專利名稱：一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁檢測(cè)、維修的設(shè)備，尤其是涉及一種智能化與人工兩用橋梁 檢測(cè)車。
背景技術(shù)：
橋梁建設(shè)是國家重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，橋梁工程是關(guān)系社會(huì)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的生 命線工程。橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，巨大的資金投入，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的顯赫作用，使得人們對(duì) 橋梁的安全性、耐久性越來越重視。與此同時(shí)，我國的橋梁面臨著與國際上眾多國家的橋梁 同樣的問題，那就是有一大批橋梁已進(jìn)入“老齡”階段，一些橋梁早已出現(xiàn)各種“病害”，卻常 年帶“病”運(yùn)營，潛伏著巨大的安全隱患。此外，因當(dāng)初的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)今的實(shí)際荷載 條件已不相稱而帶來的結(jié)構(gòu)安全的檢測(cè)評(píng)估問題；很多橋梁承載能力不足、橋面寬度不符 合當(dāng)前的行車要求。不及時(shí)消除橋梁建設(shè)、運(yùn)行中的安全隱患，勢(shì)必造成經(jīng)濟(jì)和人員的巨大 損失，而不合理的、過早的改造又是一項(xiàng)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，將耗費(fèi)大量資金，并引發(fā)交通中 斷等許多社會(huì)問題。超期超載使用的各種危橋、舊橋不在少數(shù)，車毀人亡的橋梁事故時(shí)有發(fā) 生。為提高橋梁管理水平，必須重視橋梁檢測(cè)，采用先進(jìn)的橋梁檢測(cè)車則可大大提高檢測(cè)的 精度和工作效率。
目前，橋梁檢測(cè)車的上裝工作裝置有折疊式和桁架式兩種結(jié)構(gòu)形式。在我國，橋梁 檢測(cè)車尚處于個(gè)別廠家的很小批量生產(chǎn)階段，主要以折疊臂式為主，但折疊臂式檢測(cè)車由 于其工作狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性問題，在實(shí)際的使用效果差，市場(chǎng)推廣很不理想；進(jìn)口的橋梁檢測(cè) 車絕大部分都是桁架式的，但目前國內(nèi)外的橋梁檢測(cè)車，也只是提供了一個(gè)進(jìn)行橋梁檢測(cè) 的工作平臺(tái)，還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)方面的功能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種智能化與 人工兩用橋梁檢測(cè)車，其工作機(jī)動(dòng)靈活、靈敏度高、工作效率高，操作靈活方便、不中斷交 通，可靠性高、穩(wěn)定性好、安全性好，成本低，功能完備、使用效果好，便于推廣使用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種智能化與人工兩用橋梁檢 測(cè)車，包括車體和設(shè)置在車體底盤上的副車架，所述副車架上設(shè)置有桁架式工作裝置、用于 實(shí)現(xiàn)桁架式工作裝置的直線或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的液壓系統(tǒng)、用于整車的動(dòng)作控制的車輛控制系統(tǒng) 和用于提高整車工作穩(wěn)定性的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，所述桁架式工作裝置與液壓系統(tǒng)相接，所述液壓 系統(tǒng)與車輛控制系統(tǒng)相接，其特征在于還包括對(duì)橋梁外觀進(jìn)行掃描、分析和傳輸?shù)膱D像采 集與分析系統(tǒng)；所述桁架式工作裝置包括與副車架連接的底座、與底座連接的主桁架、與主 桁架連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接的工作平臺(tái)，所述工作平臺(tái)為由內(nèi)工作平臺(tái)和外工 作平臺(tái)構(gòu)成的兩節(jié)伸縮臂式結(jié)構(gòu)；所述車輛控制系統(tǒng)包括主控制器和與主控制器相接并用 于實(shí)現(xiàn)主控制器與設(shè)置在駕駛室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)間雙向通信的通信模塊，所述主控制器的輸 入端接控制盒和位置檢測(cè)傳感器，所述主控制器接收控制盒發(fā)出的控制信號(hào)或位置檢測(cè)傳4感器檢測(cè)到的工作狀態(tài)信號(hào)并經(jīng)過分析處理后輸出控制信號(hào)給接在其輸出端的顯示模塊、 報(bào)警模塊和多路組合閥，所述多路組合閥與液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件相接并用于控制執(zhí)行元 件的工作；所述穩(wěn)定機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在副車架頂端的靜平衡重和動(dòng)平衡重以及設(shè)置在副車架 底端的穩(wěn)定輪，所述動(dòng)平衡重和穩(wěn)定輪均通過穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸與副車架相接；所述圖像采集 與分析系統(tǒng)包括安裝在車體駕駛室內(nèi)的圖像采集與分析中心和與圖像采集與分析中心相 接的雷達(dá)測(cè)距儀、里程計(jì)、全景攝像系統(tǒng)、檢測(cè)攝像系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置，所述 雷達(dá)測(cè)距儀和里程計(jì)均安裝在車體右側(cè)后車輪輪輞上且分別對(duì)橋梁檢測(cè)點(diǎn)位置的X坐標(biāo) 和Y坐標(biāo)進(jìn)行采集，所述全景攝像系統(tǒng)通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置安裝在外工作平臺(tái)的 護(hù)欄上端且在外工作平臺(tái)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)、所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及 驅(qū)動(dòng)裝置安裝在內(nèi)工作平臺(tái)的護(hù)欄上端且在內(nèi)工作平臺(tái)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
