一种桥梁结构自稳定检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁上部结构的外观检查领域，具体为一种自稳定的自动化检测装置，主要用于桥梁上部结构的快速、自动检测。


背景技术：

2.桥梁多为跨越沟谷、河流而设，随着运营年限增加、车辆通行量的增多，荷载量不断加大，环境侵蚀，以及地质灾害和交通事故等特殊情况，需要对桥梁进行定期或应急性的病害检测。目前，桥梁检测需要检测人员近距离地检查测量，耗时耗力；使用望远镜或远程相机拍摄等进行检测还不够准确清楚地判别病害。
3.本实用新型提供一种自动化的自稳定桥梁检测装置，可根据检测要求把检测设备或机械臂安放于检测架上，通过检测架自稳定的平稳移动来实现对桥梁准确客观的检测，全程一体化，既节约资源又降低了安全风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服目前桥梁检测效率低、安全性差的不足，提供一种实用性强、快速、安全的自稳定桥梁检测装置，用于桥梁上部结构的快速、自动检测。
5.针对目前桥梁检测时检测人员使用桥梁检测车耗时耗力，资源消耗大，故实用新型本装置；针对其它的检测装置使用中装置晃动大，配置的设备在使用时桥梁病害拍摄的图像不清晰、桥梁病害定位不够准确等，本实用新型解决了这一问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下方案：一种桥梁结构自稳定检测装置，包括：底座、竖臂外架、竖臂内架、升降液压杆、第二回转限位器、第二回转转盘、第二回转驱动电机、第二回转驱动齿轮、横杆主架、横杆副架、伸缩驱动电机、横杆收放液压杆、横杆前端斜臂、横杆前端斜臂转动电机、行走臂、行走臂转动电机、竖臂收放液压杆、平行四边形回转机构、收放液压杆、检测车驱动轮和第一回转限位器；所述底座上设置有第一回转转盘和第一回转限位器，第一回转转盘由第一回转驱动电机驱动；第一回转转盘一侧通过转轴与平行四边形回转机构连接，另一侧通过收放液压杆与平行四边形回转机构连接;平行四边形回转机构通过竖臂收放液压杆与竖臂外架连接；升降液压杆由升降液压杆缸筒和升降液压杆活塞杆组成；竖臂外架内部设置有竖臂内架，竖臂外架与升降液压杆缸筒连接，竖臂内架通过第二回转转盘与升降液压杆活塞杆连接；第二回转转盘由第二回转驱动电机通过第二回转驱动齿轮驱动；横杆收放液压杆一端连接横杆主架，另一端连接第二回转转盘下方托架；托架上设置有第二回转限位器；横杆主架外嵌套有横杆副架，横杆主架与横杆副架间设置滑动轴承；横杆副架侧板下缘为齿条，横杆主架上设置有横杆副架伸缩驱动电机通过驱动齿轮驱动横杆副架；横杆副架前端通过横杆前端斜臂连接有行走臂；横杆前端斜臂由横杆前端斜臂转动电机驱动；横杆副架前部设置有行走臂；底座前后两侧分别设置有检测车驱动轮。
7.进一步地，行走臂由行走臂转动电机驱动；行走臂转动电机与连接栓连接；滚轮连
杆一端通过压力传感器与连接栓连接，另一端设置有行走滚轮；行走臂外壳一端与连接栓连接，另一端设置有限位装置，限位装置与连接栓之间设置有减震弹簧。
8.进一步地，还设置有微电脑，所述微电脑与升降液压杆、第一回转驱动电机、第二回转驱动电机、伸缩驱动电机、横杆收放液压杆、竖臂收放液压杆、收放液压杆、横杆前端斜臂转动电机、行走臂转动电机和压力传感器通过数据线连接。
9.进一步地，横杆副架和/或横杆主架上设置有设备连接平台。
10.进一步地，设备连接平台上设置有距离监测传感器和图像监测传感器。
11.进一步地，检测车驱动轮设置有路码表，路码表与微电脑通过数据线连接。
12.操作过程：（1）检测车就位，驱动轮20就位；（2）检测架竖臂收放液压杆17伸长，检测架抬高；（3）平行四边形回转机构收放液压杆19伸长使检测架倾斜，第一回转转盘逆时针转90
