0伸出，使支撑横杆1绕连 接板5顺时针方向旋转45°;第一伸缩杆11伸出，使第一伸缩臂2与支撑横杆1垂直，并 使第一伸缩臂2向下伸出；支撑伸缩杆10缩回，使支撑横杆1绕连接板5逆时针方向转动 45°回到初始位置；转动盘6旋转，使第二伸缩臂4逆时针方向转动270°后伸入到桥梁底 部，转入S2。
[0050]S2 :通过控制系统控制第二伸缩臂4向桥梁底部的中屯、伸展；第二伸缩臂4在伸 展过程中，二维转动云台3c旋转，工业相机3b对桥梁底部开始拍摄；第二伸缩臂4到达设 定的桥梁底部位置时，工业相机3b停止拍摄，第二伸缩臂4回位；驱动履带行走机构8沿桥 梁纵桥向方向行走至桥梁的下一个区域，里程编码器记录履带行走机构8行走的距离S，转 入S3。
[0051]S3 :重复执行S2,完成桥梁底部一侧的图像拍摄；通过控制系统实现W下动作，将 第一伸缩臂2、第二伸缩臂4折叠：旋转转动盘6,使第二伸缩臂4顺时针方向转动270°， 将第二伸缩臂4与第一伸缩臂2折叠在一起；支撑伸缩杆10伸出，将支撑横杆1绕连接板 5顺时针方向转动45°，第一伸缩杆11缩回，使第二伸缩臂4、第一伸缩臂2均水平位于支 撑横杆1的下方；支撑伸缩杆10缩回，使支撑横杆1绕连接板5逆时针方向转动45°回到 初始位置；旋转回旋支撑结构9,使支撑横杆1、第一伸缩臂2、第二伸缩臂4均与桥梁的纵 桥向平行，且均位于履带行走机构8的平台7上，转入S4。
[0052]S4:检查所拍摄的图像，判断是否有图像显示桥梁底部存在损伤，若是，转入S5， 否则结束。
[0053]S5 :设定S维坐标系：智能检测设备工作开始的初始位置为坐标原点，桥梁的纵 桥向为X轴，横桥向为y轴，垂直于桥面的方向为Z轴，计算显示桥梁底部有损伤的图像所 对应桥梁底部的坐标位置：
[0054] x=:s+dsin(p;
[00巧] y二a-b-dcos目；
[0056] 其中，巧为二维转动云台3c绕z轴的转角，0为二维转动云台3c绕X轴的转角， d为激光测距仪3a测得桥梁底部拍摄位置与工业相机3b的距离，a为支撑横杆1的长度， b为第二伸缩臂4的长度，转入S6。
[0057] S6 :计算工业相机3b的标定参数k:
[0058]
[0059] 其中，f为工业相机3b的焦距，V为CCD(Charge-coupledDevice,图像控制器） 忍片垂直方向的尺寸，h为CCD忍片水平方向的尺寸；M为工业相机3b垂直方向的像素，N 为工业相机3b竖直方向的像素，转入S7。
[0060] S7 :根据工业相机3b的标定参数k和图像中显示的桥梁底部损伤部位的像素，计 算图像中显示的桥梁底部损伤部位的实际尺寸，结束。
[0061] 本领域的技术人员可W对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若运些修改和变 型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则运些修改和变型也在本发明的保护范围 之内。
[0062] 说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种用于桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：该智能检测设备包括履带行走机 构（8)，履带行走机构（8)上设置有里程编码器，履带行走机构（8)的顶部设置有平台（7)， 平台（7)上方从高至低依次水平设置有支撑横杆（1)、可折叠的第一伸缩臂（2)和第二伸缩 臂⑷； 所述平台（7)顶部设置有连接板（5)，支撑横杆（1)的一端与连接板（5)的顶部活动连 接，另一端与第一伸缩臂（2)的一端活动连接，第一伸缩臂（2)的另一端设置有转动盘（6)， 第二伸缩臂（4)的一端与转动盘（6)连接，另一端设置有图像采集装置（3);所述图像采集 装置（3)包括二维转动云台（3c)、工业相机（3b)和激光测距仪（3a)，工业相机（3b)通过 二维转动云台（3c)设置在第二伸缩臂（4)上，激光测距仪（3a)固定在工业相机（3b)的顶 部； 所述平台（7)顶部还设置有控制系统，控制系统分别与履带行走机构（8)、第一伸缩臂 (2)、转动盘（6)、第二伸缩臂（4)、以及二维转动云台（3c)连接。2. 如权利要求1所述的用于检测桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述平台（7) 与履带行走机构（8)之间设置有用于带动平台（7)旋转的回旋支撑结构（9)，回旋支撑结构 (9)与控制系统连接。3. 如权利要求2所述的用于检测桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述智能检 测设备还包括支撑伸缩杆（10)，支撑伸缩杆（10)的一端与连接板（5)连接，另一端与支撑 横杆（1)的杆臂连接，支撑伸缩杆（10)还与控制系统连接。4. 如权利要求3所述的用于检测桥梁底部的智能检测设备，其特征在于：所述第一伸 缩臂（2)与支撑横杆（1)之间设置有用于带动第一伸缩臂（2)旋转的第一伸缩杆（11)，第 一伸缩杆（11)与控制系统连接。