用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置和支撑结构

本技术涉及水下检测，尤其是涉及一种声光图像采集装置和支撑结构。

背景技术：

1、近年来，随着我国交通基础设施建设的快速发展，全国桥梁数量已突破百万座，且以每年数万座的速度递增。如此庞大的桥梁群体中，已有相当数量进入老化阶段，尤其是长期处于水流冲刷、泥沙磨蚀及海水侵蚀环境下的水下墩柱，更易出现裂缝、剥落、空洞及冲蚀等病害，对桥梁的耐久性与运营安全造成严重威胁。因此，水下结构的定期检测与维护已成为桥梁养护工作的重要内容。

2、目前，传统的人工潜水探摸仍是最常见的检测手段，但该方法存在明显不足：其检测结果依赖潜水员的经验，病害信息难以直观、完整获取；同时对潜水员身体素质及专业技能要求较高，安全风险大，且受水流流速、水质能见度等环境条件限制较多，检测效率与精度均难以保障。

3、随着检测技术的发展，光学成像和声学成像逐渐被引入水下桥梁检测。然而，单一光学方法在浑浊水体中受光衰减和悬浮物散射影响严重，往往导致图像清晰度低、有效视距短，难以在复杂环境下稳定工作；而单一声学方法虽然穿透性强，对水体浑浊度不敏感，但其成像分辨率有限，难以准确刻画裂缝、剥落等细微表观缺陷。因此，仅依赖某一种单一检测方式，均难以满足桥梁水下结构外观缺陷检测的综合需求。但光学与声学成像在检测能力上具有天然互补性：光学能够提供高分辨率的细节信息，而声学能够保证较大范围和较强环境适应性；现有相关装置多为单一传感器布设，尚缺乏合理的集成与布局结构，难以兼顾两类信息采集设备的安装设置。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置和支撑结构，该装置将光学成像单元与声学成像单元有机结合，兼具高分辨率与强环境适应性，能够实现对桥梁水下结构表观缺陷的高效、直观与安全检测。

2、本实用新型用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：包括联合支架（1），所述联合支架（1）包括沿上下方向分布的且能够与水下机器人底部连接的上部支架和下部支架（13），所述上部支架用于固定安装声呐，所述上部支架至少有两个，多个所述上部支架沿所述声呐的长度方向间隔分布，所述下部支架（13）用于固定安装光学相机，所述上部支架上安装的声呐与下部支架（13）上安装的光学相机相互垂直。

3、优选的，上述上部支架包括四块顺次连接的钢板，四块所述钢板围合形成容置空间，所述容置空间中设置有隔离钢板，以将所述容置空间分割成上部容置空间和下部容置空间，所述声呐放置于所述下部容置空间中。

4、优选的，上述上部支架包括第一上部支架（11）和第二上部支架（12），所述第一上部支架（11）和所述第二上部支架（12）沿所述声呐的长度方向间隔分布，所述声呐放置于第一上部支架（11）和所述第二上部支架（12）的下部容置空间中，所述下部支架（13）连接在所述第一上部支架（11）的下方。

5、优选的，上述下部容置空间中安装的声呐通过穿设于隔离钢板和钢板上的螺钉实现锁紧固定，所述螺钉穿过隔离钢板或钢板上的螺纹孔，螺钉内端抵紧声呐的外表面。

6、优选的，上述上部支架通过穿设其上部钢板的螺钉实现与水下机器人的底部连接。

7、优选的，上述下部支架（13）包括第一安装板（131）和第二安装板（132），所述第一安装板（131）和所述第二安装板（132）沿上下方向平行间隔设置，光学相机设在所述第一安装板（131）与所述第二安装板（132）之间，所述第一安装板（131）与所述第二安装板（132）之间通过多个长条形连接件（133）进行连接，长条形连接件（133）设置于光学相机的周侧。

8、一种支撑结构，用于支撑声光图像采集装置，其特征在于：包括支撑底座（2），所述支撑底座（2）包括用于支撑在声呐下方的移动框架（21）和固定框架（22），所述移动框架（21）的下部沿上下方向可移动地连接于所述固定框架（22）。

