一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置及方法，涉及桥梁桩基检测技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及桥梁桩基检测
，具体为一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置及方法
。

技术介绍

[0002]涉水桥梁的基础是其主要承重构件，现阶段桥梁基础又以各类型制的桩基居多
。
目前桥梁水下基础检测的主流方法为依靠潜水员携带水下电视等装备进行人工检测
。
人工检测具备耗时长
、
风险大
、
主观性强等缺点，潜水人员也不一定具备判断基础性能的能力，无法做到系统性的检测
。
在现有技术中，水下缆控机器人
(ROV)
等水下移动式载体在桥梁基础检测方面已经有了初步的应用，移动式载体搭载了双目相机
、
水下雷达
、
声纳等传感器对海上风电桩基
、
大坝坝体
、
桥梁基础等水下结构物进行观测
。
但应用实践表明，要想获得较好的量化检测效果，传感器进入作业状态时移动式载体就必须保证一个稳定的姿态，部分传感器为保证量化检测精度甚至提出了摆动角度小于
0.1
°
，摆动速度优于
0.15
°
/25ms
的要求
。
在流速较缓
、
流向稳定的内河
、
湖泊中可以只凭移动式载体的姿态控制系统来保持相对稳定，但一旦场景切换至流速较快，流向紊乱的海洋
、
大江大河等进行跨海
、
跨江大桥的检测时，移动式载体在姿态控制上将陷入无底洞的投入陷阱，且因水流方向随机多变的特点，应用效果也不一定能够满足要求
。
[0003]中国专利技术专利
202211000642.2、202111037082
等均依靠单一的水下揽控机器人进行桩基检测，无法适应上文所述的海洋
、
大江大河等场景；中国技术专利
202221516982.6
提出了卡扣在桩基外部的升降式检测装备，但其还需要人为潜水安装，只适用于近距拍摄，检测速度慢，也无法适应冲刷等全局性指标的检测作业需要
。
目前还缺少一种能够适应复杂水域的桩基检测方法，在能够快速部署，全局检测的同时还能保障精细化检测所需稳定性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适应性强
、
成本相对较低的检测装置及相应的检测方法，以适应江河湖海等不同场景的涉水桥梁桩基水下自动化检测的稳定性需求
。
为达到上述目的，本专利技术提出了一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置及方法，采用以下技术方案予以实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，包括水下机器人
、
传感模块和联动夹持机构，传感模块和联动夹持机构均与水下机器人相连，联动夹持机构用于夹持检测目标，传感模块用于检视检测目标；
[0006]所述联动夹持机构包括位于水下机器人机体框架前侧的压杆和折叠式夹臂以及安装于水下机器人机体框架内部的定位控制平台；压杆和折叠式夹臂均通过定位控制平台与水下机器人相连，压杆和折叠式夹臂共同构成能夹持抱合检测目标的联动机构
。
[0007]作为优选，所述水下机器人为框架式缆控机器人
。
[0008]作为优选，所述水下机器人内部集成有控制电路，控制电路通过控制线缆与地面控制站相连；水下机器人机体框架上安装有推进器
、
浮力块和吊环；吊环用于水下机器人的吊装作业，通过工业手柄能控制推进器带动水下机器人的水下运动，通过地面控制站能实时观测传感模块的实时检测结果
。
[0009]作为优选，所述传感模块包括能在水下进行传感检视工作的声呐和
/
或摄像头
。
[0010]作为优选，所述压杆包括柔性撞角
、
弹簧伸缩杆
、
主杆和弹性限位块；所述柔性撞角在初始状态下位于装置的最前端，柔性撞角与弹簧伸缩杆的一端固定连接，弹簧伸缩杆的另一端与主杆前端固定连接，主杆杆体上设有弹性限位块；所述定位控制平台包括连接座和套筒，套筒内部设有能沿轴向伸缩的主复位弹簧；主复位弹簧的一端固定于套筒内底部，另一端与主杆后端连接，主杆能在套筒内轴向移动；套筒上开设有限位孔槽，当主杆沿套筒向后方移动至弹性限位块与限位孔槽重合时，弹性限位块能在弹力作用下从限位孔槽中伸出以实现主杆的轴向限位；位于限位孔槽外侧的连接座上设有复位杆；复位杆通过连接座内部设置的推拉式电磁铁进行控制，用于挤压弹性限位块回缩至限位孔槽内，以解除主杆轴向的限位作用
。
[0011]进一步的，所述弹簧伸缩杆内设置有用于实现杆件伸缩和复位的压缩式弹簧，且该压缩式弹簧的刚度小于主复位弹簧的刚度
。
[0012]进一步的，所述折叠式夹臂包括结构相同的两组，两组中心对称且分别位于压杆两侧，每组折叠式夹臂均包括位于内侧的第一工作臂
、
第二工作臂和第三工作臂以及位于外侧的第一导向臂
、
第二导向臂和第三导向臂；每个导向臂内侧均沿长度方向开设有导向槽，导向槽内滑动安装有滑块，滑块上设有用于复位的伸缩弹簧；
[0013]所述第一工作臂由第一支撑臂和第二支撑臂组成，第一支撑臂和第二支撑臂的连接处与定位控制平台销轴连接；所述第一支撑臂为伸缩臂，外端部与主杆销轴连接，第二支撑臂的外端部与第二导向臂的一端销轴连接，第二导向臂的另一端与第三导向臂的一端销轴连接；