所述底座通過銷軸與副車架連接，所述底座的頂部安裝有用于供主桁架上下滑動(dòng) 的導(dǎo)軌，所述主桁架通過升降主油缸安裝在導(dǎo)軌上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承軸承與主 桁架連接，所述工作平臺(tái)通過銷軸和油缸與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述工作平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)間還 連接有供工作人員行走使用的旋轉(zhuǎn)梯子。
所述底座為由底座本體和底座滑套構(gòu)成的滑套式伸縮結(jié)構(gòu)，所述底座滑套內(nèi)部底 端通過軸承安裝有用于舉升的舉升油缸，所述底座本體通過軸承安裝在舉升油缸的頂端， 所述底座滑套套裝在底座本體的底端。
所述回轉(zhuǎn)支承軸承為無間隙的軸承。
所述升降主油缸的油缸底座為十字軸結(jié)構(gòu)。
所述主控制器為PLC控制器。
所述全景攝像系統(tǒng)由全景云臺(tái)和安裝在全景云臺(tái)上的全景攝像機(jī)構(gòu)成；所述檢測(cè) 攝像系統(tǒng)由檢測(cè)云臺(tái)和安裝在檢測(cè)云臺(tái)上的檢測(cè)攝像機(jī)構(gòu)成；所述圖像采集與分析中心包 括安裝有機(jī)器視覺專用視頻采集卡和智能化橋檢車軟件的64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及與64 位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相接的兩臺(tái)21寸液晶顯示器和兩個(gè)云臺(tái)控制器；所述機(jī)器視覺專用視 頻采集卡與全景攝像機(jī)和檢測(cè)攝像機(jī)相接，所述64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與雷達(dá)測(cè)距儀和里 程計(jì)相接。
所述攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置由直流電機(jī)、與直流電機(jī)相連的同步帶和平行位于 同步帶下方的直線導(dǎo)軌構(gòu)成，所述全景攝像系統(tǒng)固定在同步帶和直線滑軌上，所述檢測(cè)攝 像系統(tǒng)固定在同步帶和直線滑軌上，所述直線滑軌與內(nèi)工作平臺(tái)的護(hù)欄上端和外工作平臺(tái) 的護(hù)欄上端相配合且在直流電機(jī)的帶動(dòng)下在內(nèi)工作平臺(tái)的護(hù)欄上端和外工作平臺(tái)的護(hù)欄 上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
所述全景攝像機(jī)和檢測(cè)攝像機(jī)均為內(nèi)部集成有解碼器的攝像機(jī)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、工作機(jī)動(dòng)靈活、靈敏度高、工作效率高本發(fā)明增加配備了對(duì)橋梁外觀進(jìn)行自動(dòng) 掃描的全景攝像系統(tǒng)和檢測(cè)攝像系統(tǒng)，且全景攝像系統(tǒng)和檢測(cè)攝像系統(tǒng)中均采用高分辨率 的攝像機(jī)和云臺(tái)，將全景攝像系統(tǒng)和檢測(cè)攝像系統(tǒng)通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置安裝在工 作平臺(tái)的護(hù)欄上端，實(shí)現(xiàn)了攝像系統(tǒng)在工作平臺(tái)上的直線往復(fù)，能夠快速、便捷地對(duì)橋梁外 觀進(jìn)行自動(dòng)掃描，且實(shí)時(shí)將掃描到的圖像信息傳輸?shù)綀D像采集與分析中心，圖像采集與分 析中心中的64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過智能化橋檢車軟件對(duì)掃描到的圖像信息進(jìn)行分析處理，并通過2l寸液晶顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，供檢測(cè)人員觀察1分析1存儲(chǔ)等操作，實(shí)現(xiàn)了整
個(gè)橋梁檢測(cè)的自動(dòng)化和人工檢測(cè)兩種功能，工作機(jī)動(dòng)靈活，且靈敏度和工作效率高。
21操作靈活方便1不中斷交通本發(fā)明的桁架式工作裝置由底座1主桁架1旋轉(zhuǎn)機(jī)
構(gòu)和工作平臺(tái)構(gòu)成，且工作平臺(tái)采用由內(nèi)工作平臺(tái)和外工作平臺(tái)構(gòu)成的兩節(jié)伸縮臂式結(jié)
構(gòu)，使用時(shí)，將該橋梁檢測(cè)車停靠在橋邊，檢測(cè)人員能夠方便地從橋面進(jìn)入平臺(tái)或返回橋
面，操作靈活方便，不中斷交通。
31可靠性高1穩(wěn)定性好1安全性好本發(fā)明采用動(dòng)平衡重與靜平衡重相結(jié)合的穩(wěn)定
機(jī)構(gòu)，還配備了穩(wěn)定輪，其縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性都能滿足實(shí)際使用的需求，而且旋轉(zhuǎn)機(jī)
構(gòu)與主桁架采用無間隙的回轉(zhuǎn)支承軸承連接，確保了桁架式工作裝置伸出車外時(shí)檢測(cè)車不