9、优选的，上述移动框架（21）包括两组横杆（211）和分别焊接固定在两组横杆上方且间隔设置的两根立杆（212），所述声呐放置在横杆（211）上，且两根立杆（212）位于声呐的两侧，在两根立杆（212）上穿接有螺钉，螺钉的内端抵紧在声呐的外表面。

10、优选的，上述两组横杆（211）的下方分别焊接固定有两根升降螺杆（213），所述固定框架（22）为长方体状框架，在固定框架（22）的四个角部设有槽道，所述升降螺杆（213）插置在槽道内。

11、优选的，上述升降螺杆（213）上螺纹连接能够抵接在槽道上端口部的螺母，通过调节螺母在升降螺杆（213）上的安装位置，以调节移动框架（21）相对固定框架（22）的高度位置。

12、本实用新型与现有技术相比产生的有益效果：在本实用新型的采集装置中，通过设置模块化便携的联合支架，各支架之间位置的分布设置，供搭载的声呐和光学相机之间不会相互干涉而影响检测；上部支架与水下机器人实现搭载能够顺利进行水下检测，节省成本且最大程度的保证工作安全。设置支撑底座，能够针对特殊结构的声光图像采集装置在未使用时进行支撑和进行调试、维护等工作。

1.一种用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：包括联合支架（1），所述联合支架（1）包括沿上下方向分布的且能够与水下机器人底部连接的上部支架和下部支架（13），所述上部支架用于固定安装声呐，所述上部支架至少有两个，多个所述上部支架沿所述声呐的长度方向间隔分布，所述下部支架（13）用于固定安装光学相机，所述上部支架上安装的声呐与下部支架（13）上安装的光学相机相互垂直。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：所述上部支架包括四块顺次连接的钢板，四块所述钢板围合形成容置空间，所述容置空间中设置有隔离钢板，以将所述容置空间分割成上部容置空间和下部容置空间，所述声呐放置于所述下部容置空间中。

3.根据权利要求2所述的用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：所述上部支架包括第一上部支架（11）和第二上部支架（12），所述第一上部支架（11）和所述第二上部支架（12）沿所述声呐的长度方向间隔分布，所述声呐放置于第一上部支架（11）和所述第二上部支架（12）的下部容置空间中，所述下部支架（13）连接在所述第一上部支架（11）的下方。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：所述下部容置空间中安装的声呐通过穿设于隔离钢板和钢板上的螺钉实现锁紧固定，所述螺钉穿过隔离钢板或钢板上的螺纹孔，螺钉内端抵紧声呐的外表面。

5.根据权利要求4所述的用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：所述上部支架通过穿设其上部钢板的螺钉实现与水下机器人的底部连接。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的用于桥梁水下桩墩结构表观缺陷检测的声光图像采集装置，其特征在于：所述下部支架（13）包括第一安装板（131）和第二安装板（132），所述第一安装板（131）和所述第二安装板（132）沿上下方向平行间隔设置，光学相机设在所述第一安装板（131）与所述第二安装板（132）之间，所述第一安装板（131）与所述第二安装板（132）之间通过多个长条形连接件（133）进行连接，长条形连接件（133）设置于光学相机的周侧。

7.一种支撑结构，用于支撑权利要求1-6任一所述的声光图像采集装置，其特征在于：包括支撑底座（2），所述支撑底座（2）包括用于支撑在声呐下方的移动框架（21）和固定框架（22），所述移动框架（21）的下部沿上下方向可移动地连接于所述固定框架（22）。

8.根据权利要求7所述的支撑结构，其特征在于：所述移动框架（21）包括两组横杆（211）和分别焊接固定在两组横杆上方且间隔设置的两根立杆（212），所述声呐放置在横杆（211）上，且两根立杆（212）位于声呐的两侧，在两根立杆（212）上穿接有螺钉，螺钉的内端抵紧在声呐的外表面。

9.根据权利要求8所述的支撑结构，其特征在于：所述两组横杆（211）的下方分别焊接固定有两根的升降螺杆（213），所述固定框架（22）为长方体状框架，在固定框架（22）的四个角部设有槽道，所述升降螺杆（213）插置在槽道内。

10.根据权利要求9所述的支撑结构，其特征在于：所述升降螺杆（213）上螺纹连接能够抵接在槽道上端口部的螺母，通过调节螺母在升降螺杆（213）上的安装位置，以调节移动框架（21）相对固定框架（22）的高度位置。