一种预制墩台检测装置的制作方法

1.本技术涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种预制墩台检测装置。


背景技术：

2.装配式桥梁较传统现浇桥梁优势明显，主要体现在：(1)不受施工环境制约，变高空施工为陆地施工、变海上作业为工厂作业；(2) 工厂化预制构件，制式成品质量更容易得到保证；(3)安全快速，降低海上施工现场的安全风险；(4)节能减排、绿色低碳。尤其是大型桥梁，由于工程量巨大，预制装配施工方法应用有利于提高施工速度，缩短工期；施工成本可以得到充分的摊销，成本可控；跨江跨海的大型工程施工环境恶劣，常规的现浇施工方法难以应用。
3.目前，桥梁的预制装配技术已经有了长足的发展。但预制装配主要局限于上部结构，而下部结构与附属结构的预制装配尚无成熟的工艺。另外桥梁墩台构件的预制首先需要建立预制构件厂，预制构件在出厂时应当对构件的外型尺寸、表面缺陷及内部缺陷进行检测，满足要求后才能出厂运往现场，避免因构件质量问题导致施工进度落后。
4.如何对预制构件进行尽可能地全面检测，是当前亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种预制墩台检测装置，可以对预制墩台进行外型尺寸、表面缺陷及内部缺陷的全面检测，以确保预制墩台满足出厂要求。
6.为达到以上目的，本技术实施例提供了一种预制墩台检测装置，其包括：
7.旋转系统，所述旋转系统上具有一个安装区域，所述安装区域用于放置预制墩台，所述旋转系统用于驱使预制墩台旋转；
8.检测系统，所述检测系统包括：
[0009]-结构光成像子系统，其位于所述旋转系统上方，并位于所述安装区域外侧，所述结构光成像子系统用于获取预制墩台侧面与顶面的外形图像；
[0010]-红外成像子系统，其位于所述旋转系统上方，并位于所述安装区域外侧，所述红外成像子系统用于获取预制墩台的红外图像；
[0011]
控制系统，所述控制系统与所述旋转系统、检测系统相连接，并用于控制所述旋转系统旋转，以及控制所述检测系统工作。
[0012]
一些实施例中，所述结构光成像子系统包括线激光器与多个摄像头，所述线激光器用于发射与所述旋转系统旋转方向垂直的线激光；
[0013]
所述摄像头沿所述所述旋转系统的轴向分布，其中至少有一个摄像头用于获取预制墩台顶面的外形图像，其余的摄像头用于获取预制墩台侧面的外形图像。
[0014]
一些实施例中，所述检测系统还包括立杆，所述结构光成像子系统与红外成像子系统安装在所述立杆上。
[0015]
一些实施例中，所述旋转系统包括：
[0016]
旋转平台；
[0017]
支撑架，所述支撑架设置于所述旋转平台上，并用于安放预制墩台。
[0018]
一些实施例中，旋转系统还包括底部图像检测子系统，所述底部图像检测子系统位于所述支撑架上，并用于获取预制墩台底面的外形图像。
[0019]
一些实施例中，所述支撑架具有一检测空间；
[0020]
底部图像检测子系统连接有滚轮；
[0021]
所述旋转系统还包括驱动装置和滑道，所述滑道设置于所述旋转平台上，并穿过所述检测空间，所述滚轮位于滑道上，所述驱动装置连接所述滚轮，以驱动底部图像检测子系统移动。
[0022]
一些实施例中，所述控制系统还用于将底部图像检测子系统获取的预制墩台底面的外形图像，与预设图像进行对比，判断灌浆套筒预留孔位是否与预设孔位相一致。
[0023]
一些实施例中，所述驱动装置采用伺服电机。
[0024]
一些实施例中，所述控制系统还用于将所述结构光成像子系统获取的外形图像与预设图像进行比对，判断尺寸是否一致，以及根据所述红外成像子系统获取的预制墩台的红外图像，识别出预制墩台存在的内部缺陷。
[0025]
本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0026]