5. -种基于权利要求1所述智能测检设备的用于桥梁底部的智能检测方法，其特征在 于，包括以下步骤： 51 :将桥梁一侧沿纵桥向分为若干区域，将履带行走机构（8)放置在桥梁的起始区域， 通过控制系统将第一伸缩臂（2)、第二伸缩臂（4)打开，转入S2; 52 :通过控制系统控制第二伸缩臂（4)向桥梁底部的中心伸展；第二伸缩臂⑷在伸 展过程中，二维转动云台（3c)旋转，工业相机（3b)对桥梁底部开始拍摄；第二伸缩臂（4) 到达设定的桥梁底部位置时，工业相机（3b)停止拍摄，第二伸缩臂（4)回位；驱动履带行走 机构（8)沿桥梁纵桥向行走至桥梁的下一个区域，里程编码器记录履带行走机构（8)行走 的距离s，转入S3 ; 53 :重复执行S2,完成桥梁底部一侧的图像拍摄；通过控制系统将第一伸缩臂（2)、第 二伸缩臂（4)折叠，转入S4 ; S4:检查所拍摄的图像，判断是否有图像显示桥梁底部存在损伤，若是，转入S5,否则 结束； S5 :设定三维坐标系：智能检测设备工作开始的初始位置为坐标原点，桥梁的纵桥向 为x轴，横桥向为y轴，垂直于桥面的方向为z轴，计算显示桥梁底部有损伤的图像所对应 桥梁底部的坐标位置：y=a-b-dcos9 ； 其中，(P为二维转动云台（3c)绕z轴的转角，0为二维转动云台（3c)绕x轴的转角，d为激光测距仪（3a)测得桥梁底部拍摄位置与工业相机（3b)的距离，a为支撑横杆（1)的 长度，b为第二伸缩臂（4)的长度，转入S6 ; S6 :计算工业相机（3b)的标定参数k:其中，f为工业相机（3b)的焦距，v为图像控制器C⑶芯片垂直方向的尺寸，h为图像 控制器C⑶芯片水平方向的尺寸；M为工业相机（3b)垂直方向的像素，N为工业相机（3b) 竖直方向的像素，转入S7 ; S7:根据工业相机（3b)的标定参数k和图像中显示的桥梁底部损伤部位的像素，计算 图像中显示的桥梁底部损伤部位的实际尺寸，结束。6. 如权利要求5所述的用于检测桥梁底部的智能检测方法，其特征在于：所述智能检 测设备的平台（7)与履带行走机构（8)之间设置有用于带动平台（7)旋转的回旋支撑结构 (9)； 所述智能检测设备还包括支撑伸缩杆（10)，支撑伸缩杆（10)的一端与连接板（5)连 接，另一端与支撑横杆（1)的杆臂连接； 所述第一伸缩臂（2)与支撑横杆（1)之间设置有用于带动第一伸缩臂（2)旋转的第一 伸缩杆（11); 所述回旋支撑结构（9)、支撑伸缩杆（10)、第一伸缩杆（11)均与控制系统连接。7. 如权利要求6所述的用于桥梁底部的智能检测方法，其特征在于：S1中通过控制系 统将第一伸缩臂（2)、第二伸缩臂（4)打开，具体包括以下步骤： 旋转回旋支撑结构（9)，使支撑横杆（1)与桥梁的横桥向平行，支撑伸缩杆（10)伸出， 使支撑横杆（1)绕连接板（5)顺时针方向旋转45° ;第一伸缩杆（11)伸出，使第一伸缩臂 ⑵与支撑横杆⑴垂直，并使第一伸缩臂⑵向下伸出；支撑伸缩杆（10)缩回，使支撑横 杆（1)绕连接板（5)逆时针方向转动45°回到初始位置；转动盘（6)旋转，使第二伸缩臂 (4)逆时针方向转动270后伸入到桥梁底部。8. 如权利要求6所述的用于桥梁底部的智能检测方法，其特征在于：S3中通过控制系 统将第一伸缩臂（2)、第二伸缩臂（4)折叠，具体包括以下步骤： 旋转转动盘（6)，使第二伸缩臂（4)顺时针方向转动270°，将第二伸缩臂（4)与第一 伸缩臂（2)折叠在一起；支撑伸缩杆（10)伸出，将支撑横杆（1)绕连接板（5)顺时针方向 转动45°，第一伸缩杆（11)缩回，使第二伸缩臂（4)、第一伸缩臂（2)均水平位于支撑横杆 (1)的下方；支撑伸缩杆（10)缩回，使支撑横杆（1)绕连接板（5)逆时针方向转动45°回 到初始位置；旋转回旋支撑结构（9)，使支撑横杆（1)、第一伸缩臂（2)、第二伸缩臂（4)均 与桥梁的纵桥向平行，且均位于履带行走机构（8)的平台（7)上。
【专利摘要】本发明公开了一种用于桥梁底部的智能检测设备及方法，涉及桥梁检测与维修领域，该设备包括履带行走机构，履带行走机构顶部设有平台，平台上方设有支撑横杆、可折叠的第一伸缩臂和第二伸缩臂；平台顶部设有连接板，支撑横杆一端与连接板的顶部活动连接，另一端与第一伸缩臂一端活动连接，第一伸缩臂另一端设有转动盘，第二伸缩臂一端与转动盘连接，另一端设有图像采集装置；本发明采用图像采集的方式检测桥梁底部，能确定拍摄图像对应的坐标位置，确定损伤部位的实际尺寸，避免检测效果受人的主观因素和知识水平的影响，保障检测人员的安全；该设备体积小，在检测时对交通的干扰较小，自动化程度较高，能有效降低检测成本。
【IPC分类】E01D19/10, G01N21/88
【公开号】CN105113403
【申请号】CN201510600677
【发明人】汪正兴, 王波, 张华兵, 崔清强, 侍刚, 王翔, 柴小鹏, 伊建军, 荆国强, 马长飞, 刘鹏飞, 孙家龙
【申请人】中铁大桥科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日