°
，液压杆19继续伸长将检测架调整为于桥面护墙外侧呈竖直状态；（4）检测架横杆收放液压杆9伸长使横杆调至水平；（5）竖臂升降液压杆伸长，竖臂内架2降低至使横杆处于低于梁底的合适高度；（6）第二回转驱动电机7启动，驱动横杆转入梁底下方使其保持合适的工作角度（一般与桥纵向轴线垂直）；（7）副架伸缩驱动电机12启动，使副架11伸至最长；（8）电机13启动，使横杆前端斜臂14转动就位；（9）电机15启动，使水平向、竖直向行走臂16打开；（10）控制竖臂升降液压杆缩短，竖臂内架升高使竖直向行走臂16与梁底适当接触；（11）控制副架11缩回使水平向行走臂16与主梁侧面适当接触；（12）微电脑继续控制调节竖臂内架2的升降量及横杆副架11的伸缩量，确保行走臂16处于设定的压力值；（13）检测架调整到位后，开启避障监测传感器，开启桥梁检测仪器设备与传感器，检测车缓慢行走，检测架随着平稳移动，检测工作即可正常开展；（14）检测作业过程中，微电脑自动控制调节竖臂内架的升降量及横杆副架的伸缩量，确保行走臂始终保持在设定的压力值，实现检测横杆的自稳定，或调节横杆的空间位置以适应主梁宽度、高度的变化；（15）检测完毕后，逆向操作即可收起检测架。
13.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
14.（1）与现有的检测架相比，本实用新型在桥检车移动的过程中出现因桥面不平整、风荷载或其他因素导致检测架有较大幅度晃动时，行走臂与梁体相对位置的变化会引起其压力的实时变化，行走臂内置压力传感器实时将压力值传递到微电脑，并于设定值进行比较，当压力值超安全范围时，微电脑自动控制调节竖臂内架的升降量及横杆副架的伸缩量，确保行走臂始终保持在设定的压力值，使得作业过程中检测架横杆不出现干扰晃动，从而实现检测装置的自稳定。
15.（2）可适用于桥跨主梁宽度、高度在一定范围渐变的作业环境。当桥跨主梁宽度渐变时，引起水平向行走臂压力值随之改变，微电脑根据压力值与设定值的差异适时控制调节横杆副架的伸缩量，保持水平向行走臂压力值在正常行驶压力范围；当桥跨主梁高度渐变时，引起竖直向行走臂压力值随之改变，微电脑根据压力值与设定值的差异适时控制调节竖臂内架的升降量，保持竖直向行走臂压力值在正常行驶压力范围。
16.（3）行走臂内置缓冲弹簧及限位装置，具有抑制检测架横杆晃动的作用。
17.（4）检测车驱动轮通过安装路码表记录行驶距离，对检测装置作业时所处桥跨的纵向位置进行准确定位；检测架横杆上设置距离、图像监测传感器，进行距障碍物的距离及障碍物成像实时监测，距离小于限值时报警，并通过微电脑自动控制行走轮实施制动，实现
检测架横杆的避障功能。
18.综上所述，本实用新型可适应桥跨主梁宽度、高度在一定范围渐变的作业环境，具有自稳定、自动制动与避障功能，为桥梁检测提供平稳、安全的作业平台，实现对桥梁上部结构的快速、自动检测。
附图说明
19.图1是本实用新型结构工作状态示意图；
20.图2是检测架收起示意图；
21.图3是检测架展开示意图；
22.图4是检测架竖臂结构（a-a截面）示意图；
23.图5是横杆主架结构（b-b截面）示意图；
24.图6是横杆副架嵌套于主架（c-c截面）示意图；
25.图7是横杆副架伸缩构造（d-d截面）示意图；
26.图8是横杆副架结构（e-e截面）示意图；
27.图9是行走臂结构示意图。
28.附图标记：
