一种桥墩内壁缺陷检测设备及方法与流程

1.本发明属于桥墩缺陷检测技术领域，尤其涉及一种桥墩内壁缺陷检测设备及方法。


背景技术：

2.桥墩主要由顶帽、墩身组成。桥台主要由顶帽、台身组成。顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身。
3.桥墩分重力式桥墩和轻型桥墩两大类，也有一说为以下三种分类，实体式桥墩、空心式桥墩、桩或柱式桥墩。其中轻型桥墩为空心桥墩，外形似重力式桥墩，但它是中空的薄壁墩。
4.空心桥墩内部裂痕缺陷检测，因其桥墩内壁表面材质大多采用较光滑的水泥浇筑面，同时在空心桥墩内部的光线够不清晰，所以人工检测方法存在着较大的不确定性，而且由于每个桥墩的入口处大小不一样，且桥墩内部空间的直径也不同，对于人工检测也存在一定的困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种桥墩内壁缺陷检测设备及方法,通过机械结构与电气设备结合，可使设备与桥墩内壁始终贴合，又有相应的摩擦力，能够在桥墩内壁稳定地上下滑动的同时，还能够保证成像模块与桥墩内壁始终保持预设的间距，进而保证设备更加准确地获取内壁缺陷检测所需的清晰的图像数据。
6.本发明目的通过下述技术方案来实现：
7.一种桥墩内壁缺陷检测设备，包括运动控制组件，所述运动控制组件外部设置有可伸缩支撑杆和成像组件，所述可伸缩支撑杆端部设置有滚轮；所述成像组件可绕运动控制组件进行360度旋转，所述成像组件和所述运动控制组件与控制中心通讯连接。
8.进一步的，所述成像组件还包括高功率线激光光源。
9.进一步的，所述成像组件包括线阵高分辨率镜头。
10.进一步的，所述可伸缩支撑杆内部设置有电缸，电缸产生与桥墩内壁作用于可伸缩支撑杆相同的压紧力。
11.进一步的，所述成像组件包括伸缩杆，伸缩杆与运动控制组件连接并可绕运动控制组件进行360度旋转。
12.进一步的，所述伸缩杆外端部设置有滑轮，成像模块固定在距离伸缩杆外端部一段预设距离处。
13.进一步的，所述伸缩杆外端部的滑轮直径小于伸缩杆直径。
14.进一步的，所述滑轮部分表面在伸缩杆外，其余部分在伸缩杆内。
15.另一方面，本发明还提供了一种桥墩内壁缺陷检测方法，采用上述任一种桥墩内壁缺陷检测设备，包括以下步骤：
16.s1：将检测设备从检测口放入；
17.s2：检测设备根据预设的速度向内部移动，每行动一个区间，成像模块通过旋转360度获取整个区间的图像数据；
18.s3：检测设备将图像数据传输至控制中心；
19.s4：控制中心对图像进行预处理后通过预设的视觉检测模型对图像进行检测，确定桥墩内壁的缺陷；
20.s5：重复步骤s1
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s4至检测设备获取所有图像。
21.进一步的，所述成像模块在获取图像数据时与桥墩内壁距离始终保持不变。
22.本发明的有益效果在于：
23.(1)本发明通过机械结构与电气设备结合，可使整个设备与桥墩内壁始终贴合，又有相应的摩擦力，能够在桥墩内壁稳定地上下滑动的同时，还能够保证成像模块与桥墩内壁始终保持预设的间距，进而保证设备更加准确地获取内壁缺陷检测所需的清晰的图像数据。
24.(2)本发明巧妙地利用伸缩杆端部与桥墩内壁始终贴合，以及利用可伸缩支撑杆使得整个设备在桥墩内不同直径的工作空间依然保持稳定移动，从而使成像模块的工作间距与桥墩内壁保持固定，相比于保持成像间距的传统方案需要通过较为复杂的变焦或是测距传动，本方案结构更加简单实用。
附图说明
25.图1是本发明实施例1提供的一种桥墩内壁缺陷检测设备俯视结构示意图；
26.图2是本发明实施例2提供的一种桥墩内壁缺陷检测方法中采用的桥墩内壁缺陷检测设备工作原理示意图；
27.图3是本发明实施例2提供的一种桥墩内壁缺陷检测方法流程框图。
28.附图标记：1
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桥墩内壁，2
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滚轮，3
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可伸缩支撑杆，4
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运动控制组件，5
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伸缩杆，6
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成像组件，7
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伸缩杆端部滑轮。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.如附图1所示，是本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测设备俯视结构示意图。该设备包括运动控制组件4，运动控制组件4外部设置有四根可伸缩支撑杆3，可伸缩支撑杆3外端部设置有滚轮2，滚轮2始终与桥墩内壁1贴合，并保持有相应的摩擦力，从而能够使得整个设备在桥墩内壁稳定地上下滑动。运动控制组件4与控制中心通讯连接，接收控制中心
的工作指令执行任务。