會(huì)發(fā)生傾翻，可靠性高，穩(wěn)定性好；升降主油缸的油缸底座為十字軸結(jié)構(gòu)，有效改善了升降
主油缸的受力，避免了主桁架的變形對(duì)升降主油缸伸縮的影響，不易出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，不僅大
大提高了升降主油缸的使用壽命，而且還保證了工作人員的安全。
41成本低本發(fā)明采用通用底盤車車體，再加上自主開發(fā)的桁架式工作裝置1液壓
系統(tǒng)1車輛控制系統(tǒng)1穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和圖像采集與分析系統(tǒng)，使橋梁檢測(cè)車的成本大為降低，其
造價(jià)約為進(jìn)口的50％。
51功能完備1使用效果好本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化檢測(cè)和人工檢測(cè)兩種功能，提高了
檢測(cè)效率和精度，而且減小了勞動(dòng)強(qiáng)度；通過設(shè)置滑套式伸縮結(jié)構(gòu)的底座，實(shí)現(xiàn)了不同人行
道寬度橋梁的檢測(cè)，功能完備且使用效果好。
61便于推廣使用本發(fā)明針對(duì)高等級(jí)公路和普通公路橋梁的不同特點(diǎn)，可將工作
平臺(tái)的長度設(shè)計(jì)為14m一20m，可將人行道跨度參數(shù)從結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為伸縮可調(diào)式，變化幅度為
1．4m一2．1m，擴(kuò)大了本發(fā)明的使用范圍，便于推廣使用。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖l為本發(fā)明在行車狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明在工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明在工作狀態(tài)時(shí)底座與主桁架的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明全景攝像系統(tǒng)1檢測(cè)攝像系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置的連接結(jié)
構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明車輛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明圖像采集與分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明 卜車體；2一桁架式工作裝置；2一卜底座； 2—11一導(dǎo)軌；2一12一軸承；2一13一底座本體； 2一14一底座滑套； 2一15一舉升油缸；2—2一主桁架； 2—3一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2—4卜內(nèi)工作平臺(tái)； 2—42一外工作平臺(tái)； 2—5一回轉(zhuǎn)支承軸承；2—6一旋轉(zhuǎn)梯子；3一卜多路組合閥； 3—2一穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸；3—3一升降主油缸； 4一車輛控制系統(tǒng)；
4-1-主控制器；4-2-通信模塊；4-3-控制盒；
4-4-位置檢測(cè)傳感4-5-顯示模塊；4-6-報(bào)警模塊；
器；
5-副車架；6-1-靜平衡重；6-2-動(dòng)平衡重；
6-3-穩(wěn)定輪；7-1-圖像采集與分析7-11-64位工業(yè)控制
中心；計(jì)算機(jī)；
7-12-機(jī)器視覺專用7-13-21寸液晶顯示7-14-云臺(tái)控制器;
視頻采集卡；器；
7-2-雷達(dá)測(cè)距儀；7-3-里程計(jì)；7-4-全景攝像系統(tǒng)；
7-41-全景云臺(tái)；7-42-全景攝像機(jī)；7-5-檢測(cè)攝像系統(tǒng)；
7-51-檢測(cè)云臺(tái)；7-52-檢測(cè)攝像機(jī)；7-6-攝像系統(tǒng)運(yùn)載及
驅(qū)動(dòng)裝置；
7-61-直流電機(jī)；7-62-同步帶；7-63-直線導(dǎo)軌。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3和圖6所示，本發(fā)明包括車體1和設(shè)置在車體1底盤上的副車架 5，所述副車架5上設(shè)置有桁架式工作裝置2、用于實(shí)現(xiàn)桁架式工作裝置2的直線或旋轉(zhuǎn)動(dòng) 作的液壓系統(tǒng)、用于整車的動(dòng)作控制的車輛控制系統(tǒng)4和用于提高整車工作穩(wěn)定性的穩(wěn)定 機(jī)構(gòu)，所述桁架式工作裝置2與液壓系統(tǒng)相接，所述液壓系統(tǒng)與車輛控制系統(tǒng)4相接，還包 括對(duì)橋梁外觀進(jìn)行掃描、分析和傳輸?shù)膱D像采集與分析系統(tǒng)；所述桁架式工作裝置2包括 與副車架5連接的底座2-1、與底座2-1連接的主桁架2-2、與主桁架2-2連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 2-3和與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-3連接的工作平臺(tái)，所述工作平臺(tái)為由內(nèi)工作平臺(tái)2-41和外工作平臺(tái) 2-42構(gòu)成的兩節(jié)伸縮臂式結(jié)構(gòu)，工作平臺(tái)的長度可以設(shè)計(jì)為14m-20m;所述車輛控制系統(tǒng)4 包括主控制器4-1和與主控制器4-1相接并用于實(shí)現(xiàn)主控制器4-1與設(shè)置在駕駛室內(nèi)的監(jiān) 控系統(tǒng)間雙向通信的通信模塊4-2，所述主控制器4-1的輸入端接控制盒4-3和位置檢測(cè)傳 