、作业效率低下、难度大、检测人员存在人身安全隐患等弊端；检测桥墩水下结构的主要方法有围堰法、水下探摸法、ROV机器人检测法，其中，围堰法是采用构筑堤坝的方法在作业附近围出一定面积的隔水带，将其中的水排出，使水下地面出露，直接安置设备进行检测工作，但此方法只适用于水域浅的地区，水域深的区域成本过高，施工风险较大，人员的安全难以保障，船只难以通行，对航道运输影响大；水下探摸法是目前应用最多的方法，需要体魄强壮、游泳技能高的青壮年潜入水下进行探摸检测；但此方法不能直观地获取病害信息，对潜水员职业素质要求高且难以保证安全性，并且只能在低于0.5m/s流速的水中检测，前期准备工作较多，持续探摸时间短，作业效率低下；ROV机器人检测法：使用水下探测机器人进行桥墩水下结构的检测，但此方法不适用于急流及需要贴近桥墩进行检测的情况，固定性能差，需要人工辅助运作。
[0004]针对桥墩结构检测的相关问题，相关人员也提出了一些改进方案：如申请号为CN113155830A的一种集成自航式固定平台的桥墩水下结构检测装置及方法，采用自航式固定平台，携带检测装置在水中操控航行，并前往目标桥墩附近水域将桥墩包围在装置内，其检测装置搭载全方位检测模块，可以对桥墩表观病害进行检测；这种设计可以解决水流速度较快、水质清晰度低等水域的大型桥梁的桥墩水下架构病害检测的问题，实现了桥墩水下结构病害的全方位检测，但仍存在以下缺点：1.仍需要操作人员从水面上靠近桥墩对装置进行固定等操作，且桥墩附近的乱流难以靠近；2.只能检测桥墩水下部分，并且目前桥墩的水上水下结构全方位一体化检测不够完善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置及控制方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，其特征在于：所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动，所述移动检测平台包括U型轨道、桥墩检测模块和开口补偿模块，所述桥墩检测模块沿所述U型轨道内侧移动，所述开口补偿模块设置在所述U型轨道的开口处，所述U型轨道和所述开口补偿模块共同配合环抱住所述桥墩。
[0008]本专利技术中的移动检测平台从桥墩顶部开始下放，既可以检测桥墩的水上结构，又可以检测桥墩的水下结构，因此能够实现桥墩水上与水下结构一体化的检测；
[0009]电动葫芦作为动力装置，可以使移动检测平台有较大的升降检测空间，能够满足公路桥梁、跨水桥梁、高架桥梁等多种桥梁类型的桥墩检测需求；
[0010]桥墩检测模块设置在U型轨道上，搭配开口补偿模块可对桥墩进行360
°
检测，每检测完一圈，移动检测平台就下降2cm，直至下降到桥梁底部完成检测，因此该装置能够实现桥墩水上与水下结构病害全方位的检测；
[0011]优选地，所述机械臂包括回转机构、伸缩大臂、液压支撑杆、伸缩小臂和固定杆，所述回转机构与所述伸缩大臂的底端转动连接，所述回转机构与所述伸缩大臂之间设置有所述液压支撑杆，所述液压支撑杆可撑起或放下所述伸缩大臂，所述伸缩大臂的顶端与所述伸缩小臂的底端转动连接，所述伸缩小臂的顶端与所述固定杆的底端转动连接，所述固定杆的顶端可拆卸的固定在所述限位平台的外侧。
[0012]通过所述回转机构将所述伸缩大臂转向桥的侧面，所述伸缩大臂伸长将所述伸缩小臂送至桥面外侧，所述伸缩小臂伸长将所述固定杆从桥面上方送至桥面下方，所述固定杆、所述伸缩小臂、所述伸缩大臂和所述回转机构调整相对角度以确保所述限位平台对准所述桥墩。
[0013]优选地，所述机械臂上还设有若干视觉传感器、若干距离报警器和振动传感器，所述视觉传感器用于监测所述机械臂的运动位置，所述距离报警器用于监测所述机械臂与桥面及其他障碍物之间的距离，所述振动传感器用于监测所述机械臂的晃动情况。
[0014]视觉传感器为摄像头，采用激光测距仪或超声波传感器作为距离报警器，激光测距仪或超声波传感器通过测定所述机械臂与障碍物之间的距离协助操作人员操作所述机械臂，振动传感器是由弹簧、阻尼器及惯性质量块组成的单自由振荡系统，利用质量块的惯性在惯性空间建立坐标，测定相对大地或惯性空间的振动加速度，它通过其中的换能元件，将机械振动转换为便于传递、变换、处理和储存的电信号。