33.可伸缩支撑杆3的内部设置有电缸，当受到桥墩内壁1的作用力后，电缸会产生相同大小的压紧力使可伸缩支撑杆3保证始终与桥墩内壁1贴合且成像组件始终处于稳定的垂直下降状态。若是采用传统的弹簧可伸缩支撑杆，则会存在四根可伸缩支撑杆受力不均匀从而导致运动控制组件的水平方向晃动，进而影响到了成像组件6获取稳定图像数据的问题。桥墩内部不同高度的平面其直径是不同的，在设备不断向下移动获取图像数据的过程中，可伸缩支撑杆3通过内部电缸提供的与桥墩内壁1作用力大小相同的压紧力可以使运动控制组件4不会因平面直径变化导致的桥墩内壁1作用力变化而产生水平方向的晃动。
34.成像组件6固定在伸缩杆5的靠近端部的一处并与伸缩杆5的端部保持固定间距，伸缩杆5的端部设置有伸缩杆端部滑轮7。伸缩杆端部滑轮7比滚轮2小，且伸缩杆端部滑轮7大部分位于伸缩杆5内部，伸缩杆端部滑轮7仅有小部分从伸缩杆端部露出与桥墩内壁1贴合，越小的滑轮遇到弯曲或不平整的表面才能够尽可能避免有死角，使得伸缩杆端部滑轮7能够顺利地在桥墩内壁1完成360度的环行，进而拍摄完整清晰的桥墩内壁1图像。此外，本实施例通过机械结构来固定成像组件6与桥墩内壁1的工作间距，而不是传统技术方案通过变焦或是测距传动来实现，其原因之一是桥墩内壁1的表面并不是完全光滑的，表面水泥是不平整的，如果通过激光测距获取的数据可靠性并不够高，会导致成像组件6与桥墩内壁1的工作间距不能保持一个固定值，从而使拍摄的画面不够完整清晰。
35.本实施例中成像组件6采用2k线阵相机，光源为高功率线激光光源，高功率线激光光源能够为成像组件6提供足够的亮度获取清晰的图像数据，镜头为线阵专用高分辨率镜头，每次扫描视野宽度为700mm，相机距被测物的工作距为1000mm左右，该设备的成像像素精度可达到0.35mm，该设备采用千兆网口线扫相机，扫描采图速度最高可达9米/秒，但为了保证与成像组件与机械结构部分精密配合，同时使设备的整体稳定性达到要求，扫描采图速度需根据实际情况进行配置。同时滚轮2带动整个设备向下移动的速度也需要根据实际情况进行配置，以确保设备向桥墩内部移动时，成像组件6能够获取桥墩内壁1的完整图像数据。主要是根据扫描视野宽度和扫描采图速度来对设备向下移动速度进行配置。
36.检测设备的成像组件和控制中心通讯连接，检测设备将采集到的的图像数据发送至控制中心，由控制中心对数据进行处理获取最终的桥墩内壁缺陷检测结果。可选地，控制中心采用工控机，工控机先将成像信息进行图像预处理，再送入内壁缺陷算法模型进行ai算法视觉检测。检测结果由图形界面进行展示演示。
37.本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测设备，通过机械结构与电气设备结合，可使整个设备与桥墩内壁始终贴合，又有相应的摩擦力，能够在桥墩内壁稳定地上下滑动的同时，还能够保证成像模块与桥墩内壁始终保持预设的间距，进而保证设备更加准确地获取内壁缺陷检测所需的清晰的图像数据。
38.本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测设备，还巧妙地利用伸缩杆端部与桥墩内壁始终贴合，以及利用可伸缩支撑杆使得整个设备在桥墩内不同直径的工作空间依然保持稳定移动，从而使成像模块的工作间距与桥墩内壁保持固定，相比于保持成像间距的传统方案需要通过较为复杂的变焦或是测距传动，本方案结构更加简单实用。
39.实施例2
40.如附图3所示，是本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测方法流程框图，该方法具
体包括：
41.步骤一：将检测设备从检测口放入，整个设备会自动往内部行动，每行动一个区间，成像组件都会360度进行一个数据采集。检测设备的运动控制组件接收控制中心的命令后执行任务。如附图2所示，是本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测方法中采用的桥墩内壁缺陷检测设备工作原理示意图，设备从桥墩入口处进入，向下行动并进行图像数据的获取，在设备向下行动的过程中，成像组件跟随伸缩杆进行360度旋转进行图像获取。
42.在检测设备向下行动的过程中，由于桥墩内部的每一处水平面直径并不是固定的，因此检测设备的可伸缩支撑杆会受到桥墩内壁的不同的作用力，通过可伸缩支撑杆的电缸产生大小相同的压紧力，以克服收到的桥墩内壁的作用力，以保证整个设备的可伸缩支撑杆上的滑轮能够在与桥墩内壁贴合的同时，不对成像组件造成除自身所在伸缩杆的位置变化以外的位移，进而保证成像组件所获取的桥墩内壁图像数据的清晰和完整。
43.步骤二：检测设备根据预设的速度向内部移动，每行动一个区间，成像模块通过旋转360度获取整个区间的图像数据。为了保证与成像组件与机械结构部分精密配合，同时使设备的整体稳定性达到要求，扫描采图速度需根据实际情况进行配置。同时滚轮带动整个设备向下移动的速度也需要根据实际情况进行配置，以确保设备向桥墩内部移动时，成像组件能够获取桥墩内壁的完整清晰的图像数据。
44.步骤三：检测设备将图像数据传输至控制中心。检测设备的成像组件和控制中心是通讯连接的，检测设备的成像组件在获取图像数据后，发送至控制中心。
45.步骤四：控制中心对图像进行预处理后通过预设的视觉检测模型对图像进行检测，确定桥墩内壁的缺陷。
46.步骤五：重复上述步骤直至检测设备获取所有图像。由于整个设备已经设置好扫描采图速度和滚轮带动整个设备向下移动的速度，因此能够确保设备运动到底部时或是到底部后成像组件采集完最后的360度图像数据时就获取了完整的桥墩内壁的图像数据。
47.本实施例提供的一种桥墩内壁缺陷检测方法，利用电气和机械结构结合的检测设备代替人工检测，在降低人力成本的同时提高了经济价值。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。