感器4-4，所述主控制器4-1接收控制盒4-3發(fā)出的控制信號(hào)或位置檢測(cè)傳感器4-4檢測(cè)到 的工作狀態(tài)信號(hào)并經(jīng)過分析處理后輸出控制信號(hào)給接在其輸出端的顯示模塊4-5、報(bào)警模 塊4-6和多路組合閥3-1，所述多路組合閥3-1與液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件相接并用于控制執(zhí) 行元件的工作，其中，液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件為連接在各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位的各種油缸，液壓系統(tǒng) 還包括通過液壓管路相連的油箱、液壓泵、液壓馬達(dá)和多路組合閥；所述穩(wěn)定機(jī)構(gòu)包括設(shè)置 在副車架5頂端的靜平衡重6-1和動(dòng)平衡重6-2以及設(shè)置在副車架5底端的穩(wěn)定輪6-3， 所述動(dòng)平衡重6-2和穩(wěn)定輪6-3均通過穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸3-2與副車架5相接，采用動(dòng)平衡重 6-2與靜平衡重6-1相結(jié)合的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)并配備穩(wěn)定輪，使得整個(gè)橋梁檢測(cè)車的縱向穩(wěn)定性 和橫向穩(wěn)定性都能滿足實(shí)際使用的需求；所述圖像采集與分析系統(tǒng)包括安裝在車體1駕駛 室內(nèi)的圖像采集與分析中心7-1和與圖像采集與分析中心7-1相接的雷達(dá)測(cè)距儀7-2、里程 計(jì)7-3、全景攝像系統(tǒng)7-4、檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5和攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置7-6，所述雷達(dá)測(cè) 距儀7-2和里程計(jì)7-3均安裝在車體1右側(cè)后車輪輪輞上且分別對(duì)橋梁檢測(cè)點(diǎn)位置的X坐 標(biāo)和Y坐標(biāo)進(jìn)行采集，所述全景攝像系統(tǒng)7-4通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置7-6安裝在外 工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端且在外工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)、所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置7-6安裝在內(nèi)工作平臺(tái)2-41的護(hù)欄上端且在內(nèi)工作 平臺(tái)2-41的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，所述底座2-1通過銷軸與副車架5連接，所 述底座2-1的頂部安裝有用于供主桁架2-2上下滑動(dòng)的導(dǎo)軌2-11，所述主桁架2-2通過升 降主油缸3-3安裝在導(dǎo)軌2-11上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-3通過回轉(zhuǎn)支承軸承2-5與主桁架2_2 連接，所述工作平臺(tái)通過銷軸和油缸與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-3連接，所述工作平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-3間 還連接有供工作人員行走使用的旋轉(zhuǎn)梯子2-6。
結(jié)合圖4，本實(shí)施例中，所述底座2-1為由底座本體2-13和底座滑套2_14構(gòu)成的 滑套式伸縮結(jié)構(gòu)，所述底座滑套2-14內(nèi)部底端通過軸承2-12安裝有用于舉升的舉升油缸 2-15，所述底座本體2-13通過軸承2-12安裝在舉升油缸2_15的頂端，所述底座滑套2_14 套裝在底座本體2-13的底端，采用滑套式伸縮結(jié)構(gòu)的底座2-1以跨越帶有人行道的橋梁， 實(shí)現(xiàn)了 1.4m-2. Im人行道寬度橋梁的檢測(cè)，擴(kuò)大了該橋梁檢測(cè)車的使用范圍。所述回轉(zhuǎn)支 承軸承2-5為無間隙的軸承，可以保證工作平臺(tái)的工作穩(wěn)定。所述升降主油缸3-3的油缸 底座為十字軸結(jié)構(gòu)，有效改善了升降主油缸3-3的受力，避免了主桁架2-2的變形對(duì)升降主 油缸3-3伸縮的影響，不易出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，大大提高了升降主油缸3-3的使用壽命，且保證 了工作人員的安全。
如圖6所示，本實(shí)施例中，所述主控制器4-1為PLC控制器，主控制器4-1為整個(gè) 橋梁檢測(cè)車的中心控制單元，控制盒4-3發(fā)出的控制信號(hào)或位置檢測(cè)傳感器4-4檢測(cè)到的 工作狀態(tài)信號(hào)通過主控制器4-1傳遞到顯示模塊4-5、報(bào)警模塊4-6或多路組合閥3-1， 并通過多路組合閥3-1控制各個(gè)執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)作。具體使用了日本三菱公司PLC FX1N-60MR-D為該橋梁檢測(cè)車的控制器，該系列產(chǎn)品為三菱公司最多可控制128點(diǎn)的普及 型微型產(chǎn)品，不僅具有基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等功能外，配合特殊功能模塊 還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、PID運(yùn)算、過程控制、數(shù)字控制等功能，可與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模 塊還可以控制遠(yuǎn)方設(shè)備。采用該P(yáng)LC控制器作為本發(fā)明所述的橋梁檢測(cè)車的主控制器4-1， 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活；編程方便，易于使用；車輛控制系統(tǒng)4設(shè)計(jì)、 安裝、調(diào)試方便；維修方便，維修工作量小；功能完善。
