一种桥梁底面检测方法和桥梁底面检测系统与流程

本申请实施例涉及桥梁工程领域，具体涉及一种桥梁底面检测方法和桥梁底面检测系统。

背景技术：

随着我国社会经济的快速发展，道路桥梁工程得到了长足的进步与发展。桥梁建成通车以后，随着时间的推移，由于种种因素会使桥梁安全度有所下降，以至影响车辆运营的安全。因此，需要经常性地对桥梁进行检测，及时修复桥梁，提高桥梁的安全性。

在桥梁的检测中，常常使用局部检测法。该方法一般采用的是表观检测方法或使用x射线、超声波、显微镜的仪器检测方法，贴近桥梁底面进行检测。

在桥梁检测工作中，桥梁底部难以到达。传统的检测方案往往采用桁架式或者式折叠臂式的桥梁检测车，通过液压驱动的机械臂来将可搭载检测工人的平台送至桥底部位，进而由工人手持探伤设备对桥底进行检测。这种方案稳定性差，成本高，尤其在检测较宽的桥梁时，会因为机械臂太长导致平台稳定性差，出现晃动。

技术实现要素：

针对上述问题，本申请提供了一种桥梁底面检测方法和桥梁底面检测系统，进行桥梁底面的检测工作。

本申请第一方面提供了一种桥梁底面检测方法，包括：

在桥梁路基的两侧分别设置第一固定臂和第二固定臂，并控制所述第一固定臂及所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸；

在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂的承载轨道；

控制检测机器人在所述承载轨道上运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的横向采集所述桥梁路基底面的信息；和/或，控制所述承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的纵向采集所述桥梁路基底面的信息。

可选的，所述在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂的承载轨道，包括：

将所述承载轨道的一端固定于所述第一固定臂，控制飞行器将所述承载轨道的另一端牵引至所述第二固定臂，并将所述承载轨道的另一端固定于所述第二固定臂。

可选的，所述在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂的承载轨道，包括：

在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂、另一端固定于所述第二固定臂的绳索；

通过所述绳索将所述承载轨道的一端引导至所述第二固定臂，将所述承载轨道的一端固定于所述第二固定臂，并将所述承载轨道的另一端固定于所述第一固定臂。

可选的，所述通过所述绳索将所述承载轨道的一端引导至所述第二固定臂，包括：

将所述承载轨道的一端固定于所述绳索的一点；向所述第二固定臂一侧牵引所述绳索，以将所述承载轨道的一端引导至所述第二固定臂。

可选的，在所述承载桥梁路基下方设置一端连接于所述第一固定臂、另一端连接所述第二固定臂的绳索，包括：

控制飞行器将所述绳索由第一固定臂牵引至所述第二固定臂，以使得所述绳索连接在所述第一固定臂和所述第二固定臂之间。

可选的，所述承载轨道包括多个子轨道，子轨道之间通过活动关节链式连接；

在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂的承载轨道之后，所述方法还包括：

控制子轨道之间的活动关节进行锁死，以使子轨道之间固定连接。

可选的，所述在桥梁路基的两侧分别设置第一固定臂和第二固定臂，包括：

在桥梁路基的两侧设置运动装置，并将所述第一固定臂和第二固定臂设置于所述运动装置上；

所述控制所述承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动，包括：

控制所述运动装置沿所述桥梁路基纵向运动，以带动所承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动。

可选的，所述方法还包括：

调节所述第一固定臂和所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸的长度；

和/或，调节所述第一固定臂和所述第二固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度。

为实现上述桥梁底面检测方法，本申请还提供一种桥梁底面检测系统，包括：

第一固定臂、第二固定臂、承载轨道和检测机器人；

所述第一固定臂和第二固定臂分别设置于桥梁路基两侧，所述第一固定臂和第二固定臂向桥梁路基下方延伸；

所述承载轨道设置于在所述桥梁路基下方，且一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂；

所述检测机器人，用于在所述承载轨道上运动以沿所述桥梁路基的横向采集所述桥梁路基底面的信息；和/或，用于基于所述承载轨道沿所述桥梁路基纵向的运动沿所述桥梁路基的纵向采集所述桥梁路基底面的信息。