29.1、竖臂外架；2、竖臂内架；3、升降液压杆缸筒；4、升降液压杆活塞杆；5、第二回转限位器；6、第二回转转盘；7、第二回转驱动电机；8、第二回转驱动齿轮；9、横杆收放液压杆；10、横杆主架；11、横杆副架；1101、横杆副架壳体；1102、滑动轴承；12、横杆副架伸缩驱动电机；1201、横杆副架伸缩驱动电机；1202、驱动齿轮；13、横杆前端斜臂转动电机；14、横杆前端斜臂；15、行走臂转动电机；16、行走臂；1602、连接栓；1603、行走臂转动电机；1604、压力传感器；1605、减震弹簧；1606、行走臂外壳；1607、限位装置；1608、滚轮连杆；1609、行走滚轮；17、竖臂收放液压杆；18、平行四边形回转机构；19、平行四边形回转机构收放液压杆；20、检测车驱动轮；21、第一回转限位器；22、护墙；23、桥面；24、主梁。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
31.实施案例：结合图1～8，一种桥梁结构自稳定检测装置，包括：底座、竖臂外架1、竖臂内架2、升降液压杆、第二回转限位器5、第二回转转盘6、第二回转驱动电机7、第二回转驱动齿轮8、横杆主架10、横杆副架11、伸缩驱动电机12、横杆收放液压杆9、横杆前端斜臂14、横杆前端斜臂转动电机13、行走臂16、竖臂收放液压杆17、平行四边形回转机构18、收放液压杆19、检测车驱动轮20和第一回转限位器21；所述底座上设置有第一回转转盘和第一回转限位器21，第一回转转盘由第一回转驱动电机驱动；所述第一回转转盘一侧通过转轴与平行四边形回转机构18连接，另一侧通过收放液压杆19与平行四边形回转机构18连接;所述平行四边形回转机构18通过竖臂收放液压杆17与竖臂外架1连接；所述升降液压杆由升降液压杆缸筒3和升降液压杆活塞杆4组成；所述竖臂外架1内部设置有竖臂内架2，竖臂外
架1与升降液压杆缸筒3连接，竖臂内架2通过第二回转转盘6与升降液压杆活塞杆4连接；所述第二回转转盘6由第二回转驱动电机7通过第二回转驱动齿轮8驱动，第二回转转盘6由驱动齿轮8带动，动力由驱动电机7提供，通过控制驱动齿轮的转动角度，准确控制检测架横杆垂直于桥梁轴线的作业角度；所述横杆收放液压杆9一端连接横杆主架10，另一端连接第二回转转盘6下方托架，通过横杆收放液压杆9的伸缩实现横杆主架10的收放；所述托架上设置有第二回转限位器5，用于限制检测架横杆转动角度为0～180
°
；横杆主架10为中空嵌合结构，横杆主架10外嵌套有横杆副架11，横杆主架10与横杆副架11间设置滑动轴承1102；所述横杆副架11侧板下缘为齿条，横杆主架10上设置有横杆副架伸缩驱动电机12通过驱动齿轮1202驱动横杆副架11；横杆副架11前端通过横杆前端斜臂14连接有行走臂16；横杆前端斜臂14由横杆前端斜臂转动电机13驱动；横杆副架11前部设置有行走臂16；所述底座前后两侧分别设置有检测车驱动轮20。
32.如图9所示，行走臂16由行走臂转动电机1603驱动；行走臂转动电机1603与连接栓1602连接；滚轮连杆1608一端通过压力传感器1604与连接栓1602连接，另一端设置有行走滚轮1609；行走臂外壳1606一端与连接栓1602连接，另一端设置有限位装置1607，限位装置1607与连接栓1602之间设置有减震弹簧1605。
33.优选地，还设置有微电脑，所述微电脑与升降液压杆、第一回转驱动电机、第二回转驱动电机7、伸缩驱动电机12、横杆收放液压杆9、竖臂收放液压杆17、收放液压杆19、横杆前端斜臂转动电机13、行走臂转动电机1603和压力传感器1604通过数据线连接。行走臂16内置压力传感器1604，行走臂16的作业压力值可设定，微电脑控制调节竖臂内架2的升降量及横杆副架11的伸缩量，确保行走臂16始终保持在设定的压力值，使得作业过程中检测架横杆不出现干扰晃动，从而实现该桥梁结构检测装置的自稳定；同时，利用压力监测调控功能，使得该装置适用于桥跨主梁宽度、高度在一定范围渐变的作业环境。