如圖7所示，本實(shí)施例中，所述全景攝像系統(tǒng)7-4由全景云臺(tái)7-41和安裝在全景 云臺(tái)7-41上的全景攝像機(jī)7-42構(gòu)成；所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5由檢測(cè)云臺(tái)7_51和安裝在檢 測(cè)云臺(tái)7-51上的檢測(cè)攝像機(jī)7-52構(gòu)成；所述圖像采集與分析中心7-1包括安裝有機(jī)器視 覺專用視頻采集卡7-12和智能化橋檢車軟件的64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7-11以及與64位工 業(yè)控制計(jì)算機(jī)7-11相接的兩臺(tái)21寸液晶顯示器7-13和兩個(gè)云臺(tái)控制器7-14，其中，一臺(tái) 21寸液晶顯示器7-13用于顯示全景攝像系統(tǒng)7-4所采集到的橋梁的全部圖像信息，另一臺(tái) 21寸液晶顯示器7-13用于顯示檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5所采集到的橋梁檢測(cè)點(diǎn)的圖像信息，一 臺(tái)云臺(tái)控制器7-14用于控制全景云臺(tái)7-41的旋轉(zhuǎn)，另一臺(tái)云臺(tái)控制器用于控制檢測(cè)云臺(tái) 7-51的旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)器視覺專用視頻采集卡7-12與全景攝像機(jī)7-12和檢測(cè)攝像機(jī)7-22相 接，所述64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7-11與雷達(dá)測(cè)距儀7-2和里程計(jì)7-3相接。所述全景攝像機(jī) 7-42和檢測(cè)攝像機(jī)7-52均為內(nèi)部集成有解碼器的攝像機(jī)，采用16 X 1236高分辨率工業(yè) 攝像機(jī)、電動(dòng)三可變專業(yè)鏡頭。其中，智能化橋檢車軟件采用ACCESS數(shù)據(jù)庫編寫，在用戶需 要對(duì)橋面進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)時(shí)使用，是用戶用于完成橋面檢測(cè)和橋面數(shù)據(jù)采集的控制程序。主8要功能包括①檢測(cè)數(shù)據(jù)采集，包括全景圖像、檢測(cè)圖像以及各種相關(guān)采集參數(shù)；②檢測(cè)設(shè)備 控制，包括全景云臺(tái)、全景攝像機(jī)、檢測(cè)云臺(tái)和檢測(cè)攝像機(jī)等；③檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)各 種檢測(cè)數(shù)據(jù)以及病害數(shù)據(jù)；④檢測(cè)數(shù)據(jù)的全局瀏覽，依次瀏覽所有采集數(shù)據(jù)；⑤檢測(cè)數(shù)據(jù) 按查詢?yōu)g覽，按特定條件查詢并瀏覽查詢結(jié)果；⑥查詢輸出。
如圖2和圖5所示，本實(shí)施例中，所述攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置7-6由直流電機(jī) 7-61、與直流電機(jī)7-61相連的同步帶7-62和平行位于同步帶7-62下方的直線導(dǎo)軌7-63構(gòu) 成，所述全景攝像系統(tǒng)7-4固定在同步帶7-62和直線滑軌7-63上，所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)7_5 固定在同步帶7-62和直線滑軌7-63上，所述直線滑軌7-63與內(nèi)工作平臺(tái)2_41的護(hù)欄上 端和外工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端相配合且在直流電機(jī)7-61的帶動(dòng)下在內(nèi)工作平臺(tái)2-41 的護(hù)欄上端和外工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖像采集與分析系統(tǒng)能夠快速、 便捷地對(duì)橋梁外觀進(jìn)行自動(dòng)掃描，且實(shí)時(shí)將掃描到的圖像信息傳輸?shù)綀D像采集與分析中心 7-1，圖像采集與分析中心7-1中的64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7-11通過智能化橋檢車軟件對(duì)掃 描到的圖像信息進(jìn)行分析處理，并通過21寸液晶顯示器7-14進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，供檢測(cè)人員觀 察、分析、存儲(chǔ)等操作，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)橋梁檢測(cè)的自動(dòng)化和人工檢測(cè)兩種功能，工作機(jī)動(dòng)靈活， 且靈敏度和工作效率高。