[0015]优选地，所述限位平台呈U型，所述限位平台包括两侧的竖杆和中间的横杆，两侧的所述竖杆靠近所述桥墩的内侧对称设置有若干可伸缩压力杆，相邻所述可伸缩压力杆之间设有摩擦垫，所述横杆朝向所述桥墩的内侧也设有摩擦垫，对称的所述可伸缩压力杆同时伸长与所述桥墩接触以固定所述限位平台，所述可伸缩压力杆内设有压力传感器，所述压力传感器用以测量所述可伸缩压力杆所受压力以确定所述限位平台是否固定牢靠。
[0016]所述可伸缩压力杆的初始状态为收缩至最短的状态，此时所述摩擦垫相比所述可伸缩压力杆更为突出，所述机械臂在对准所述桥墩的过程中所述摩擦垫保护所述限位平台
不与所述桥墩发生直接碰撞，在所述限位平台的位置调整完毕后伸长两侧的所述可伸缩压力杆，使得所述可伸缩压力杆夹住所述桥墩从而将所述限位平台固定在所述桥墩上，所述压力传感器可监控所述可伸缩压力杆接触到所述桥墩表面后所受压力数值，根据该压力数值确定所述限位平台是否固定牢靠。
[0017]优选地，所述横杆上设有至少两个朝向所述桥墩的第一激光测距仪，对多个所述第一激光测距仪测得的距离进行对比以判断所述限位平台相对所述桥墩的位置是否平行，所述移动检测平台上设有朝向所述桥墩的第二激光测距仪，所述移动检测平台利用所述第二激光测距仪多次测量以判断所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动的过程中晃动的情况。
[0018]利用实时第一激光测距仪和实时第二激光测距仪可实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，包括移动平台与所述移动平台上固定的底座，其特征在于：所述底座上设有机械臂，所述机械臂与所述底座转动连接，所述机械臂末端固定有限位平台，所述机械臂用于将所述限位平台送至桥墩所在位置，所述限位平台根据所述桥墩的形状进行固定，所述限位平台上设有若干电动葫芦，所述限位平台通过所述电动葫芦控制所述移动检测平台沿所述桥墩上下移动，所述移动检测平台包括U型轨道、桥墩检测模块和开口补偿模块，所述桥墩检测模块沿所述U型轨道内侧移动，所述开口补偿模块设置在所述U型轨道的开口处，所述U型轨道和所述开口补偿模块共同配合环抱住所述桥墩。2.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述机械臂上还设有若干视觉传感器、若干距离报警器和振动传感器，所述距离报警器用于监测所述机械臂与障碍物之间的距离，所述振动传感器用于监测所述机械臂的晃动情况。3.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述限位平台呈U型，所述限位平台包括两侧的竖杆和中间的横杆，两侧的所述竖杆靠近所述桥墩的内侧对称设置有若干可伸缩压力杆，相邻所述可伸缩压力杆之间设有摩擦垫，所述可伸缩压力杆内设有压力传感器。4.根据权利要求3所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述横杆上设有至少两个朝向所述桥墩的第一激光测距仪，所述第一激光测距仪用以判断所述限位平台是否对准所述桥墩。5.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述移动检测平台上设有朝向所述桥墩的第二激光测距仪，所述第二激光测距仪通过多次测量得出的数值判断所述移动检测平台在移动过程中的晃动情况。6.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述移动检测平台还包括U型固定框架，所述U型固定框架的内侧布置有若干限位轮，所述限位轮与所述桥墩接触，所述U型轨道固定在所述U型固定框架上，所述开口补偿模块从中部断开为左右两部分，所述U型固定框架与所述开口补偿模块的左右两端转动连接。7.根据权利要求1所述的一种使用车载机械手臂控制的桥墩检测装置，其特征在于：所述U型轨道包括上轨道和下轨道，所述上轨道和所述下轨道之间设置有若干齿轮轴，所述齿轮轴上设有齿轮，所述齿轮轴通过轴承与所述齿轮转动连接，各个所述齿轮之间通过闭合链条...

【专利技术属性】
技术研发人员：王如意，独佳颖，李华庆，何缘缘，刘军彤，张志敏，黄悦翔，赵海洋，王紫煜，邢霈娜，韩冰，郁梓涵，李新越，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：