一种探入式水下桥墩表面缺陷检测装置
技术领域
本发明涉及桥梁检测设备领域,具体是一种探入式水下桥墩表面缺陷检测装置。
背景技术
桥墩位于水下的部分,由于长期受水体腐蚀、水流冲刷等综合作用,桥墩的表面易出现冲蚀坑缺陷,因此需要定期进行检测;目前一般采用的是潜水摄像头全面观测桥墩水下段的表面情况,但是,桥墩水下部分往往会覆盖有青苔、缠绕有水草、沉附有泥沙、寄居有虾蟹等,因此摄像头很难全面直观观测到桥墩的表面,而且,受水体折射率影响,水体流动、晃动均会引起摄像头观测视野的晃动和清晰度不佳,而且,对于浑水区域,摄像头无法观测,因此,此类设备往往先在桥墩外侧制造封闭环境然后将封闭区域内的水排净形成无水区域,以便摄像头进行检测,然而营设无水区域的设备笨重繁杂、灵活性差、工序麻烦、速度慢,因此设备成本和工作成本高,工作效率低。
发明内容
本发明提供了一种探入式水下桥墩表面缺陷检测装置,用于解决水下桥墩检测设备适应性差、设备成本高、工作效率低的问题。
其解决的技术方案是,一种探入式水下桥墩表面缺陷检测装置,包括环形的基架,基架上设有驱动单元、清理单元和检测单元,驱动单元在基架上圆周均布多组,每组驱动单元包括一个滑动穿设在基架上的径向杆,径向杆内端安装有一个轮架,轮架与基架之间安装有第一弹簧,轮架上安装有一个斜轴,斜轴上端向顺时针方向倾斜,斜轴上安装有一个滚轮,斜轴上安装有一个第一锥齿轮,轮架上安装有一个水平的第二锥齿轮,第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合,第二锥齿轮同轴安装有一个第一链轮,驱动单元还包括一根链条,链条与多个第一链轮同时啮合,其中一个第一链轮上装有电机,电机固定在基架上;清理单元包括一个铲板和一个切轮,铲板的一端铰接在基架的内壁,另一端朝向基架的转动方向,铲板与基架内壁之间安装有第二弹簧,切轮装在基架内壁上且位于铲板的自由端与基架之间;检测单元包括一个探杆,探杆的一端铰接在基架内壁,另一端朝向基架转动方向的反方向,检测单元还包括一个倾斜固定在基架内壁上的柱塞缸,柱塞缸的倾斜方向与探杆的倾斜方向相反,柱塞缸内安装有一个柱塞杆,柱塞杆底部安装有一个压力传感器,柱塞杆与压力传感器之间安装有第三弹簧,柱塞杆的外端顶在探杆的侧壁上。
所述的清理单元和检测单元均设有两组,两组清理单元中心对称,两组检测单元中心对称,清理单元位于检测单元的前侧。
所述的基架由两个半圆部分组成,两个半圆部分的两端经螺栓连接。
所述的切轮上装有第二链轮,第二链轮与链条啮合,链条通过第二链轮带动切轮转动。
所述的探杆的侧壁上开有一个轴向的滑槽,柱塞杆的端部置于滑槽内。
所述的滚轮侧壁为椭圆弧形曲线。
所述的滚轮均为橡胶材质。
每组所述的检测单元包括上下排布的多个探杆和柱塞杆。
所述的柱塞缸的底部开有连通孔。
所述的电机外装有防水罩。
本发明不受桥墩表面附着物和水体的影响,无需营设无水环境,对环境的适应性强,且检测速度快,工作效率高。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的主视剖视图。
图3为滚轮在桥墩上的正投影图。
图4为探杆位置的半剖视图。
图5为图1中A位置的放大图。
图6为图1中B位置的放大图。
具体实施方式
下文结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明包括环形的基架1,基架1上设有驱动单元、清理单元和检测单元,驱动单元在基架1上圆周均布多组,每组驱动单元包括一个滑动穿设在基架1上的径向杆2,径向杆2内端安装有一个轮架3,轮架3与基架1之间安装有第一弹簧4,轮架3上安装有一个斜轴5,斜轴5上端向顺时针方向倾斜,斜轴5上安装有一个滚轮6,斜轴5上安装有一个第一锥齿轮7,轮架3上安装有一个水平的第二锥齿轮8,第二锥齿轮8与第一锥齿轮7啮合,第二锥齿轮8同轴安装有一个第一链轮9,驱动单元还包括一根链条10,链条10与多个第一链轮9同时啮合,其中一个第一