本發(fā)明的工作過程是在桁架式工作裝置2展開以前，首先確保橋梁檢測(cè)車處于 怠速靜止?fàn)顟B(tài)，橋面基本平整，坡度不超過3 %，橋面風(fēng)速不超過lOm/s，確保手剎工作，液 壓系統(tǒng)帶載后，車輛控制系統(tǒng)4中的主控制器4-1發(fā)出控制信號(hào)給用于連接副車架5與穩(wěn) 定機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸3-2，穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸3-2推出動(dòng)平衡重6-2，以達(dá)到保持工作狀態(tài)時(shí) 整車的平衡，同時(shí)穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸3-2推出設(shè)置在副車架5底端的兩個(gè)穩(wěn)定輪6-3，以避免檢 測(cè)車輪胎的彈性變形對(duì)桁架式工作裝置2的影響，穩(wěn)定輪6-3的中心位置，就是整個(gè)桁架式 工作裝置2展開后的平衡中心。通過車載發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，液壓系統(tǒng)3按照操作者預(yù)先在車輛 控制系統(tǒng)4中設(shè)定的控制順序，在油缸及液壓馬達(dá)等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件的作用下，首先底座本 體2-13在舉升油缸2-15的推動(dòng)下滑出底座滑套2-14，完成桁架式工作裝置2的舉升，然后 桁架式工作裝置2整體側(cè)翻90°、桁架式工作裝置2旋轉(zhuǎn)90°，接著展開工作平臺(tái)、主桁架 2-2通過底座2-1上的導(dǎo)軌2-11垂直下降、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-3旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)工作平臺(tái)至橋下、到達(dá) 工作面，最后內(nèi)工作平臺(tái)2-41伸出外工作平臺(tái)2-42，整個(gè)桁架式工作裝置2的展開時(shí)間有 一定的要求，在位置檢測(cè)傳感器4-4所檢測(cè)到的參數(shù)正常的情況下由車輛控制系統(tǒng)4控制， 自動(dòng)完成所有的動(dòng)作；桁架式工作裝置2回收時(shí)，按照展開相反的動(dòng)作順序進(jìn)行。整個(gè)動(dòng)作 順序總結(jié)為①動(dòng)平衡重6-2推出；②穩(wěn)定輪6-3下降；③桁架式工作裝置2舉升；④桁架 式工作裝置2側(cè)翻90° ；⑤桁架式工作裝置2旋轉(zhuǎn)90° ；⑥工作平臺(tái)打開；⑦主桁架2-2垂 直下降；⑧工作平臺(tái)旋轉(zhuǎn)；⑨工作平臺(tái)伸縮；⑩整個(gè)桁架式工作裝置2的回收。當(dāng)工作平臺(tái) 伸縮完成后，全景攝像系統(tǒng)7-4在外工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)并對(duì)橋梁全景進(jìn) 行圖像采集，檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5在內(nèi)工作平臺(tái)2-41的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)并對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的橋 梁進(jìn)行圖像采集，全景攝像系統(tǒng)7-4和檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5所采集到的圖像信息均實(shí)時(shí)地傳 輸?shù)搅藞D像采集與分析中心7-1中的機(jī)器視覺專用視頻采集卡7-12中，64位工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)7-11通過智能化橋檢車軟件對(duì)掃描到的圖像信息進(jìn)行分析處理，并通過21寸液晶顯示 器7-14進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，供檢測(cè)人員觀察、分析、存儲(chǔ)等操作，并能在采用先進(jìn)的圖像處理識(shí) 別算法編制的相關(guān)軟件中自動(dòng)識(shí)別橋梁病害；在采集視頻圖像的同時(shí)，雷達(dá)測(cè)距儀7-2和9里程計(jì)7-3分別采集檢測(cè)點(diǎn)位置的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，并與其他相關(guān)信息同時(shí)寫入數(shù)據(jù)庫，在 圖像歷史記錄回放時(shí)利用這些數(shù)據(jù)能夠快速檢索定定位到要查找的圖像幀。另外，在圖像 采集與分析系統(tǒng)中加入多角度及多光譜照明燈，例如加入6個(gè)200W的多角度及多光譜照明 燈，均勻安裝在內(nèi)工作平臺(tái)2-41和外工作平臺(tái)2-42的上端，采用多角度和多光譜照明的成 像融合技術(shù)進(jìn)一步提高橋梁病害圖像的對(duì)比度；在內(nèi)工作平臺(tái)2-41和外工作平臺(tái)2-42的 上端端部安裝限位傳感器，用于防止全景攝像系統(tǒng)7-4滑出外工作平臺(tái)2-42的護(hù)欄上端， 防止檢測(cè)攝像系統(tǒng)7-5滑出內(nèi)工作平臺(tái)2-41的護(hù)欄上端。
在整個(gè)工作過程中，車輛控制系統(tǒng)4通過位置檢測(cè)傳感器4-4能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)塔側(cè)翻 90°的檢測(cè)和轉(zhuǎn)塔垂直旋轉(zhuǎn)90°的檢測(cè)，如果出現(xiàn)大于士3°的誤差，主控制器4-1將發(fā) 出報(bào)警控制信號(hào)給報(bào)警模塊4-6，報(bào)警模塊4-6發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示工作人員；車輛控制系統(tǒng) 4具備的程序控制及連鎖功能包括①剎車失靈，穩(wěn)定和展開操作不能進(jìn)行；②穩(wěn)定器輪子 不落地，后續(xù)動(dòng)作不能進(jìn)行；③嚴(yán)格按操作順序進(jìn)行，誤操作將被禁止；④塔樓的垂直-水 平度偏差士3°以上時(shí)，傳動(dòng)操作將被停止；⑤車輛接近斜坡水平度誤差超過士3°以上 時(shí)，傳動(dòng)操作將被停止；⑥檢測(cè)平臺(tái)接近橋梁時(shí)的障礙報(bào)警連鎖；⑦按工藝要求的順序監(jiān) 測(cè)和驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