可选的，所述的承载轨道上具备有可供检测机器人运行的轨道，该轨道在承载轨道变形后形成供检测机器人运行的轨道，检测机器人可以沿着检测轨道运行，并通过视觉传感模块对桥底进行扫描，并保存数据。在轨道上运行的小车可以为多个，每个检测机器人可以安装有多个视觉模块并形成阵列，并形成具备宽度t的检测区域。当沿着链式运行完一个轨迹后，整体开动运输车至固定距离d，该固定距离d≈70～80％×t，进而下一个检测循环，直至一个桥墩跨度的桥底检测完毕。上述的检测机器人还可以具备激光位置传感器、超声波雷达、两个变焦2d相机以及辅助光源等模块。可以理解的是，本申请的为检测机器人提供了稳定的承载轨道，从而检测机器人可搭载多种对桥梁底面进行检测的仪器，具体此处不作限定。

可选的，还包括飞行器以及第一控制器；所述飞行器用于将所述承载轨道的另一端牵引至所述第二固定臂；所述第一控制器用于向所述承载轨道发送电信号，以使所述承载轨道的执行结构将所述承载轨道的一端固定于所述第一固定臂以及将所述承载轨道的另一端固定于所述第二固定臂。

可选的，所述桥梁底面检测系统还包括飞行器、绳索、设置于所述第一固定臂一侧的第一卷扬机和设置于所述第二固定臂一侧的第二卷扬机；

所述第一固定臂用于固定所述绳索的一端；

所述飞行器用于将所述绳索的另一端牵引至所述第二固定臂；

所述第二固定臂用于固定所述绳索的另一端；

所述第一卷扬机用于从第一固定臂下放所述绳索；

所述第二卷扬机用于向所述第二固定臂一侧牵引所述绳索，以使固定于所述绳索上的承载轨道的一端被引导至所述第二固定臂；

所述第二固定臂还用于固定所述承载轨道的一端。

关节链式连接；所述系统还包括第二控制器；

所述第二控制器，用于向子轨道之间的活动关节发送锁死信号，以使子轨道之间固定连接。

可选的，所述第一固定臂包括第一调节结构，所述第二固定臂包括第二调节结构；

所述第一调节结构用于调节所述第一固定臂向桥梁路基下方延伸的长度；

所述第二调节结构用于调节所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸的长度。

可选的，所述第一固定臂包括第三调节结构，所述第二固定臂包括第四调节结构；

所述第三调节结构用于调节所述第一固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度；

所述第四调节结构用于调节所述第二固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度。

可选的，所述桥梁检测系统还包括运动装置；

所述运动装置设置在桥梁路基的两侧，所述第一固定臂和第二固定臂设置于所述运动装置上；

所述运动装置用于沿所述桥梁路基纵向运动，以带动所承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请通过在桥梁底面架设固定的轨道，在轨道上布置携带探伤仪器的检测机器人进行桥梁底面的检测，能够为检测仪器提供更稳定的检测平台。

附图说明

图1为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图2为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图3为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图4为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图5为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图6为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图7为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图8为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图9为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图10为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图11为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图；

图12为本申请桥梁底面检测方法的一个实施例示意图。

具体实施方式

本申请设计了一种对桥梁宽度以及截面形状适应性高，高精度、且可达范围较宽泛的桥梁检测方法和系统。

本申请实施例提供了一种桥梁底面检测方法，可以到达桥梁底部来对桥梁底面进行检测。本申请的桥梁底面检测方法包括：

101、在桥梁路基的两侧分别设置第一固定臂和第二固定臂，并控制所述第一固定臂及所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸；

在桥梁的路基一侧分别固定设置一个第一固定臂，在对侧设置第二固定臂，两固定臂分别由桥梁的边缘伸出，并且向桥梁路基以下延伸出一定的长度。

102、在所述桥梁路基下方设置一端固定于所述第一固定臂以及另一端固定于所述第二固定臂的承载轨道；

第一固定臂和第二固定臂都在低于桥梁路基的位置设置有连接结构，通过该连接机构，将一段承载轨道固定在第一连接臂和第二连接臂之间。该承载轨道长度大致等于桥梁的长度，承载轨道一段固定连接第一固定臂，另一端固定连接第二固定臂，从而在第一固定臂和第二固定臂之间形成一段稳定的轨道穿过桥底。该承载轨道两端分别固定连接在第一固定臂和第二固定臂上，不易发生晃动。

103、控制检测机器人在所述承载轨道上运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的横向采集所述桥梁路基底面的信息；和/或，控制所述承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的纵向采集所述桥梁路基底面的信息。

承载轨道可以沿桥梁纵向安装，或者横向安装在桥梁的两侧。沿承载轨道投放与承载轨道配合的检测机器人，该检测机器人搭载了对应的检测设备，检测机器人沿承载轨道运动，使用检测设备记录路径上的桥梁底面的信息。