34.优选地，横杆副架11和/或横杆主架10上设置有设备连接平台。
35.优选地，设备连接平台上设置有距离监测传感器和图像监测传感器，进行距障碍物的距离及障碍物成像实时监测，距离小于限值时报警，并通过微电脑自动控制行走轮实施制动，实现检测架横杆的避障功能。
36.优选地，检测车驱动轮20设置有路码表，路码表与微电脑通过数据线连接，记录行驶距离，对检测装置作业时所处桥跨的纵向位置进行准确定位。
37.检测架作业时，横杆副架11伸出，斜臂14由转动电机13驱动就位，行走臂16由行走臂转动电机1603驱动就位；作业过程中，微电脑控制调节竖臂内架2的升降量及横杆副架11的伸缩量，确保行走臂16始终保持在设定的压力值；横杆副架伸缩驱动电机12位于横杆主架10前端底面，由横杆副架伸缩驱动电机12通过齿轮驱动副架侧板下缘的齿条实现横杆副架11的伸缩；第一回转限位器21用于限制第一回转转盘逆时针旋转90
°
即停止并固定；平行四边形回转机构收放液压杆19通过伸缩控制平行四边形回转机构18的收放；竖臂收放液压杆17通过伸缩控制检测架的收放；平行四边形回转机构18是检测车连接检测架竖臂且跨越护墙等障碍物的连接部件；检测车由驱动轮20控制前进、倒车行走，护墙为桥面左、右侧的防护设施，沿桥梁纵向设置，可作为检测车行驶时的平行参考物；桥面为检测结构物的上表面，其左、右侧边缘一般设有纵向标线，检测车可沿标线行驶。
38.检测装置既可采用微电脑自动操控也可手动操控。
39.检测装置上各配件及部件均为市场上采购的符合技术要求的产品，或按技术要求订购的或加工的产品，检测架各结构部件采用强度高的轻质材料。
40.工作原理：
41.（1）检测车就位，驱动轮20就位；（2）检测架竖臂收放液压杆17伸长，检测架抬高；（3）平行四边形回转机构收放液压杆19伸长使检测架倾斜，第一回转转盘逆时针转90
°
，平行四边形回转机构收放液压杆19继续伸长将检测架调整为于桥面护墙外侧呈竖直状态；（4）检测架横杆收放液压杆9伸长使横杆调至水平；（5）竖臂升降液压杆伸长，竖臂内架2降低至使横杆处于低于梁底的合适高度；（6）第二回转驱动电机7启动，驱动横杆转入梁底下方使其保持合适的工作角度（一般与桥纵向轴线垂直）；（7）副架伸缩驱动电机12启动，使横杆副架11伸至最长；（8）横杆前端斜臂转动电机13启动，使横杆前端斜臂14转动就位；（9）行走臂转动电机15启动，使水平向、竖直向行走臂16打开；（10）控制竖臂升降液压杆缩短，竖臂内架升高使竖直向行走臂16与梁底适当接触；（11）控制横杆副架11缩回使水平向行走臂16与主梁侧面适当接触；（12）微电脑继续控制调节竖臂内架2的升降量及横杆副架11的伸缩量，确保行走臂16处于设定的压力值；（13）检测架调整到位后，开启避障监测传感器，开启桥梁检测仪器设备与传感器，检测车缓慢行走，检测架随着平稳移动，检测工作即可正常开展；（14）检测作业过程中，微电脑自动控制调节竖臂内架的升降量及横杆副架的伸缩量，确保行走臂始终保持在设定的压力值，实现检测横杆的自稳定，或调节横杆的空间位置以适应主梁宽度、高度的变化；（15）检测完毕后，逆向操作即可收起检测架。检测车驱动轮通过安装路码表记录行驶距离，对检测装置作业时所处桥跨的纵向位置进行准确定位；检测架横杆上设置距离、图像监测传感器，进行距障碍物的距离及障碍物成像实时监测，距离小于限值时报警，并通过微电脑自动控制行走轮实施制动，实现检测架横杆的避障功能。本实用新型为桥梁检测提供平稳、安全的作业平台，实现对桥梁上部结构的快速、自动检测。
42.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。