[发明专利]手持式公路小桥和涵洞检测视频采集装置

说明书

一种手持式公路小桥涵洞检测视频采集装置，包括：轮式测距编码器1、滑轮连接轴2、摄像头3、竖向摄像头支架4、横向支架5、缺陷标记部件6、右侧滑轮7、轮式测距编码器竖向支架8、第一节检测杆9、横向支架前端的角度调节接头10、横向支架中间的角度调节接头11、垂直旋转接头12、检测杆上的垂直旋转接头13、第二节纵向竖测杆14、第三节纵向竖测杆15、第四节纵向竖测杆16、发射盒子17、控制按钮18、电源19、存储装置20、摄像头数据传输线21、编码器数据传输线22、数据传输和供电的电缆23、缺陷标记部件控制线24、肚顶25。本装置检测全过程进行视频图像记录，能对缺陷位置进行标记，现场适应力强，安全性高，节能佳，操作简单，维护费用低。

技术领域

本发明涉及一种手持式公路小桥涵洞检测视频采集装置，属小桥和涵洞检测设备技术领域。

背景技术

涵洞是公路路基通过洼地或跨越水沟(渠)时设置的小型地面结构物，按《公路工程技术标准》规定,涵洞的单孔跨径小于 5 米。桥是一种架空的人造通道，由上部结构和下部结构两部分组成，按《公路工程技术标准》规定, 小桥的单孔跨径大于等于 5 米，小于20 米。本发明应用领域主要针对以下四类公路小桥和涵洞：1、建设中的小桥和涵洞；2、遭受过自然灾害（地震、洪水、泥石流）或外力撞击（车辆船只冲撞等）的小桥和涵洞；3、一些需要长期监控的特殊小桥和涵洞；4、已通车的营运期公路小桥和涵洞，根据交通运输部相关规定，以上几类小桥和涵洞都必须对其上部结构混凝土质量进行检测；以确保通车使用过程中小桥和涵洞能安全运营。目前在进行小桥和涵洞上部结构质量检测时通常采用的方法有以下几类：1、桥检车法。该方法是检测人员通过小桥质量检测车的检测架对小桥和涵洞上部结构的梁板、盖梁、橡胶支座、支座垫石、防撞挡块、拉杆等进行检测；2、无人机法。该方法是检测人员通过操控无人机，利用无人机上的摄像头对小桥和涵洞上部结构质量进行检测；3、机械臂法。该方法是检测人员通过操控机械臂，利用机械臂上安装的摄像头对小桥和涵洞上部结构质量进行检测；4、攀爬法。该方法是检测前搭设脚手架或梯子，检测人员通过攀爬脚手架或梯子对小桥和涵洞上部结构的梁板、盖梁、橡胶支座、支座垫石、防撞挡块、拉杆、盖板等进行检测。但在实际检测工作中以上方法仍然存在下列一些问题。桥检车法存在问题：1、缺少完整的视频图像记录，检测过程中混凝土外观质量只能通过检测人员视觉检测，缺少相关视频图像资料，在检测人员疲劳时易出现缺陷漏判，不能客观反映受检小桥上部混凝土外观整体质量；2、检测现场适应能力差，工作效率低，受客观条件限制多；3、安全性差，检测人员易遭受雷击、高空坠落、机械撞击、野蜂蚂蚁攻击等意外事故伤害。国内已发生多起检测人员伤亡事件；4、节能减排效果差，消耗资源多；5、现场检测灵活性较差，测时桥面横坡较大时无法检测，桥下有障碍物（例如：水渠、河堤、管道等）时无法检测。6、无法对涵洞工程进行检测，因桥检车的桥检架长度大于涵洞单跨长度，所以桥检架无法进入涵洞内部。无人机法存在问题：1、无法准确定位缺陷位置，缺少标记功能。检测过程中无人机会受到气流、地磁场、障碍物等外界因素的干扰，在发现缺陷时由于缺少标记功能，因此复查人员和修补人员不易准确定位缺陷在小桥和涵洞上的具体位置。2、操作难度高。因无人机的螺旋桨旋转时具有一定的危险性，在无人机坠机和失控时易造成安全事故，因此在检测过程中无人机的起飞与降落都需要经过专业培训的技术人员操作；3、无法对部分净空窄小的涵洞进行检测。在公路工程中有部分涵洞内部空间窄小，如一些排水涵洞，且这类涵洞多设置在低洼地带，甚至连检测人员都无法进入，对于这类涵洞无人机会因遥控信号被屏蔽而无法进行检测；4、后期维护费用高，不便于大范围推广应用。无人机在使用过程中电机、马达、电池、无线电接收器等部件，都有使用次数的限制，后期使用维护不到位易造成无人机坠落的严重事故，因此无人机使用过程中需要定期维护更换和更换零配件；5、飞行高度和飞行范围有限制。根据国家相关法律规定，民用无人机飞行前需向空管部门报备，飞行高度不能超过 120 米，在飞机场和一些军事设施附近不能飞行。机械臂法存在问题： 1、无法准确定位缺陷位置，缺少标记功能，检测过程中机械臂携带摄像头对缺陷进行拍摄，在发现缺陷时由于缺少标记功能，因此复查人员和修补人员不易准确定位缺陷在小桥和涵洞上的具体位置。2、后期维护费用高不便于大范围推广应用，机械臂在使用过程中电机、油压系统、电池等部件，都有使用次数的限制，后期使用维护不到位易造成机械臂损坏的事故，因此机械臂使用过程中需要定期维护更换和更换零配件；3、现场检测灵活性较差，机械臂工作原理是通过机械臂移动带动摄像头对小桥和涵洞构件进行拍摄检测，但是在工地现场检测过程中如桥下或涵洞中存在障碍物（例如：水渠、河堤、管道等）时机械臂则无法进入桥下或涵洞中进行检测。4、节能减排效果差，消耗资源多。使用机械臂进行检测时机械臂装置移动需要牵引车牵引，检测过程中会占用部分车道，影响桥面车辆通行。攀爬法存在问题：1、缺少完整的视频图像记录，检测过程中混凝土外观质量只能通过检测人员视觉检测，缺少相关视频图像资料，在检测人员疲劳时易出现缺陷漏判，不能客观反映受检小桥或涵洞上部混凝土外观整体质量；2、检测现场适应能力差，工作效率低，受客观条件限制多；3、安全性差，检测人员易遭受高空坠落意外事故伤害。