綜上所述，本發(fā)明以先進(jìn)的橋梁檢測(cè)車為平臺(tái)，應(yīng)用新型的圖像采集技術(shù)和開發(fā) 圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別橋梁病害的特征參數(shù)，開發(fā)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)檢索軟 件；開發(fā)智能化橋檢車圖像采集與分析系統(tǒng)，能夠在檢測(cè)人員的控制下對(duì)橋梁外觀實(shí)施自 動(dòng)掃描，提高橋檢效率，并將掃描的高清晰圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂浦行模z測(cè)人員觀察、分 析、存儲(chǔ)等操作，還能夠?qū)蛄翰『ψ詣?dòng)識(shí)別，并觸發(fā)報(bào)警、記錄、存儲(chǔ)等聯(lián)動(dòng)事件。當(dāng)發(fā)現(xiàn) 橋梁病害后，檢測(cè)人員利用工作平臺(tái)對(duì)橋梁病害可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)深入檢查，同時(shí)也可進(jìn)行維修 加固，大大提高了橋梁檢測(cè)和維護(hù)的工作效率；另外，當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，利用該 桁架式橋梁檢測(cè)車人工也能完成橋梁檢測(cè)任務(wù)，具有自動(dòng)化和人工檢測(cè)兩種功能。
相關(guān)技術(shù)同時(shí)可以推廣到隧道檢測(cè)和路面檢測(cè)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，包括車體(1)和設(shè)置在車體(1)底盤上的副車 架(5)，所述副車架(5)上設(shè)置有桁架式工作裝置O)、用于實(shí)現(xiàn)桁架式工作裝置O)的直 線或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的液壓系統(tǒng)、用于整車的動(dòng)作控制的車輛控制系統(tǒng)(4)和用于提高整車工作 穩(wěn)定性的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，所述桁架式工作裝置(2)與液壓系統(tǒng)相接，所述液壓系統(tǒng)與車輛控制 系統(tǒng)(4)相接，其特征在于還包括對(duì)橋梁外觀進(jìn)行掃描、分析和傳輸?shù)膱D像采集與分析系 統(tǒng)；所述桁架式工作裝置( 包括與副車架( 連接的底座0-1)、與底座(2-1)連接的主 桁架0-2)、與主桁架(2- 連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2- 和與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2- 連接的工作平臺(tái)， 所述工作平臺(tái)為由內(nèi)工作平臺(tái)0-41)和外工作平臺(tái)0-42)構(gòu)成的兩節(jié)伸縮臂式結(jié)構(gòu)；所 述車輛控制系統(tǒng)(4)包括主控制器和與主控制器相接并用于實(shí)現(xiàn)主控制器 (4-1)與設(shè)置在駕駛室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)間雙向通信的通信模塊G-2)，所述主控制器(4-1)的 輸入端接控制盒(4- 和位置檢測(cè)傳感器G-4)，所述主控制器(4-1)接收控制盒(4-3) 發(fā)出的控制信號(hào)或位置檢測(cè)傳感器(4-4)檢測(cè)到的工作狀態(tài)信號(hào)并經(jīng)過分析處理后輸出 控制信號(hào)給接在其輸出端的顯示模塊G-5)、報(bào)警模塊(4-6)和多路組合閥(3-1)，所述多 路組合閥(3-1)與液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件相接并用于控制執(zhí)行元件的工作；所述穩(wěn)定機(jī)構(gòu) 包括設(shè)置在副車架( 頂端的靜平衡重(6-1)和動(dòng)平衡重(6-2)以及設(shè)置在副車架(5)底 端的穩(wěn)定輪(6-3)，所述動(dòng)平衡重(6- 和穩(wěn)定輪(6- 均通過穩(wěn)定機(jī)構(gòu)油缸(3- 與副 車架( 相接；所述圖像采集與分析系統(tǒng)包括安裝在車體(1)駕駛室內(nèi)的圖像采集與分析 中心(7-1)和與圖像采集與分析中心(7-1)相接的雷達(dá)測(cè)距儀(7-2)、里程計(jì)(7-3)、全景 攝像系統(tǒng)(7-4)、檢測(cè)攝像系統(tǒng)(7- 和攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置(7-6)，所述雷達(dá)測(cè)距儀 (7-2)和里程計(jì)(7- 均安裝在車體(1)右側(cè)后車輪輪輞上且分別對(duì)橋梁檢測(cè)點(diǎn)位置的X 坐標(biāo)和Y坐標(biāo)進(jìn)行采集，所述全景攝像系統(tǒng)(7-4)通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置(7-6)安 裝在外工作平臺(tái)0-42)的護(hù)欄上端且在外工作平臺(tái)0-42)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)、所述 檢測(cè)攝像系統(tǒng)(7-5)通過攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置(7-6)安裝在內(nèi)工作平臺(tái)0-41)的護(hù) 欄上端且在內(nèi)工作平臺(tái)0-41)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述底座 (2-1)通過銷軸與副車架(5)連接，所述底座的頂部安裝有用于供主桁架(2-2)上下 滑動(dòng)的導(dǎo)軌(2-11)，所述主桁架(2- 通過升降主油缸(3- 安裝在導(dǎo)軌0-11)上，所述 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2- 通過回轉(zhuǎn)支承軸承(2- 與主桁架(2- 連接，所述工作平臺(tái)通過銷軸和 油缸與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2-3)連接，所述工作平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)0-3)間還連接有供工作人員行走 使用的旋轉(zhuǎn)梯子0-6)。