一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统及测量方法 |
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| 申请号 | CN202310594870.5 | 申请日 | 2023-05-24 | 公开(公告)号 | CN116556186B | 公开(公告)日 | 2024-02-13 |
| 申请人 | 中建八局检测科技有限公司; | 发明人 | 赵晓龙; 方建祥; 李雪莲; 白超英; 刘锐; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 桥梁 裂缝测量技术领域，尤其是一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统及测量方法,包括安装架、清扫机构、检测机构和行走组件；清扫机构安装在安装架的一端、以对 桥面 的垃圾或灰尘进行清理；检测机构安装在安装架的另一端、以对桥面的裂缝进行检测测量；行走组件安装在安装架的底部、以驱使安装架整体在桥面上进行移动。本发明可以对同一检测点 位置 进行多次重复检测，大大提升检测数据的准确度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统，其特征在于，包括安装架（1）、清扫机构（2）、检测机构（3）和行走组件（4）；所述清扫机构（2）安装在安装架（1）的一端、以对桥面的垃圾或灰尘进行清理；所述检测机构（3）安装在安装架（1）的另一端、以对桥面的裂缝进行检测测量；所述行走组件（4）安装在安装架（1）的底部、以驱使安装架（1）整体在桥面上进行移动； |
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| 说明书全文 | 一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统及测量方法技术领域[0001] 本发明涉及桥梁测量技术领域，尤其涉及一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统及测量方法。 背景技术[0002] 桥梁病害表征主要为挠度加大、表面破损、裂缝出现、混凝土碳化，剥蚀及钢筋锈蚀、结构局部构造破坏及人为破坏等。大部分的病害都可以表现集中在裂缝方面，如挠度加大而出现裂缝、表面破损而出现表面裂缝、混凝土碳化造成钢筋锈蚀而产生的裂缝等等； [0003] 经检索，中国专利申请号为CN201810303481.1中公开了“一种用于市政桥梁工程的桥梁裂缝测量系统，其结构包括：探测器、支架、控制器、导轨、传动箱、底盘、驱动轮，探测器的上端水平固定在支架的下端，支架通过螺栓固定在控制器的底部，探测器的滑轮与导轨的内壁间隙配合，探测器的外壁垂直贯穿底盘内壁的中心，传动箱的底部水平焊接在底盘外壁的上端，驱动轮设有四个通过螺栓垂直安装在底盘的底”； [0004] 该类专利单次移动检测实现对桥面的检测，而单次检测的检测时检测精度较低，需要对同一检测点进行多次重复检测才能提升检测数据的精确度；另外，桥面上的检测区域可能会存在一些垃圾或者较厚的灰尘，而这些垃圾或者较厚的灰尘会对影响检测设备的检测结构，从而导致检测数据的精确度降低。 发明内容[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在检测精度较低的缺点，而提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0007] 设计一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统，包括安装架、清扫机构、检测机构和行走组件；所述清扫机构安装在安装架的一端、以对桥面的垃圾或灰尘进行清理；所述检测机构安装在安装架的另一端、以对桥面的裂缝进行检测测量；所述行走组件安装在安装架的底部、以驱使安装架整体在桥面上进行移动。 [0008] 进一步地，所述清扫机构包括清扫件和第一驱动件；所述清扫件安装在安装架的底部，所述第一驱动件安装在安装架的顶部、且输出端与清扫件连接。 [0009] 进一步地，所述清扫件包括空心轴、转盘、安装座、转动座、毛刷盘、第一锥齿轮、第一转轴和第二锥齿轮；所述空心轴贯穿安装架、且与安装架转动，所述转盘固定安装在空心轴的底部，所述安装座固定安装在转盘的底部，所述转动座的一端转动安装在安装座的内侧，所述转动座的另一端与毛刷盘固定连接，所述第一锥齿轮与转动座同轴固定连接，所述第一转轴贯穿空心轴、且与空心轴转动连接，所述第二锥齿轮固定安装在第一转轴的底部、且与第一锥齿轮啮合。 [0010] 进一步地，所述第一驱动件包括第一电机、第一齿轮、齿圈、固定架、第二齿轮、卷簧和第一不完全齿轮；所述第一电机固定安装在安装架的顶部，所述第一齿轮与第一不完全齿轮均固定安装在第一电机的输出轴上，所述齿圈固定安装在空心轴的顶部、且与第一齿轮啮合，所述固定架固定安装在安装架的顶部，所述第一转轴的顶端贯穿固定架、且与固定架转动连接，所述第二齿轮固定安装在第一转轴的顶部、且与第一不完全齿轮间歇性啮合，所述卷簧套设在第一转轴上，所述卷簧的一端与固定架固定连接，所述卷簧的另一端与第二齿轮固定连接。 [0011] 进一步地，所述检测机构包括平移件、第二驱动件和检测件；所述平移件安装在安装架的内侧，所述第二驱动件安装在第二驱动件外侧、以对平移件进行驱动；所述检测件安装在平移件上。 [0012] 进一步地，所述平移件包括两个第二转轴、两个传动链轮、链条、两个导向齿板、两个行走齿轮、第一连接轴和行走链轮；两个所述第二转轴均转动安装在安装架内侧、且两者平行设置，两个所述传动链轮分别固定安装在两个第二转轴的中部，两个所述传动链轮之间通过链条传动连接，两个所述导向齿板分别固定安装在安装架顶部的两端，两个所述行走齿轮分别安装在两个导向齿板上、且与相应的导向齿板啮合，所述第一连接轴固定安装在两个行走齿轮之间，所述行走链轮固定安装在第一连接轴的中部、且与链条的啮合。 [0013] 进一步地，所述第二驱动件包括第三齿轮、支架、第二电机、第二不完全齿轮、第四齿轮和第三不完全齿轮；所述第三齿轮固定安装在其中一个第二转轴的端部、且位于安装架的外侧，所述支架固定安装在安装架的外侧，所述第二电机固定安装在支架上，所述第二不完全齿轮与第三不完全齿轮均固定安装在第二电机的输出轴上，所述第二不完全齿轮与第三不完全齿轮的齿部完全错开，所述第二不完全齿轮与第三齿轮间歇性啮合，所述第四齿轮转动安装在安装架的外侧、且与第三齿轮错位啮合，所述第三不完全齿轮与第四齿轮间歇性啮合。 [0014] 进一步地，所述检测件包括活动座、导向杆、连接座、转动架和检测头；所述活动座的顶端与第一连接轴转动连接，所述导向杆固定安装在安装架的内侧、且与活动座的底端滑动连接，所述连接座固定安装在的底部，所述转动架转动安装在连接座的内侧，所述检测头固定安装在转动架的底部。 [0015] 进一步地，所述检测件还包括蜗轮、蜗杆、第二连接轴、第三锥齿轮和第四锥齿轮；所述蜗轮与转动架同轴固定连接，所述蜗杆转动安装在活动座的底部、且与蜗轮啮合，所述第二连接轴转动安装在活动座的内侧、且与蜗杆固定连接，所述第三锥齿轮固定安装在第二连接轴的顶部，所述第四锥齿轮固定安装在第一连接轴上、且与第三锥齿轮啮合。 [0016] 本发明还提供一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量方法，其特征在于，包括如下步骤； [0017] S1：通过行走组件将安装架移动到桥面的待检测区域，同时使得清扫机构位于检测点位置； [0018] S2：启动第一电机使得第一齿轮转动，这就使得齿圈带动空心轴同步转动，从而使得转盘在水平面上转动，也就可以使得转动座带动毛刷盘同步转动，进而使得毛刷盘对检测点的桥面进行清理，避免灰尘或垃圾影响检测； [0019] S3：在完成S2的操作后，再次通过行走组件使得安装架移动，从而使得检测机构移动到检测点位置； [0020] S4：启动第二电机使得第二不完全齿轮与第三不完全齿轮同步转动，第二不完全齿轮与第三齿轮啮合时，第三齿轮会同步转动；当第三不完全齿轮与第四齿轮啮合时，第四齿轮会同步转动，这就使得第三齿轮反向转动，如此循环，第三齿轮会带动相应的第二转轴周期性往复转动，从而使得链条带动行走链轮周期性往复转动，这就使得行走齿轮沿着导向齿板进行往复滚动平移，进而使得检测件进行往复平移，这样可以对同一检测点位置进行多次重复检测，大大提升检测数据的准确度。 [0021] 本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统，有益效果在于： [0022] 1、第三齿轮会带动相应的第二转轴周期性往复转动，从而使得链条带动行走链轮周期性往复转动，这就使得行走齿轮沿着导向齿板进行往复滚动平移，进而使得检测件进行往复平移，这样可以对同一检测点位置进行多次重复检测，大大提升检测数据的准确度； [0023] 2、第一连接轴的周期性往复转动时会使得，检测头进行同步纵向往复转动，这就使得检测头不仅可以在水平方向上进行往复检测，还可以在纵向进行往复检测，这样大大提升了检测的范围，同时大大提升了检测数据的精确度。附图说明 [0024] 图1为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的结构示意图； [0025] 图2为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的部分结构示意图； [0026] 图3为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的清扫机构的结构示意图； [0027] 图4为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的清扫件的结构示意图； [0028] 图5为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的第一驱动件的结构示意图； [0029] 图6为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的检测机构的结构示意图； [0030] 