箱梁图像采集装置的制作方法

1.本发明涉及箱梁检测技术领域，特别是涉及一种箱梁图像采集装置。


背景技术：

2.箱梁因具有自重小、抗弯刚度大、抗风性能好、吊装方便等优点而广泛应用于大跨度桥梁中。但是，由于箱梁长期承受车辆载荷等原因，箱梁可能存在疲劳开裂、焊缝缺陷等病害，严重影响箱梁的力学性能以及箱梁安全性，尤其箱梁顶板u肋的焊接位置是疲劳裂纹多发的区域。因此，需要对箱梁的疲劳损伤状态进行检测，为其后续维护提供依据。
3.目前，箱梁的疲劳裂纹检测主要通过人工进行检测，主要是借助摄像机进行远距离粗扫描，从而确定疲劳裂纹的位置。然而，由于环境限制，检测人员很难找到合适的角度操作摄像机进行检测，且这种检测方式存在检测效率低、无效作业时间长、劳动强度大、获取的疲劳裂纹的位置不准确以及存在安全隐患等问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要，提供一种能够获取箱梁内部不同方位的表观信息，能够准确的获得疲劳损伤的位置，能够适应各种工况，提高检测效率的箱梁图像采集装置。
5.一种箱梁图像采集装置，用于与移动机器人配合使用，包括：
6.壳体；
7.图像采集机构，所述图像采集机构设置于所述壳体上，所述图像采集机构包括图像采集模块、图像驱动部，所述图像采集模块用于采集箱梁内部的表观信息，所述图像驱动部用于驱动所述图像采集模块转动；
8.距离检测机构，所述距离检测机构设置于所述壳体上，所述距离检测机构用于检测所述图像采集模块与所述箱梁的检测点之间的距离；
9.安装机构，所述安装机构连接于所述壳体，所述安装机构用于与所述移动机器人可拆卸连接。
10.通过设置图像采集模块能够采集箱梁内部的表观信息；通过设置图像驱动部，图像驱动部能够带动图像采集模块转动，使得图像采集模块能够获取箱梁内部不同方位的表观信息；通过设置距离检测机构，能够检测图像采集模块与箱梁的检测点之间的距离，以为图像采集模块采集的表观信息提供参考，根据图像采集模块采集的图片以及距离检测机构检测到的数据，能够准确的获得疲劳损伤的位置；通过设置安装机构，能够安装于各种移动机器人上，能够适应各种工况，提高检测效率，降低人工劳动强度。
11.在其中一个实施例中，还包括有角度限位机构，所述角度限位机构用于对所述图像驱动部的动力输出轴的转动角度进行限位。
12.通过设置角度限位机构，能够对图像驱动部的动力输出轴的转动角度进行限位，防止图像驱动部的动力输出轴的转动过度。
13.在其中一个实施例中，所述角度限位机构包括角度检测部，所述角度检测部用于
检测所述图像驱动部的动力输出轴的转动角度。
14.在其中一个实施例中，还包括控制模块、通信模块及控制终端，所述距离检测机构、所述角度检测部均通信连接所述控制模块，所述控制模块、所述图像采集机构均通过所述通信模块与所述控制终端连接，所述控制模块控制连接所述图像驱动部。
15.在其中一个实施例中，所述图像采集机构还包括遮挡片，所述遮挡片设置于所述图像采集模块一侧，用于遮挡非成像的光。
16.在其中一个实施例中，所述图像采集模块至少包括两个不同焦距的摄像机。
17.在其中一个实施例中，所述安装机构包括夹套件，所述移动机器人上形成有与所述夹套件连接的连接部，所述夹套件形成有能够夹持于所述连接部上的夹持部。
18.在其中一个实施例中，所述夹套件包括第一夹持块、第二夹持块及锁紧部，所述第一夹持块与所述第二夹持块之间形成有能够使所述连接部穿过的夹持空间，所述锁紧部用于将所述第一夹持块与所述第二夹持块锁紧。
19.在其中一个实施例中，所述图像采集模块通过连接组件与图像驱动部的动力输出轴固定连接。
20.在其中一个实施例中，所述连接组件包括第一连接板、第二连接板，所述第一连接板通过连接键与所述图像驱动部的动力输出轴连接，所述第二连接板上形成有能够对所述连接键及所述图像驱动部的动力输出轴进行限位的限位孔，所述第一连接板与所述第二连接板固定连接。
21.上述方案中，通过设置图像采集模块能够采集箱梁内部的表观信息；通过设置图像驱动部，图像驱动部能够带动图像采集模块转动，使得图像采集模块能够获取箱梁内部不同方位的表观信息；通过设置距离检测机构，能够检测图像采集模块与箱梁的检测点之间的距离，根据图像采集模块采集的图片以及距离检测机构检测到的数据，能够准确的获得疲劳损伤的位置；通过设置安装机构，能够安装于各种移动机器人上，能够满足各种工况，提高检测效率，降低人工劳动强度；通过设置控制模块，能够实现自动化控制。
附图说明
22.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
24.图1为本发明一实施例所示的箱梁图像采集装置的正视结构图；
25.图2为本发明一实施例所示的箱梁图像采集装置的俯视结构图；
26.图3为本发明一实施例所示的箱梁图像采集装置的左视结构图；
27.图4为本发明一实施例所示的箱梁图像采集装置的电气原理控制框图。
28.附图标记说明
29.10、箱梁图像采集装置；100、壳体；110、安装座；200、图像采集机构；210、图像采集模块；220、图像驱动部；221、驱动电机；222、减速箱；230、连接组件；231、第一连接板；232、