基于图1所示实施例，请参阅图2，本申请提供了桥梁底部检测方法的更具体实施例，包括：

201、在桥梁路基的两侧分别设置第一固定臂和第二固定臂，并控制所述第一固定臂及所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸；

在桥梁的路基一侧分别固定设置一个第一固定臂，在对侧设置第二固定臂，两固定臂分别由桥梁的边缘伸出，并且向桥梁路基以下延伸出一定的长度。

202、在所述桥梁路基下方设置一端连接在所述第一固定臂、另一端连接在所述第二固定臂的绳索；

在桥梁路基下方从第一固定臂出发，设置一条长绳索至第二固定臂，该绳索可以沿第一固定臂和第二固定臂滑动。具体可以在桥面上分别设置两台卷扬机，第一台卷扬机设置在第一固定臂处，第二台设置在第二固定臂处，由第一卷扬机下放绳索，第一固定臂下放到桥底，然后将绳索穿过桥底经第二固定臂连接在第二台卷扬机上。

其中，绳索由第一连接臂到第二连接臂的较佳方式是，使用无人机牵引绳索，控制飞行器将绳索由第一固定臂牵引至所述第二固定臂，以使得绳索连接在所述第一固定臂和所述第二固定臂之间，并由第一卷扬机和第二卷扬机控制绳索的收放长度。

203、通过所述绳索将所述承载轨道的一端引导至所述第二固定臂，将所述承载轨道的一端固定于所述第二固定臂，并将所述承载轨道的另一端固定于所述第一固定臂。

从桥面沿第一固定臂投放承载轨道到绳索上，引导承载轨道沿绳索运动至第二固定臂后，将承载轨道的一端与第一固定臂固定连接，另一端与第二固定臂连接。具体的实现方法可以是从第一固定臂将承载轨道的首端固定在绳索上，而后在第一固定臂处继续下方绳索，在第二固定臂处收起绳索，使得绳索沿第一固定臂向第二固定臂滑动，滑动过程中，由于承载轨道的一端固定与绳索连接，在绳索的带动下，承载轨道也沿绳索从第一连接臂运动到第二连接臂，而后承载轨道两端分别与第一固定臂和第二固定臂固定在一起。该承载轨道具备具备多个活动关节，调整这些活动关节可以改变承载轨道的形状，更好地适应桥梁底面的形状，当承载轨道的形状调整完成后，锁死承载轨道的各个关节，形成稳定的承载轨道。

204、控制检测机器人在所述承载轨道上运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的采集所述桥梁路基底面的信息。

承载轨道可以沿桥梁纵向安装，或者横向安装在桥梁的两侧。沿承载轨道投放与承载轨道配合的检测机器人，该检测机器人搭载了对应的检测设备，检测机器人沿承载轨道运动，使用检测设备记录路径上的桥梁底面的信息。

作为对图2所示实施例的改进，请参阅图3，图3所示桥梁底面检测方法还可以调整第一伸缩臂和第二伸缩臂的形态，使得承载轨道更贴合桥梁底面的形状，检测机器人可以更贴近桥梁底面以进行精细检测。

图3所示实施例的桥梁底面检测方法包括：

301、在桥梁路基的两侧分别设置第一固定臂和第二固定臂，并控制所述第一固定臂及所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸；

302、在所述桥梁路基下方设置一端连接在所述第一固定臂、另一端连接在所述第二固定臂的绳索；

303、通过所述绳索将所述承载轨道的一端引导至所述第二固定臂，将所述承载轨道的一端固定于所述第二固定臂，并将所述承载轨道的另一端固定于所述第一固定臂。

步骤301至303与前述图2所示实施例的步骤201至203类似，此处不再赘述。

304、调节所述第一固定臂和所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸的长度；

和/或，调节所述第一固定臂和所述第二固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度。

第一固定臂和第二固定臂可以上设有升降装置，可以上下调整第一固定臂和第二固定臂的高度。第一固定臂和第二固定臂也可以为具备多关节的机械臂，或者是具备高承载能力的具备三个自由度的结构件，能上下和水平移动。通过调整第一固定臂和第二固定臂的姿态，能够一定程度上改变承载轨道的位置和高度，使得承载轨道更准确的贴近桥梁底面。