本技术实施例提供了一种预制墩台检测装置，由于在预制墩台底部设置了一个旋转系统，带动预制墩台转动，使结构光成像子系统能顺利获取预制墩台顶面、以及侧面的整体图像，同时，红外成像子系统获取预制墩台的红外图像，控制系统控制旋转系统进行规律的旋转，也能够根据结构光成像子系统获取的预制墩台图像，与预设图像进行比对，并根据红外成像子系统获取的红外图像，分析出预制墩台的内部缺陷，因此，能够同时对预制墩台进行外部和内部的检测，确保预制构件满足出厂要求，避免不合格的产品出厂，对施工造成影响。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]
图1为本技术实施例提供的一种预制墩台检测装置的示意图；
[0029]
图2为本技术实施例提供的一种预制墩台检测装置底部检测系统处的结构示意图；
[0030]
图3为本实施例控制系统的原理图；
[0031]
图4为本实施例采用的旋转扫描方案的示意图。
[0032]
图中：1、预制墩台；2、旋转系统；21、旋转平台；22、支撑架； 23、检测空间；24、驱动装置；25、滑道；26、滚轮；3、检测系统； 31、结构光成像子系统；311、线激光器；312、摄像头；32、红外成像子系统；33、底部图像检测子系统；34、立杆；4、控制系统；41、计算机处理模块。
具体实施方式
[0033]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0034]
本技术实施例提供了一种预制墩台检测装置，其能够对预制构件进行外型尺寸、表面缺陷及内部缺陷的全面检测，以确保预制构件满足出厂要求。
[0035]
参见图1至图4所示，本发明提供了一种预制墩台检测装置，包括旋转系统2，检测系统3和控制系统4，其中，旋转系统2上有一个安装区域，安装区域用于放置预制墩台1，旋转系统2用于驱使预制墩台1旋转。结合图1所示，检测系统3又包括结构光成像子系统 31和红外成像子系统32，均位于旋转系统2的上方，并处于安装区域的外侧，其中，结构光成像子系统31用于获取预制墩台1侧面与顶面的外形图像，红外成像子系统32用于获取预制墩台1的红外图像。控制系统与旋转系统2、检测系统3连接，用于控制旋转系统2 带动预制墩台1旋转，以及控制检测系统3工作；此外，控制系统4 还用于接收检测系统3获取的图像，并与预设图像进行分析比对。
[0036]
本技术实施例提供了一种预制墩台检测装置，由于在预制墩台1 底部设置了一个旋转系统2，带动预制墩台1转动，使结构光成像子系统31能顺利获取预制墩台1顶面、以及侧面的整体图像，同时，红外成像子系统32获取预制墩台1的红外图像，控制系统4控制旋转系统2进行规律的旋转，也能够根据结构光成像子系统31获取的预制墩台1图像，与预设图像进行比对，并根据红外成像子系统32 获取的红外图像，分析出预制墩台1的内部缺陷，因此，能够同时对预制墩台1进行外部和内部的检测，确保预制构件满足出厂要求，避免不合格的产品出厂，对施工造成影响。
[0037]
对于红外成像子系统32的应用，在此做一些说明。由于混凝土在浇筑完成后，会持续释放水化热，又由于混凝土表面热量易于散失，而内部的热量却不易散失，所以，混凝土内外会产生温差，导致内外膨胀和收缩不一，即内部因温度高而膨胀，外部则因温度低而收缩，产生不均匀的内应力，造成混凝土裂缝的问题。本实施例的红外成像子系统32采用红外探测仪，当裂缝内为空气，且若预制墩台1浇筑完成，处于红外探测仪检测状态下时，红外热成像图中的“热斑”即导致温度异常的病害所在处。
[0038]
在一些优选的实施例中，结构光成像子系统31包括线激光器311 与多个摄像头312，线激光器311用于发射与所述旋转系统2旋转轴线平行的线激光，结合图4所示，假设预制墩台1是一个圆柱，则线激光器311发射出的线激光覆盖该圆柱的母线。优选地，摄像头312 沿旋转系统2的旋转轴线分布，其中，至少有一个摄像头312用于获取预制墩台1顶面的外形图像，其余摄像头312用于获取预制墩台1 侧面的外形图像。侧面采用多个摄像头312是由于墩身高度一般较高，单个摄像头312无法获取整个墩身的图像，优选地，摄像头312 的数量取决于墩身的高度，各个摄像头312之间互成一定夹角，以获得完整的墩身侧面数据。
[0039]
需要说明的是，摄像头312所覆盖的区域需要有一部分的重叠，以保证摄像头312能够完全覆盖预制墩台1的侧面。
