一种轨道式桥梁智能巡检云台系统的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及一种轨道式桥梁智能巡检云台系统，用于在役桥梁检测与评估。


背景技术：

2.桥梁作为交通运输枢纽，发挥着越来越重要的作用，而桥梁安全是交通畅通的先决条件。索塔是缆索类桥梁的核心承重构件，对于桥梁的位移变形和应力状态具有重要的影响；主梁作为桥面荷载的承载构件，承担拉索拉力与活载弯矩；桥墩作为桥梁的下部构件主要承受来自桥梁上部的荷载。因此桥梁主要构件的健康状况是桥梁是否处于安全状态的重要标志，对桥梁主要构件病害进行有效检测，对于保证桥梁运营安全具有重大意义。
3.现有的桥梁检测方法主要有人工检测法和无人检测法。受桥梁结构形式多样化、检测评估时效性强的影响，典型传统人工检测方法无法满足现阶段桥梁检测的需求，且人工检测法需借助大型桥检设备进行作业具有检测成本高、效率低下、精度不足、漏检严重、危险性高、影响交通、数字化程度低等缺点。虽然采用无人机、爬壁机器人等巡检方式，提高了检测效率、规避了人员安全风险、交通畅通。但仍存在一些问题，无人机巡检受桥梁所处外界环境影响较大，无法实现预定目标精准定位；采集微小病害等缺陷图像效果较差，无法满足机器视觉识别要求；自身重量要求高，续航能力不足，无法长时间搭载桥梁检测设备；同时还面临无人机空域申请困难，爬壁机器人吸盘漏气、漏磁导致吸附能力下降、行走缓慢，都存在海量数据信息处理困难等桥梁检测实际应用问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.针对上述现有桥梁检测技术存在的不足，本实用新型提供了一种轨道式桥梁智能巡检云台系统，以提高桥梁巡检的检测作业效率与质量，并提升桥梁结构检测评估的时效性与准确性。
6.(二)技术方案
7.为达到上述目的，本实用新型提供了一种轨道式桥梁智能巡检云台系统，该系统包括依次连接的槽型轨道1、机械臂2和云台3，其中：所述槽型轨道1设置于桥梁的索塔、主梁或高墩表面；所述机械臂2安装设置于所述槽型轨道1上，沿所述槽型轨道1运行；所述云台3与所述机械臂2通过机械连接，用于安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。
8.上述方案中，根据桥梁的索塔、主梁或高墩表面的外形特点，所述槽型轨道1在桥梁结构的索塔、高墩外侧沿对角或径向布置，或者在桥梁结构的主梁底部纵横向水平布置。
9.上述方案中，所述槽型轨道1的布置方式包括竖向、环形方向、沿纵桥向与横桥向的水平方向。
10.上述方案中，所述槽型轨道1与桥梁的连接方式是根据桥梁的索塔、主梁或高墩结
构材料的类型，采用焊接或植埋机械螺栓形式固定连接在桥梁的索塔、主梁或高墩表面。
11.上述方案中，所述槽型轨道1的宽度为100mm～150mm。
12.上述方案中，所述机械臂2包括车轮21、立柱22、伸缩臂23和万向轴24，所述机械臂2通过车轮21沿所述槽型轨道1移动行走，通过所述立柱22进行旋转，通过所述伸缩臂23和所述万向轴24进行伸缩，使得所述云台3能到达桥梁结构的指定位置。
13.上述方案中，所述机械臂2中立柱22直径为10mm～20mm，远程控制360
°
旋转。
14.上述方案中，所述机械臂2中通过远程控制万向轴24的转动带动伸缩臂23伸缩。
15.上述方案中，所述云台3设置于所述伸缩臂23的末端，通过机械连接形成可拆卸整体。
16.上述方案中，在所述云台3预留桥梁检测设备多种类型接口或转换接头，以安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。
17.上述方案中，所述机械臂2或所述云台3还安装有无线传输系统，利用该无线传输系统，将桥梁检测设备采集的图像或视频实时传输到远程终端。
18.(三)有益效果
19.从上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：
20.1、本实用新型提供的基于轨道的无人云台智能巡检系统，通过在桥梁结构的索塔、高墩外侧以及主梁底部合理布置槽型轨道1，将常用的桥梁检测设备安装搭载于云台3上，使得桥梁检测设备能够通过云台3和机械臂2在槽型轨道1上行进，结构设计合理，能够实现精准定位，利用机械臂2或云台3安装携带的无线传输系统，将桥梁检测设备采集的图像或视频实时传输到远程终端，例如pc端、手机移动端、ipad等，实现桥梁结构快速检测分析，显著提升了桥梁检测效率与评估时效性，达到了桥梁结构无人云台智能巡检的效果。