304、控制检测机器人在所述承载轨道上运动，以使所述检测机器人沿所述桥梁路基的采集所述桥梁路基底面的信息。

步骤304与图2所示实施例的步骤204类似，此处不再赘述。

本申请还提供了一种桥梁底面检测系统，用于对桥梁的底面进行检查，该系统包括：

第一固定臂、第二固定臂、承载轨道和检测机器人；

第一固定臂和第二固定臂分别设置于桥梁路基两侧，安装在桥梁路基上后，所述第一固定臂和第二固定臂向桥梁路基下方延伸出一定长度；

承载轨道设置于在所述桥梁路基下方，且一端固定于所述第一固定臂，另一端固定于所述第二固定臂；

检测机器人，用于在所述承载轨道上运动以沿所述桥梁路基的横向采集所述桥梁路基底面的信息；和/或，用于基于所述承载轨道沿所述桥梁路基纵向的运动沿所述桥梁路基的纵向采集所述桥梁路基底面的信息。

该桥梁底面检测系统可以包括第一固定臂、第二固定臂、承载轨道和检测机器人、飞行器和第一控制器。

所述飞行器用于将所述承载轨道的另一端牵引至所述第二固定臂；

所述第一控制器用于向所述承载轨道发送电信号，以使所述承载轨道的执行结构将所述承载轨道的一端固定于所述第一固定臂以及将所述承载轨道的另一端固定于所述第二固定臂。

可选的，所述桥梁底面检测系统还包括飞行器、绳索、设置于所述第一固定臂一侧的第一卷扬机和设置于所述第二固定臂一侧的第二卷扬机；所述第一固定臂用于固定所述绳索的一端；所述飞行器用于将所述绳索的另一端牵引至所述第二固定臂；所述第二固定臂用于固定所述绳索的另一端；所述第一卷扬机用于从第一固定臂下放所述绳索；所述第二卷扬机用于向所述第二固定臂一侧牵引所述绳索，以使固定于所述绳索上的承载轨道的一端被引导至所述第二固定臂；所述第二固定臂还用于固定所述承载轨道的一端。

可选的，所述承载轨道包括多个子轨道，子轨道之间通过活动关节链式连接；所述系统还包括第二控制器；所述第二控制器，用于向子轨道之间的活动关节发送锁死信号，以使子轨道之间固定连接。

可选的，所述第一固定臂包括第一调节结构，所述第二固定臂包括第二调节结构；所述第一调节结构用于调节所述第一固定臂向桥梁路基下方延伸的长度；所述第二调节结构用于调节所述第二固定臂向桥梁路基下方延伸的长度。

可选的，所述第一固定臂包括第三调节结构，所述第二固定臂包括第四调节结构；所述第三调节结构用于调节所述第一固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度；所述第四调节结构用于调节所述第二固定臂向桥梁路基两侧伸出的长度。

可选的，所述桥梁检测系统还包括运动装置；所述运动装置设置在桥梁路基的两侧，所述第一固定臂和第二固定臂设置于所述运动装置上；所述运动装置用于沿所述桥梁路基纵向运动，以带动所承载轨道沿所述桥梁路基纵向运动，该运动装置可以是如图4展示的承载该桥梁检测系统的运输车。

图6展示了该系统工作时的场景，第一固定臂10从桥面伸向桥下，绳索40沿第一固定臂10到桥面下，承载轨道50固定在绳索40上。

该系统进行工作时的安装流程可参见图5至图12。

图6展示了第一固定臂10安装在桥梁一侧的边缘，第二固定臂20安装在桥梁另一侧的边缘，两固定臂向下伸出一定长度。

图7展示了无人机30由第一固定臂10出发，牵引绳索40至第二固定臂20，以将绳索40连接在第一固定臂10与第二固定臂20之间。

图8展示了在将承载轨道50的首端固定在绳索40上后，从第一固定臂10处使用下放绳索，引导承载轨道50至桥面下。

图9展示了承载轨道50完全投放至桥面下的情景，此时承载轨道50的两端分别连接第一固定臂10和第二固定臂20，形成稳定结构。

在图9的基础上，图10和图11展示了还可以对绳索40、第一连接臂10和第二连接臂20的姿态做出进一步调整，从而进一步调整承载轨道50的形状，改善与桥梁底面的贴合程度。

图12展示了承载轨道50的回收流程，从桥面上沿第二连接臂20收紧绳索40，绳索40带动承载轨道50至桥面上。继续沿第二连接臂20收紧绳索40，可以将绳索40由第二连接臂20处完全收回，之后再收起第一连接臂10和第二连接臂20即可。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。