[0014]所述弹簧伸缩杆上套设固定有连接套管；第一工作臂的一端与连接套管销轴连接，另一端与位于第一导向臂内的滑块销轴连接；第二工作臂的一端与位于第一导向臂内的滑块销轴连接，另一端与位于第二导向臂内的滑块销轴连接；第三工作臂的一端与位于第二导向臂内的滑块销轴连接，另一端与位于第三导向臂内的滑块销轴连接
。
[0015]更进一步的，所述第一工作臂
、
第二工作臂和第三工作臂内侧还设有若干能沿检测目标表面滚动的导向轮
。
[0016]更进一步的，所述连接座两侧还延伸设有用于与第一支撑臂和第二支撑臂连接处铰接的主支撑臂
。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种利用第一方面任一所述基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置的检测方法，具体如下：
[0018]S1、
对水下机器人和传感模块进行自检，联动夹持机构复位至初始状态；
[0019]S2、
通过吊环吊装水下机器人至工作水域，在检测目标附近投放水下机器人；
[0020]S3、
水下机器人通过推进器靠近检测目标，柔性撞角外侧面首先接触到检测目标；
[0021]S4、
水下机器人通过推进器进一步向前推进，使柔性撞角抵在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，包括水下机器人
(1)、
传感模块
(2)
和联动夹持机构
(3)
，传感模块
(2)
和联动夹持机构
(3)
均与水下机器人
(1)
相连，联动夹持机构
(3)
用于夹持检测目标，传感模块
(2)
用于检视检测目标；所述联动夹持机构
(3)
包括位于水下机器人
(1)
机体框架前侧的压杆
(4)
和折叠式夹臂
(5)
以及安装于水下机器人
(1)
机体框架内部的定位控制平台
(6)
；压杆
(4)
和折叠式夹臂
(5)
均通过定位控制平台
(6)
与水下机器人
(1)
相连，压杆
(4)
和折叠式夹臂
(5)
共同构成能夹持抱合检测目标的联动机构
。2.
根据权利要求1所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述水下机器人
(1)
为框架式缆控机器人
。3.
根据权利要求1所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述水下机器人
(1)
内部集成有控制电路，控制电路通过控制线缆与地面控制站相连；水下机器人
(1)
机体框架上安装有推进器
(12)、
浮力块
(13)
和吊环
(14)
；吊环
(14)
用于水下机器人
(1)
的吊装作业，通过工业手柄能控制推进器
(12)
带动水下机器人
(1)
的水下运动，通过地面控制站能实时观测传感模块
(2)
的实时检测结果
。4.
根据权利要求1所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述传感模块
(2)
包括能在水下进行传感检视工作的声呐和
/
或摄像头
。5.
根据权利要求1所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述压杆
(4)
包括柔性撞角
(7)、
弹簧伸缩杆
(8)、
主杆
(9)
和弹性限位块
(10)
；所述柔性撞角
(7)
在初始状态下位于装置的最前端，柔性撞角
(7)
与弹簧伸缩杆
(8)
的一端固定连接，弹簧伸缩杆
(8)
的另一端与主杆
(9)
前端固定连接，主杆
(9)
杆体上设有弹性限位块
(10)
；所述定位控制平台
(6)
包括连接座
(11)
和套筒
(28)
，套筒
(28)
内部设有能沿轴向伸缩的主复位弹簧
(27)
；主复位弹簧
(27)
的一端固定于套筒
(28)
内底部，另一端与主杆
(9)
后端连接，主杆
(9)
能在套筒
(28)
内轴向移动；套筒
(28)
上开设有限位孔槽
(31)
，当主杆
(9)
沿套筒
(28)
向后方移动至弹性限位块
(10)
与限位孔槽
(31)
重合时，弹性限位块
(10)
能在弹力作用下从限位孔槽
(31)
中伸出以实现主杆
(9)
的轴向限位；位于限位孔槽
(31)
外侧的连接座
(11)
上设有复位杆
(30)
；复位杆
(30)
通过连接座
(11)
内部设置的推拉式电磁铁进行控制，用于挤压弹性限位块
(10)
回缩至限位孔槽
(31)
内，以解除主杆
(9)
轴向的限位作用
。6.
根据权利要求5所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述弹簧伸缩杆
(8)
内设置有用于实现杆件伸缩和复位的压缩式弹簧，且该压缩式弹簧的刚度小于主复位弹簧
(27)
的刚度
。7.
根据权利要求5所述的一种基于联动夹持机构的桥梁桩基水下检测装置，其特征在于，所述折叠式夹臂
(5)
包括结构相同的两组，两组中心对称且分别位于压杆
(4)
两侧，每组折叠式夹臂
(5)
均包括位于内侧的第一工作臂
(15)、
第二工作臂
(16)
和第三工作臂
(17)
以及位于外侧的第一导向臂
(18)、
第二导向臂
(19)
和第三导向臂
(20)
；每个导向臂内侧均沿长度方向开设有导向槽
(21)
，导向槽
(21)
内滑动安装有滑块
(22)
，滑块
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵闻强，谢烨，张玉杰，李炎，陈昌进，汪伟，
申请(专利权)人：浙江省交通投资集团有限公司智慧交通研究分公司，
类型：发明
国别省市：