链轮9上装有电机11,电机11固定在基架1上;清理单元包括一个铲板12和一个切轮13,铲板12的一端铰接在基架1的内壁,另一端朝向基架1的转动方向,铲板12与基架1内壁之间安装有第二弹簧14,切轮13装在基架1内壁上且位于铲板12的自由端与基架1之间;检测单元包括一个探杆15,探杆15的一端铰接在基架1内壁,另一端朝向基架1转动方向的反方向,检测单元还包括一个倾斜固定在基架1内壁上的柱塞缸16,柱塞缸16的倾斜方向与探杆15的倾斜方向相反,柱塞缸16内安装有一个柱塞杆17,柱塞杆17底部安装有一个压力传感器18,柱塞杆17与压力传感器18之间安装有第三弹簧19,柱塞杆17的外端顶在探杆15的侧壁上。
所述的清理单元和检测单元均设有两组,两组清理单元中心对称,两组检测单元中心对称,清理单元位于检测单元的前侧,基架1绕桥墩转动时,清理单元先对桥墩表面进行清理,检测单元再对桥墩进行检测,两组检测单元可对桥墩进行两次检测,避免遗漏。
为了将基架1扣合在桥墩上,所述的基架1由两个半圆部分组成,两个半圆部分的两端经螺栓连接。
所述的切轮13上装有第二链轮20,第二链轮20与链条10啮合,链条10通过第二链轮20带动切轮13转动。
所述的探杆15的侧壁上开有一个轴向的滑槽21,柱塞杆17的端部置于滑槽21内,避免柱塞杆17端部与探杆15脱离。
所述的滚轮6侧壁为椭圆弧形曲线,从而使滚轮6更好的与桥墩贴合。
所述的滚轮6均为橡胶材质,可发生弹性变形,在第一弹簧4的压力下,滚轮6压紧在桥墩表面并产生轻微变形,使滚轮6与桥墩之间的接触面更大。
每组所述的检测单元包括上下排布的多个探杆15和柱塞杆17,从而使检测的轴向跨度更大。
所述的柱塞缸16的底部开有连通孔22,用于平衡柱塞杆17两端的水压。
所述的电机11外装有防水罩23。
本发明在进行检测时,首先将基架1扣合在桥墩上并用螺栓锁紧,锁紧后,在第一弹簧4的作用下,每组驱动单元上的滚轮6压紧在桥墩表面,在第二弹簧14的作用下,铲板12的自由端贴在桥墩表面,在第三弹簧19的作用下,柱塞杆17顶住探杆15,探杆15的自由端贴在桥墩表面;基架1安装好后,将链条10依次绕过多个第一链轮9和第二链轮20并将链条10张紧;压力传感器18的检测数值传输给接收设备。
基架1和链条10都装好后,启动电机11,电机11通过链条10带动多个第一链轮9和第二链轮20转动,第一链轮9带动第二锥齿轮8转动,第二锥齿轮8通过第一锥齿轮7带动斜轴5和滚轮6转动,由于滚轮6相对于桥墩的轴线倾斜布置,因此滚轮6滚动会使基架1沿桥墩螺旋向下运动;同时,链条10通过第二链轮20带动切轮13转动。
在基架1螺旋向下运动时,铲板12贴在桥墩表面,将桥墩上的水草、青苔、泥沙等铲掉,然后切轮13将铲板12上的水草切碎,避免在设备上堆积缠绕;探杆15在后贴着清理过的桥墩表面,当探杆15的自由端经过桥墩表面的凹坑时,第三压簧推动柱塞杆17向外运动,柱塞杆17推动探杆15转动,探杆15的自由端探入凹坑内,此时第三压簧的压力突然变小,压力传感器18受到的第三压簧的压力突然减小,因此压力传感器18的压力值在某点的突降标示着桥墩该点具有凹坑缺陷;当探杆15的自由端从凹坑内移出时,探杆15压缩柱塞杆17,第三弹簧19压缩,倾斜设置的探杆15能够使探杆15顺利从凹坑内移动,避免探杆15伸入凹坑后被折弯或折断。
本发明通过探杆15对桥墩表面的凹坑进行检测,能够探入凹坑内,即使凹坑内沉有泥沙、附有苔藓、水草等障碍物,探杆15依然能够探入凹坑内检测到此处凹坑缺陷,且不受水流波动的影响,避免了传统的摄像头式检测装置受桥墩表面水草、泥沙、苔藓遮挡无法发现缺陷,或受水波晃动或折射影响成像稳定性和清晰度的问题,且本发明不需创造无水环境,设备成本和工作成本低,检测速度快,工作效率高;另外,倾斜设置的弹性探杆15能顺利进出凹坑,能避免探杆15折弯或折断,工作连续性好。
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