21.2、本实用新型提供的基于轨道的无人云台智能巡检系统，通过竖向与环向布置或水平纵向与横向布置，将槽型轨道1合理布置于桥梁结构的索塔、高墩外侧以及主梁底部，使槽型轨道1与桥梁结构构成一整体，提高了轨道的稳定性与抗变形能力，也能够防止脱轨，有利于提高无人云台智能巡检系统检测时的安全性。
22.3、本实用新型提供的基于轨道的无人云台智能巡检系统，机械臂2沿着槽型轨道1运行，同时机械臂3具有旋转、伸缩功能，以轨道为半径，使桥梁构件均能有效覆盖，以获取构件缺陷或损伤信息，能够保证桥梁检测评估结果的全面性与可靠性，进而提高了桥梁检测质量。
附图说明
23.图1是依照本实用新型实施例的基于轨道的无人云台智能巡检系统的结构示意图。
24.图2是依照本实用新型实施例的基于轨道的无人云台智能巡检系统中槽型轨道的剖面图。
25.图3是依照本实用新型实施例的基于轨道的无人云台智能巡检系统中机械臂的结构示意图。
26.图4是依照本实用新型实施例的基于轨道的无人云台智能巡检系统中云台的结构示意图。
27.图5是依照本实用新型实施例的槽型轨道在桥梁索塔/墩进行布置的示意图。
28.图6是依照本实用新型实施例的槽型轨道在桥梁主梁进行布置的示意图。
29.附图标记：
30.1槽型轨道、2机械臂、3云台、21车轮、22立柱、23伸缩臂、24万向轴。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚易懂，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
32.本实用新型实施例提供的基于轨道的无人云台智能巡检系统，通过在桥梁结构的索塔、高墩外侧沿对角或径向布置槽型轨道1，以及在桥梁结构的主梁底部纵横向水平布置槽型轨道1，将常用的桥梁检测设备安装搭载于云台3上，使得桥梁检测设备能够通过云台3和机械臂2在槽型轨道1上行进，实现桥梁缺陷或损伤图像精准定位以及高质量获取，利用机械臂2携带的无线传输系统，传输到远程终端(如pc端、手机移动端、ipad)实现桥梁结构快速检测分析，显著提升了桥梁检测效率与评估时效性，达到了桥梁结构无人云台智能巡检的效果。
33.如图1～图6所示，本实用新型实施例提供的基于轨道的无人云台智能巡检系统，包括槽型轨道1、机械臂2、云台3，其中：所述槽型轨道1设置于桥梁的索塔、主梁或高墩表面；所述机械臂2安装设置于所述槽型轨道1上，沿所述槽型轨道1运行；所述云台3与所述机械臂2通过机械连接，用于安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。
34.在本实用新型的实施例中，根据桥梁的索塔、主梁或高墩表面的外形特点，所述槽型轨道1在桥梁结构的索塔、高墩外侧沿对角或径向布置，或者在桥梁结构的主梁底部纵横向水平布置，并且布置方式包括竖向、环形方向、沿纵桥向与横桥向的水平方向。
35.在本实用新型的实施例中，所述槽型轨道1由轻质高强合金或轻型碳纤维材料构成，槽型轨道的宽度为100mm～150mm。所述槽型轨道1与桥梁的连接方式根据桥梁的索塔、主梁或高墩结构的材料类型，采用焊接或植埋机械螺栓形式固定连接在桥梁的索塔、主梁或高墩表面。具体地，如果桥梁的索塔、主梁或高墩为钢结构，则采用焊接形式将槽型轨道1与桥梁的索塔、主梁或高墩固定连接；如果桥梁的索塔、主梁或高墩为混凝土结构，则需要打孔并通过植埋机械螺栓形式将槽型轨道1与桥梁的索塔、主梁或高墩固定连接。
36.在本实用新型的实施例中，所述机械臂2包括车轮21、立柱22、伸缩臂23和万向轴24，所述机械臂2通过车轮21沿所述槽型轨道1移动行走，通过所述立柱22进行旋转，通过所述伸缩臂23和所述万向轴24进行伸缩，使得所述云台3能到达桥梁结构的指定位置。所述机械臂2中的车轮21、立柱22、伸缩臂23均采用轻质高强合金或轻型碳纤维材料。
37.在本实用新型的实施例中，所述机械臂2中立柱22直径为10mm～20mm，远程控制360
°
旋转。所述机械臂2中通过远程控制万向轴24的转动带动伸缩臂23伸缩。
38.在本实用新型的实施例中，所述云台3设置于所述伸缩臂23的末端，通过机械连接形成可拆卸整体。在所述云台3预留桥梁检测设备多种类型接口或转换接头，以安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的智能巡检。可选地，所述云台3采用轻质高强合金或轻型碳纤维材料，能够搭载多种类型桥梁检测设备如高清摄像头、红外相机、棱镜等，实现无人云台搭载检测设备智能巡检目标。
