[發明專利]橋梁繩索的檢測系統

有效

• 申請號: 201410764929.1
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104483322A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李君
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N27/83;G01N27/82
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于橋梁檢測領域，尤其涉及一種橋梁繩索的檢測系統。

背景技術

現在橋梁中，由于懸索橋和斜拉橋優美的外觀和良好的抗震性而獲得廣泛的利用，并且在許多大型建筑上也采用繩索結構。然而，由于長期暴漏在自然環境中，繩索不可避免的會由于風吹、日曬、雨淋和環境污染的侵蝕而且，隨著交通負荷的增長和橋齡的增長，對繩索進行健康檢測與維護就顯得尤為重要。

目前，國內外對橋梁繩索的檢測主要有2種方法；一種是對小型斜拉橋采用液壓或電動升降平臺進行檢測；另一種方法是利用預先裝在塔頂的定點，用鋼絲拖動吊籃搭載工作人員進行檢測。前一種方法工作范圍有限；后一種方法是現在許多懸索橋和斜拉橋采用的普遍形式，但由于人工操作，不僅效率低下，而且高空作業對維護人員具有較大的危險性。而且，上述兩種方法都受天氣的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種橋梁繩索的檢測系統，旨在解決現有對小型斜拉橋采用液壓或電動升降平臺進行檢測的工作范圍有限、用鋼絲拖動吊籃搭載工作人員進行檢測的人工操作效率較低，高空作業具有較大危險性而且易受天氣影響的問題。

必要技術方案：

本發明是這樣實現的，一種橋梁繩索的檢測系統，該檢測系統包括：蛇形機器人，多單目視覺檢測模塊，無損漏磁檢測模塊，磁致伸縮傳感模塊；

多單目視覺檢測模塊位于蛇形機器人的關節部分，用于對繩索表面進行檢測；

無損漏磁檢測模塊位于蛇形機器人內部，用于對繩索內部進行檢測；

磁致伸縮傳感模塊位于蛇形機器人頂部，用于發射低頻導波信號檢測繩索疲勞和腐蝕損傷。

進一步，所述多單目視覺檢測模塊上安裝有攝像頭，通過提取圖像的紋理、梯度、色彩等特征，利用模板匹配進行識別，再采用相關向量機進行分類，對于在不同視角下識別同一處可以采用圖像匹配的算法，為提高算法效率，采用非遍歷的圖像匹配方式，在圖像匹配中采用物理分層和邏輯分層相結合的分層搜索策略，物理分層把圖像進行金字塔式分解，邏輯分層則是對圖像先進行粗匹配，再進行精匹配，物理分層采取基于小波變換的方法進行圖像分解，邏輯分層采取基于遺傳算法改進的序貫相似度檢測算法和平均絕對差算法來實現，再把物理分層和邏輯分層相結合，實現圖像的快速匹配，從而實現對繩索缺陷的識別與定位。

進一步，所述無損漏磁檢測模塊采用永久磁鐵對繩索作周向多回路軸向磁化；當用磁飽和器磁化被測的鐵磁材料時，若材料的材質連續、均勻的，則材料中的磁感應線將被約束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，幾乎沒有磁感應線從表面穿出，被檢表面沒有磁場；但當材料中存在著切割磁力線的缺陷時，材料表面的缺陷或組織狀態變化會使磁導率發生變化，由于缺陷處的磁導率很小，磁阻很大，使得磁路中的磁通發生畸變；磁感應線會改變途徑，除了一部分的磁通會直接通過缺陷或是在材料內部繞過缺陷外，還有部分磁通會離開材料的表面，通過空氣繞過缺陷再重新進入材料，在材料表面缺陷處形成漏磁場，則可以通過磁敏感傳感器檢測到漏磁場的分布與大小，從而達到無損檢測。

進一步，所述磁致伸縮傳感模塊上設有傳感器用于發射低頻導波信號并檢測反射回來的電磁導波，低頻導波頻率不大于200kHz。

效果匯總：

本發明提供的一種橋梁繩索的檢測系統，通過設計蛇形機器人，能適應各種環境，完成空間螺旋運動，該檢測系統智能化程度高，可控性強，通過設置多單目視覺檢測模塊，無損漏磁檢測模塊，磁致伸縮傳感模塊實現繩索外部、內部以及腐蝕損傷的全方面檢測；該檢測系統在執行檢測任務時可以實施步態切換從而成功實現越障，這在橋梁繩索檢測過程中減少了來回次數，提高了檢測效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例一種橋梁繩索的檢測系統的結構圖。

圖中：1、蛇形機器人；2、多單目視覺檢測模塊；3、無損漏磁檢測模塊；4、磁致伸縮傳感模塊。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，本發明實施例的一種橋梁繩索的檢測系統，該檢測系統包括：蛇形機器人1，多單目視覺檢測模塊2，無損漏磁檢測模塊3，磁致伸縮傳感模塊4；多單目視覺檢測模塊2位于蛇形機器人1的關節部分，用于對繩索表面進行檢測；無損漏磁檢測模塊3位于蛇形機器人1內部，用于對繩索內部進行檢測；磁致伸縮傳感模塊4位于蛇形機器人1頂部，用于發射低頻導波信號檢測繩索疲勞和腐蝕損傷。