[0040]
优选地，本实施例采用斜射式激光三角测量，参见图4所示，摄像头312用于接收线
激光器311照射在预制墩台1表面产生的光条。斜射式激光三角法由于入射光线与被测物体表面法线具有一定的夹角，而摄像头312主要接收的是反射光线，因此在反射角相同的情况下，斜射式的分辨率更大，且抗干扰能力更强，对激光器功率要求也较低。因此本实施例采用斜射式激光三角测量对预制墩台1进行检测。
[0041]
在一些优选的实施例中，参见图1所示，检测系统3还包括立杆 34，立杆34垂直于预制墩台1的旋转平面，结构光成像子系统31的摄像头312，以及红外成像子系统32固定在立杆34上；此外，线激光器311也可以在立杆34上的任意位置安装；比如，结合图1所示，线激光器311安装在立杆34的顶端。
[0042]
在一些优选的实施例中，参见图1所示，旋转系统2包括旋转平台21以及支撑架22，支撑架22设置在旋转平台21上，并用于安放预制墩台1。具体地，支撑架22均匀并间隔布设在预制墩台1底部，并抄垫一定高度，为后续预制墩台1的底部检测提供空间。
[0043]
在一些优选的实施例中，该预制墩台检测装置还包括底部图像检测子系统33，底部图像检测子系统33位于支撑架22上，并用于获取预制墩台1底部的外形图像。优选地，底部图像检测子系统33采用结构光成像原理，对预制墩台1底部灌浆套筒预留位置做检测。
[0044]
在一些优选的实施例中，支撑架22具有一检测空间23，底部图像检测子系统33连接有滚轮26；旋转系统2还包括驱动装置24和滑道25，滑道设置在旋转平台21上，并穿过检测空间23，滚轮26 位于滑道25上，且两者外形尺寸匹配，并且驱动装置24与滚轮26 相连接，以驱动底部图像检测子系统33移动。具体地，由于预制墩台1底部较为平整，且支撑架22的抄垫高度有限，所以对预制墩台 1底部采用一维扫描方法，通过驱动装置24驱动滚轮26，带动底部图像检测子系统33在滑道25上运动，以获取整个预制墩台1底部的扫描图像。需要说明的是，由于支撑架22抄垫高度有限，单一的底部图像检测子系统33可能无法完整覆盖整个墩底，因此底部图像检测子系统33采用双目成像，两个摄像头之间互成一定角度，拼接获得完整图像；或者，也可以采用多个摄像头，以获得完整图像。
[0045]
在一些优选的实施例中，参见图3所示，控制系统4还用于将底部图像检测子系统33获取的预制墩台1底面的外形图像，与预设图像进行对比，判断灌浆套筒预留孔位是否与预设孔位相一致。具体地，控制系统4包括计算机处理模块41，当预制墩台1旋转一周后停止旋转后，驱动装置24带动底部图像检测子系统33在滑道25上运动，计算机处理模块41接收底部图像检测子系统33传输回的图像，通过算法识别其中的灌浆套筒预留孔位，判断其是否与图纸一致。
[0046]
在一些优选的实施例中，驱动装置24采用伺服电机。旋转平台 21停止旋转后，底部图像检测子系统33在伺服电机的作用下开始沿滑道25滑动，遍历预制墩台1的底面，获得点云数据。
[0047]
在一些优选的实施例中，控制系统4还用于将结构光成像子系统 31获取的外形图像与预设图像进行比对，判断尺寸是否一致，以及根据红外成像子系统32获取的预制墩台1的红外图像，识别出预制墩台1存在的内部缺陷。具体地，控制系统4包括计算机处理模块 41，能够将结构光成像子系统31、红外成像子系统32获得的点云数据与bim模型做出比对，直观地展示预制墩台1与设计值的尺寸差异，以及对于采集到的温度场数据，识别其中的异常数据，从而判断混凝土内部可能存在的缺陷。
[0048]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基
于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0049]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0050]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。