39.在本实用新型的实施例中，所述机械臂2或所述云台3还可以安装携带有无线传输系统，利用该无线传输系统，将桥梁检测设备采集的图像或视频实时传输到远程终端，例如pc端、手机移动端、ipad等，实现桥梁结构快速检测分析，显著提升了桥梁检测效率与评估时效性，达到了桥梁结构无人云台智能巡检的效果。
40.在本实用新型的实施例中，所述槽型轨道1、机械臂2、云台3均为轻质高强耐候性合金材料或轻型碳纤维材料，从结构设计角度考虑为基于轨道的无人云台智能巡检系统减重，提升系统续航能力，提高桥梁检测质量。
41.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，该系统包括依次连接的槽型轨道(1)、机械臂(2)和云台(3)，其中：所述槽型轨道(1)设置于桥梁的索塔、主梁或高墩表面；所述机械臂(2)安装设置于所述槽型轨道(1)上，沿所述槽型轨道(1)运行；所述云台(3)与所述机械臂(2)通过机械连接，用于安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。2.根据权利要求1所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，根据桥梁的索塔、主梁或高墩表面的外形特点，所述槽型轨道(1)在桥梁结构的索塔、高墩外侧沿对角或径向布置，或者在桥梁结构的主梁底部纵横向水平布置。3.根据权利要求2所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述槽型轨道(1)的布置方式包括竖向、环形方向、沿纵桥向与横桥向的水平方向。4.根据权利要求1所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述槽型轨道(1)与桥梁的连接方式是根据桥梁的索塔、主梁或高墩结构材料的类型，采用焊接或植埋机械螺栓形式固定连接在桥梁的索塔、主梁或高墩表面。5.根据权利要求1所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述槽型轨道(1)的宽度为100mm～150mm。6.根据权利要求1所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述机械臂(2)包括车轮(21)、立柱(22)、伸缩臂(23)和万向轴(24)，所述机械臂(2)通过车轮(21)沿所述槽型轨道(1)移动行走，通过所述立柱(22)进行旋转，通过所述伸缩臂(23)和所述万向轴(24)进行伸缩，使得所述云台(3)能到达桥梁结构的指定位置。7.根据权利要求6所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述机械臂(2)中立柱(22)直径为10mm～20mm，远程控制360
°
旋转。8.根据权利要求6所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述机械臂(2)中通过远程控制万向轴(24)的转动带动伸缩臂(23)伸缩。9.根据权利要求6所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述云台(3)设置于所述伸缩臂(23)的末端，通过机械连接形成可拆卸整体。10.根据权利要求9所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，在所述云台(3)预留桥梁检测设备多种类型接口或转换接头，以安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。11.根据权利要求10所述的轨道式桥梁智能巡检云台系统，其特征在于，所述机械臂(2)或所述云台(3)还安装有无线传输系统，利用该无线传输系统，将桥梁检测设备采集的图像或视频实时传输到远程终端。

技术总结
本实用新型公开了一种轨道式桥梁智能巡检云台系统，包括依次连接的槽型轨道、机械臂和云台，其中，所述槽型轨道设置于桥梁的索塔、主梁或高墩表面；所述机械臂安装设置于所述槽型轨道上，沿所述槽型轨道运行；所述云台与所述机械臂通过机械连接，用于安装搭载桥梁检测设备，实现对桥梁的无人智能巡检。利用本实用新型，有效提高了桥梁巡检的作业效率与质量，并提升了桥梁结构检测评估的时效性与准确性。并提升了桥梁结构检测评估的时效性与准确性。并提升了桥梁结构检测评估的时效性与准确性。


技术研发人员：吴文明 苗家武 谢峻 杨圣洁 廖军 吴辰炫 王润建 翟步升
受保护的技术使用者：北京公科固桥技术有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/20