图7为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的平移件的结构示意图； [0031] 图8为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的第二驱动件的结构示意图； [0032] 图9为本发明提出的一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统的检测件的结构示意图； [0033] 图中：安装架1、清扫机构2、清扫件21、空心轴211、转盘212、安装座213、转动座214、毛刷盘215、第一锥齿轮216、第一转轴217、第二锥齿轮218、第一驱动件22、第一电机 221、第一齿轮222、齿圈223、固定架224、第二齿轮225、卷簧226、第一不完全齿轮227、检测机构3、平移件31、第二转轴311、传动链轮312、链条313、导向齿板314、行走齿轮315、第一连接轴316、行走链轮317、第二驱动件32、第三齿轮321、支架322、第二电机323、第二不完全齿轮324、第四齿轮325、第三不完全齿轮326、检测件33、活动座331、导向杆332、连接座333、转动架334、检测头335、蜗轮336、蜗杆337、第二连接轴338、第三锥齿轮339、第四锥齿轮330、行走组件4。 具体实施方式[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0035] 实施例1： [0036] 参照图1‑5，一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量系统，包括安装架1、清扫机构2、检测机构3和行走组件4；清扫机构2安装在安装架1的一端、以对桥面的垃圾或灰尘进行清理；检测机构3安装在安装架1的另一端、以对桥面的裂缝进行检测测量；行走组件4安装在安装架1的底部、以驱使安装架1整体在桥面上进行移动； [0037] 清扫机构2包括清扫件21和第一驱动件22；清扫件21安装在安装架1的底部，清扫件21包括空心轴211、转盘212、安装座213、转动座214、毛刷盘215、第一锥齿轮216、第一转轴217和第二锥齿轮218；空心轴211贯穿安装架1、且与安装架1转动，转盘212固定安装在空心轴211的底部，安装座213固定安装在转盘212的底部，转动座214的一端转动安装在安装座213的内侧，转动座214的另一端与毛刷盘215固定连接，第一锥齿轮216与转动座214同轴固定连接，第一转轴217贯穿空心轴211、且与空心轴211转动连接，第二锥齿轮218固定安装在第一转轴217的底部、且与第一锥齿轮216啮合；通过空心轴211带动转盘212在水平面上转动，可以使得转动座214带动毛刷盘215同步转动，进而使得毛刷盘215对检测点的桥面进行清理，避免灰尘或垃圾影响检测； [0038] 通过第一转轴217带动第二锥齿轮218转动，这就使得第一锥齿轮216带动转动座214纵向转动，从而使得毛刷盘215纵向转动，这就可以调整毛刷盘215与桥面的夹角，这就可以调整毛刷盘215对桥面垃圾的作用力，进而使得桥面上一些顽固的垃圾被清除掉。 [0039] 第一驱动件22安装在安装架1的顶部、且输出端与清扫件21连接；第一驱动件22包括第一电机221、第一齿轮222、齿圈223、固定架224、第二齿轮225、卷簧226和第一不完全齿轮227；第一电机221固定安装在安装架1的顶部，第一齿轮222与第一不完全齿轮227均固定安装在第一电机221的输出轴上，齿圈223固定安装在空心轴211的顶部、且与第一齿轮222啮合，固定架224固定安装在安装架1的顶部，第一转轴217的顶端贯穿固定架224、且与固定架224转动连接，第二齿轮225固定安装在第一转轴217的顶部、且与第一不完全齿轮227间歇性啮合，卷簧226套设在第一转轴217上，卷簧226的一端与固定架224固定连接，卷簧226的另一端与第二齿轮225固定连接。 [0040] 工作原理：通过启动第一电机221使得使得第一齿轮222转动，这就使得齿圈223带动空心轴211同步转动，从而可以使得转动座214带动毛刷盘215同步转动，进而使得毛刷盘215对检测点的桥面进行清理； [0041] 第一电机221同时带动第一不完全齿轮227转动，当第一不完全齿轮227与第二齿轮225啮合时，第一转轴217会同步转动，此时卷簧226被收卷积蓄弹性势能；当第一不完全齿轮227与第二齿轮225脱离时，卷簧226释放势能使得第一转轴217反向转动，如此循环，第一转轴217会进行周期性的往复转动； [0042] 而第一转轴217会带动第二锥齿轮218往复转动，这就使得第一锥齿轮216带动转动座214纵向往复转动，从而使得毛刷盘215纵向转动，这就可以调整毛刷盘215与桥面的夹角，这就可以增大毛刷盘215对桥面垃圾的作用力，进而使得毛刷盘215对桥面垃圾进行往复摩擦清理，进而使得桥面上一些顽固的垃圾被清除掉。 [0043] 本发明还提供一种用于桥梁工程的桥梁裂缝测量方法，包括如下步骤； [0044] S1：通过行走组件4将安装架1移动到桥面的待检测区域，同时使得清扫机构2位于检测点位置； [0045] S2：启动第一电机221使得第一齿轮222转动，这就使得齿圈223带动空心轴211同步转动，从而使得转盘212在水平面上转动，也就可以使得转动座214带动毛刷盘215同步转动，进而使得毛刷盘215对检测点的桥面进行清理，避免灰尘或垃圾影响检测； [0046] S3：在完成S2的操作后，再次通过行走组件4使得安装架1移动，从而使得检测机构3移动到检测点位置； [0047] S4：启动第二电机323使得第二不完全齿轮324与第三不完全齿轮326同步转动，第二不完全齿轮324与第三齿轮321啮合时，第三齿轮321会同步转动；当第三不完全齿轮326与第四齿轮325啮合时，第四齿轮325会同步转动，这就使得第三齿轮321反向转动，如此循环，第三齿轮321会带动相应的第二转轴311周期性往复转动，从而使得链条313带动行走链轮317周期性往复转动，这就使得行走齿轮315沿着导向齿板314进行往复滚动平移，进而使得检测件33进行往复平移，这样可以对同一检测点位置进行多次重复检测，大大提升检测数据的准确度。 [0048] 实施例2： [0049] 参照图6‑8，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，检测机构3包括平移件31、第二驱动件32和检测件33；平移件31安装在安装架1的内侧，第二驱动件32安装在第二驱动件32外侧、以对平移件31进行驱动；检测件33安装在平移件31上； [0050] 平移件31包括两个第二转轴311、两个传动链轮312、链条313、两个导向齿板314、两个行走齿轮315、第一连接轴316和行走链轮317；两个第二转轴311均转动安装在安装架1内侧、且两者平行设置，两个传动链轮312分别固定安装在两个第二转轴311的中部，两个传动链轮312之间通过链条313传动连接，两个导向齿板314分别固定安装在安装架1顶部的两端，两个行走齿轮315分别安装在两个导向齿板314上、且与相应的导向齿板314啮合，第一连接轴316固定安装在两个行走齿轮315之间，行走链轮317固定安装在第一连接轴316的中部、且与链条313的啮合； [0051] 第二驱动件32包括第三齿轮321、支架322、第二电机323、第二不完全齿轮324、第四齿轮325和第三不完全齿轮326；第三齿轮321固定安装在其中一个第二转轴311的端部、且位于安装架1的外侧，支架322固定安装在安装架1的外侧，第二电机323固定安装在支架322上，第二不完全齿轮324与第三不完全齿轮326均固定安装在第二电机323的输出轴上，第二不完全齿轮324与第三不完全齿轮326的齿部完全错开，第二不完全齿轮324与第三齿轮321间歇性啮合，第四齿轮325转动安装在安装架1的外侧、且与第三齿轮321错位啮合，第三不完全齿轮326与第四齿轮325间歇性啮合。 [0052] 工作原理：通过启动第二电机323使得第二不完全齿轮324与第三不完全齿轮326同步转动，第二不完全齿轮324与第三齿轮321啮合时，第三齿轮321会同步转动；当第三不完全齿轮326与第四齿轮325啮合时，第四齿轮325会同步转动，这就使得第三齿轮321反向转动，如此循环，第三齿轮321会带动相应的第二转轴311周期性往复转动，从而使得链条313带动行走链轮317周期性往复转动，这就使得行走齿轮315沿着导向齿板314进行往复滚动平移，进而使得检测件33进行往复平移，这样可以对同一检测点位置进行多次重复检测，大大提升检测数据的准确度。 [0053] 实施例3： [0054] 参照图9，作为本发明的另一优选实施例，与实施例2的区别在于，检测件33包括活动座331、导向杆332、连接座333、转动架334、检测头335、蜗轮336、蜗杆337、第二连接轴338、第三锥齿轮339和第四锥齿轮330；活动座331的顶端与第一连接轴316转动连接，导向杆332固定安装在安装架1的内侧、且与活动座331的底端滑动连接，连接座333固定安装在的底部，转动架334转动安装在连接座333的内侧，检测头335固定安装在转动架334的底部； 蜗轮336与转动架334同轴固定连接，蜗杆337转动安装在活动座331的底部、且与蜗轮336啮合，第二连接轴338转动安装在活动座331的内侧、且与蜗杆337固定连接，第三锥齿轮339固定安装在第二连接轴338的顶部，第四锥齿轮330固定安装在第一连接轴316上、且与第三锥齿轮339啮合。 [0055] 第一连接轴316转动时，第四锥齿轮330同步转动，这就使得第三锥齿轮339带动第二连接轴338转动，从而使得蜗杆337带动蜗轮336同步转动，进而使得转动架334带动检测头335纵向转动；由于第一连接轴316使得周期性往复转动，所以检测头335会进行同步纵向往复转动，这就使得检测头335不仅可以在水平方向上进行往复检测，还可以在纵向进行往复检测，这样大大提升了检测的范围，同时大大提升了检测数据的精确度。 [0056] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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