[發明專利]一種用于墩體結構病害的環帶視覺掃描檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110973287.6
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113655067A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王會峰;高榮;仝亞雄;何波;楊蓓;程昊藝;單源鶴;黃鶴;宋尚真
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 張麗霖;肖秉城

本發明提供了一種用于墩體結構病害的環帶視覺掃描檢測系統及方法，檢測系統包括軌道和掃描小車，軌道安裝在機器人上，掃描小車安裝在軌道上；軌道由若干個導軌組成，導軌之間通過連接板連接；導軌上設有第一接滑槽、第二滑槽、第三滑槽，掃描小車的底部安裝有驅動輪和輪架；輪架包括第一輪子、第二輪子和第三輪子，第二輪子位于第一輪子和第三輪子中間；驅動輪與滑槽接觸。本發明通過將導軌的兩側面和頂面均設置了滑槽，在底板的相連接的輪架底部對應的安裝了三個輪子，通過第一輪子和第三輪子可以使得掃描小車繞著軌道移動，中間的第二輪子可以對底板進行限位，防止掃描小車在行走的過程中向兩邊晃動。

技術領域

本發明涉及大型基礎設施自動化檢測、檢測作業機器人、控制系統、圖像測量控制、人工智能技術領域，具體涉及一種用于墩體結構病害檢測機器人的檢測系統及方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的發展，大型基礎設施如雨后春筍不斷被修建，經過多年的發展我國已經成為基礎設施保有大國，截止目前我國基礎設施大部分已經進入使用和養護期。在使用過程中，由于運營和惡劣的環境條件，不斷惡化運營性能，特別是基礎設施承重墩體的裂縫會對整個結構的完整性和安全性造成嚴重的影響，為了防止結構失效，在未來很長一段時間內，基礎設施運營養護將會成為重點。

為節約維修費用，墩體結構的健康檢測成為近年來的難點和熱點。在過去的幾十年中，為了對現場橋墩進行檢測，廣泛地進行了目視檢查。然而，專家的人工檢查是相當勞動密集、不可靠的，且無法到達諸如高墩體的不可接近區域。

近年來出現了無人機檢測方案，然而無人機在繞墩飛行方面存在重大缺陷，一方面受墩塔結構影響，其周圍風向和風力發生不穩定隨機突變，受該風力影響，無人機懸停精度受限，導致測量精度不能保證，無法實現墩塔表面細小裂縫的檢測識別，另外，無人機在檢測過程中因為GNSS信號遮擋丟失，無人機飛行只能人工操作，無法穩定進行環繞飛行，更無法實施自動多圈穩定繞飛。

無人機續航時間難以保證，常常需要多次換電池完成一次完整的檢測，因此，很難保證兩次檢測點的連續進行，導致效率低下。加之，如果墩塔周圍結構復雜(比如懸索)，無人機很容易和結構碰撞導致爆炸，對原結構造成二次損傷，安全性難以保證。

現有的是采用環形機器人環抱在墩體結構上，然后通過掃描小車繞著墩體進行檢測。掃描小車在在環形軌道上行走時由于只有驅動輪，掃描小車所有的重量都集中在驅動輪上，為了減輕驅動輪的重量，還安裝了從動輪，驅動輪要么與軌道的兩側接觸，要么與軌道的頂部接觸，由于掃描小車上安裝有很多設備，掃描小車在繞著軌道移動時有可能會左右搖晃，導致掃描小車檢測的數據有可能不準確。

發明內容

本發明針對目前掃描小車在檢測時由于掃描小車的是與導軌的側面或者頂部接觸，這樣掃描小車在軌道上移動時有可能左右晃動導致掃描小車檢測的結果不是很準確的問題，提供一種用于墩體結構病害的環帶視覺掃描檢測系統及方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種用于墩體結構病害的環帶視覺掃描檢測系統，包括環形的軌道和掃描小車，所述軌道安裝在機器人上，所述掃描小車安裝在所述環形的軌道上；所述軌道由若干個弧形的導軌組成，所述導軌之間通過連接板連接；所述導軌上設有第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽；所述掃描小車的底部安裝有驅動輪和輪架；所述輪架包括第一輪子、第二輪子和第三輪子，所述第二輪子位于所述第一輪子和第三輪子中間；所述第一輪子與所述第一滑槽接觸連接，所述第二輪子與所述第二滑槽接觸連接，所述第三輪子與所述第三滑槽接觸連接；所述驅動輪與所述第一滑槽接觸連接。

優選的，所述輪架還包括第一支架，所述第一支架安裝在所述底板的底部，所述第一輪子、第二輪子和第三輪子均安裝在所述第一支架上，所述驅動輪的前后兩側均安裝有輪架。第一輪子、第二輪子和第三輪子均安裝在所述第一支架上，這樣只需要將第一支架安裝在底板的底部即可，方便安裝。