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述底 座為由底座本體0-13)和底座滑套0-14)構(gòu)成的滑套式伸縮結(jié)構(gòu)，所述底座滑 套0-14)內(nèi)部底端通過軸承0-12)安裝有用于舉升的舉升油缸(2-15)，所述底座本體 (2-13)通過軸承0-12)安裝在舉升油缸0-15)的頂端，所述底座滑套0-14)套裝在底座 本體0-13)的底端。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述回轉(zhuǎn) 支承軸承(2-5)為無間隙的軸承。
5.按照權(quán)利要求2所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述升降 主油缸(3-3)的油缸底座為十字軸結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述主控 制器(4-1)為PLC控制器。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述全景 攝像系統(tǒng)(7-4)由全景云臺(tái)(7-41)和安裝在全景云臺(tái)(7-41)上的全景攝像機(jī)(7_42)構(gòu) 成；所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)(7-5)由檢測(cè)云臺(tái)(7-51)和安裝在檢測(cè)云臺(tái)(7-51)上的檢測(cè)攝 像機(jī)(7-5 構(gòu)成；所述圖像采集與分析中心(7-1)包括安裝有機(jī)器視覺專用視頻采集卡 (7-12)和智能化橋檢車軟件的64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(7-11)以及與64位工業(yè)控制計(jì)算機(jī) (7-11)相接的兩臺(tái)21寸液晶顯示器(7-13)和兩個(gè)云臺(tái)控制器(7-14)；所述機(jī)器視覺專用 視頻采集卡(7-1 與全景攝像機(jī)(7-1 和檢測(cè)攝像機(jī)(7-2 相接，所述64位工業(yè)控制 計(jì)算機(jī)(7-11)與雷達(dá)測(cè)距儀(7- 和里程計(jì)(7- 相接。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述攝像 系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置(7-6)由直流電機(jī)(7-61)、與直流電機(jī)(7-61)相連的同步帶(7_62) 和平行位于同步帶(7-62)下方的直線導(dǎo)軌(7-63)構(gòu)成，所述全景攝像系統(tǒng)(7-4)固定在 同步帶(7-6 和直線滑軌(7-6 上，所述檢測(cè)攝像系統(tǒng)(7- 固定在同步帶(7-6 和直 線滑軌(7-63)上，所述直線滑軌(7-63)與內(nèi)工作平臺(tái)0-41)的護(hù)欄上端和外工作平臺(tái) (2-42)的護(hù)欄上端相配合且在直流電機(jī)(7-61)的帶動(dòng)下在內(nèi)工作平臺(tái)0-41)的護(hù)欄上端 和外工作平臺(tái)0-42)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
9.按照權(quán)利要求7所述的一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，其特征在于所述全景 攝像機(jī)(7-4 和檢測(cè)攝像機(jī)(7-5 均為內(nèi)部集成有解碼器的攝像機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化與人工兩用橋梁檢測(cè)車，包括車體、副車架、桁架式工作裝置、液壓系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)、穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和對(duì)橋梁外觀進(jìn)行掃描、分析和傳輸?shù)膱D像采集與分析系統(tǒng)；桁架式工作裝置包括底座、主桁架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和工作平臺(tái)，工作平臺(tái)為兩節(jié)伸縮臂式結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定機(jī)構(gòu)包括靜平衡重、動(dòng)平衡重和穩(wěn)定輪；圖像采集與分析系統(tǒng)包括圖像采集與分析中心、雷達(dá)測(cè)距儀、里程計(jì)、全景攝像系統(tǒng)、檢測(cè)攝像系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)運(yùn)載及驅(qū)動(dòng)裝置，全景攝像系統(tǒng)和檢測(cè)攝像系統(tǒng)在工作平臺(tái)的護(hù)欄上端做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明工作靈活、靈敏度高、工作效率高，操作方便、不中斷交通，可靠性高、穩(wěn)定性好、安全性好，成本低，功能完備，使用效果好、便于推廣使用。
文檔編號(hào)E01D19/10GK102041776SQ201010554980
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者呂彭民, 李淑慧, 楊一明, 郁錄平 申請(qǐng)人:呂彭民