[發明專利]一種基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統

在審

• 申請號: 201510805703.6
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105401531A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 韓鵬;魯禮瑞;張毅;唐術熙;盛勇
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D19/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及一種高架橋梁支座巡檢系統，具體是指一種以多旋翼飛行器為承載主體的、利用高清攝像實現的橋梁支座檢測系統，屬于橋梁維護檢測領域。

背景技術

城市公路和軌道交通高架橋梁是重要的城市生命線工程，承擔著大規模的客（貨）運任務，是城市交通快速、高效運轉的重要保障。高架橋梁支座作為連接高架橋梁上部結構與下部結構的重要構件，一方面承擔著上、下部結構連接和傳力的重要職責，另一方面，其本身又是高架橋梁結構中易損傷卻不易修補的構件，其損壞通常需要采取更換的措施來解決，而施工則會影響或中斷交通，造成不同程度的經濟損失和社會影響。

在使用期內，高架橋梁支座面臨復雜的受力狀態和環境條件，可能發生多種形式的性能退化、構件損傷等，對支座的正常使用帶來影響。根據地鐵維保部門提供的資料顯示，軌道交通高架橋梁支座在使用期間存在諸多病害和問題，主要包括支座和限位裝置銹蝕、支座墊板脫空、支座螺栓缺失、支座螺栓頂死、橡膠板開裂、支座轉角超限、支座鋼盆開裂以及其他各種非病害類問題。另外，國內多座大橋和公路高架橋梁的檢測結果表明，常用盆式橡膠支座、板式橡膠支座、球型鋼支座等在長期服役條件下均存在不同類型、不同程度的病害。

當前針對高架橋梁支座的檢測尚以人工巡檢方式為主，通過橋梁檢測車、升降機等設備，將人工運送到達支座位置，隨后通過目測、簡單量測等方式進行支座工作狀態檢查。但由于高架橋梁橋墩高度大、結構和附屬設施復雜等因素，使得人工巡檢方式常面臨諸多問題和困難。例如采用橋梁檢測車工作時，公路橋梁的燈桿和軌道交通橋梁的電塔均制約橋梁檢測車的前行，必須將檢測支架升起方可轉換至下一區間。這一操作一方面嚴重制約檢測工作效率；另一方面，檢測車支架轉動和升降系統復雜，大懸臂工作條件對軸承系統的安全狀態提出巨大挑戰。國內外已經發生了多起由于碰撞、操作失誤等造成橋梁檢測車破壞、人員傷亡的事故，也給橋梁檢測的安全保障工作敲響警鐘。而升降機等設備，也常常面臨高度不夠、橋下建筑、綠化帶等設施阻隔等問題。同時，以人工為主體的檢測方式，對人員的經驗、工作積極性和責任感等因素要求較高，支座性能以人工評定為主，存在主觀性。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統，其利用多旋翼飛行器對高架橋梁支座進行全方位的高清圖像和視頻采集以達到檢測目的，能夠克服現有技術中的人工檢測方式存在的諸多不足和限制，具有可達性、高效性、安全性、精確性以及適用性。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統，包含：多旋翼飛行器，可在高架橋梁支座周圍接近梁體和橋墩的狹小空間內精確制導飛行；高清視頻采集儀，其設置在所述的多旋翼飛行器的頂部；安全防護設備，其設置在所述的多旋翼飛行器上；通過多旋翼飛行器的運動和懸停，使其接近高架橋梁支座，由高清視頻采集儀對高架橋梁支座進行多方位的視頻和圖片拍攝采集，以對各個高架橋梁支座進行巡回檢測。

本發明所述的基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統，還包含：穩定云臺，其設置在所述的多旋翼飛行器的頂部，用于固定安裝所述的高清視頻采集儀且對其進行穩定支撐，使得高清視頻采集儀的視線位置高于多旋翼飛行器的旋翼和機載天線。

所述的高清視頻采集儀還包含旁軸補光系統，其固定安裝在所述的穩定云臺上，能夠進行獨立光軸調整。

所述的高清視頻采集儀內還設置有機載存儲卡，其用于存儲所拍攝的高架橋梁支座的圖像和視頻。

本發明所述的基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統，還包含：通信天線，其設置在所述的多旋翼飛行器的頂部，且與所述的高清視頻采集儀連接，將所拍攝的高架橋梁支座的圖像和視頻實時高速的傳輸至地面站。

所述的安全防護設備包含：頂部柔性防碰撞支架，其設置在所述的多旋翼飛行器的頂部，并罩設在穩定云臺、高清視頻采集儀、旁軸補光系統以及通信天線的外部；機翼防碰撞支架，其分別設置在所述的多旋翼飛行器的兩側機翼的端部。

本發明所提供的基于多旋翼飛行器的高架橋梁支座巡檢系統，具有以下優點和有益效果：

1、可達性和高效性：相對于傳統的借助橋梁檢測車或登高設備進行支座檢測的人工檢測方式，本發明所采用的多旋翼飛行器大大提高了高架橋梁支座巡檢工作的可達性，使得檢測工作不再受到橋梁結構的高度、尺寸以及附屬構件等因素的限制，工作效率大大提高。

2、安全性：避免人工高空作業帶來的人身安全風險，使得橋梁檢測工作得到安全化、人性化的提升。