第二连接板；2321、限位孔；240、遮挡片；300、距离检测机构；400、安装机构；410、第一夹持块；420、第二夹持块；500、控制模块；600、通信模块；700、控制终端；800、角度检测部；900、连接部。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
36.参见图1所示，本技术的一实施例涉及了一种箱梁图像采集装置10，用于与移动机器人配合使用。箱梁图像采集装置10包括壳体100、图像采集机构200、距离检测机构300及安装机构400。图像采集机构200、距离检测机构300及安装机构400均连接于壳体100上。图像采集机构200用于采集箱梁内部的表观信息。距离检测机构300用于检测图像采集机构200与箱梁的检测点之间的距离。安装机构400用于与移动机器人连接。
37.需要理解的是，采集箱梁内部的表观信息时，移动机器人需要进入箱梁内部。移动
机器人在移动时，能够带动图像采集机构200同步移动，从而对箱梁内部的表观信息进行采集。表观信息是指箱梁内部表面的疲劳裂纹的信息。
38.参见图1、图2及图3所示，图像采集机构200包括图像采集模块210、图像驱动部220。图像驱动部220用于驱动图像采集模块210转动，以调整图像采集模块210的位置，从而使得图像采集模块210能够获取箱梁内部不同方位的表观信息。
39.图像采集模块210至少包括两个不同焦距的摄像机。需要理解的是，不同焦距的摄像机所拍画面的成像清晰度不同。在本实施例中，图像采集模块210包括两个摄像机。通过设置两个不同焦距的摄像机，能够保证在最终获得的画面成像清晰度及准确度，提升拍摄效果。在其他的实施例中，图像采集模块210可以为三个摄影机、四个摄影机乃至更多。
40.图像驱动部220包括驱动电机221、减速箱222。驱动电机221与减速箱222传动连接，且驱动电机221及减速箱222均设置于壳体100内部。图像驱动部220的动力输出轴伸出壳体100外部。图像采集模块210通过连接组件230与图像驱动部220的动力输出轴固定连接。具体地，在本实施例中，参考图2，连接组件230包括第一连接板231、第二连接板232，第一连接板231通过连接键与图像驱动部220的动力输出轴连接。图像采集模块210固定连接于第一连接板231上。第二连接板232上形成有能够对连接键及图像驱动部220的动力输出轴进行限位的限位孔2321。
41.需要理解的是，连接键及图像驱动部220的动力输出轴穿设于限位孔2321，限位孔2321能够限制连接键及图像驱动部220的动力输出轴的移动。第二连接板232通过螺钉与第一连接板231螺纹连接，能够将第一连接板231固定于图像驱动部220的动力输出轴上。在其他的实施例中，图像采集模块210固定连接于第一连接板231上。第一连接板231焊接于图像驱动部220的动力输出轴上。
42.参见图1、图2及图3所示，图像采集机构200还包括遮挡片240、若干摄影机云台。遮挡片240设置于图像采集模块210一侧，用于遮挡非成像的光，以防止非成像的光进入到摄影机中，影响照片的成像清晰度。具体地，遮挡片240设置于摄影机径向上的一侧。需要理解的是，摄影机云台的数量与摄影机的数量一一对应。摄影机固定连接于摄影机云台上，摄影机与摄影机云台相配合能够使得拍摄的图片更加的清楚稳定，使检查人员更加清晰的发现箱梁内部的疲劳损伤。
43.参见图1及图4所示所示，距离检测机构300可以是激光测距传感器、红外传感器、超声波传感器等，只要能够实现检测图像采集模块210与箱梁的检测点之间距离的作用即可。
44.参见图1、图2及图4所示，箱梁图像采集装置10还包括控制模块500、通信模块600及控制终端700。距离检测机构300通信连接控制模块500。控制模块500、图像采集模块210均通过通信模块600与控制终端700连接。控制模块500用于实现自动化控制，例如可以采用plc，也可以采用mcs-51单片机。控制终端700可以采用工控机，也可以采用电脑。在本实施例中，控制模块500、通信模块600均设置于壳体100内部。壳体100内部还设置有用于将通信模块600安装于壳体100内部的固定块。
45.距离检测机构300实时检测图像采集模块210与箱梁的检测点之间的距离，并将数据传输至控制模块500。控制模块500通过通信模块600将接收到的数据传输至控制终端700。图像采集模块210将拍摄的图片传输至控制终端700。检查人员通过控制终端700接收
到的图片及数据，能够获取箱梁内部的疲劳损伤的准确位置。
46.需要理解的是，图像采集模块210包括摄像单元、图像处理单元。控制终端700接收到的图片中包含有摄影机拍摄该图片所用的焦距信息。当图像采集模块210拍摄的图片传输至控制终端700时，摄像单元与箱梁的检测点之间的距离数据同步传输至控制终端700。由于摄像单元与箱梁的检测点之间的距离为确定值，图像采集模块210的转动范围也为确定值。通过图像采集模块210的转动范围，可获得摄像单元的扫描区域。图像处理单元能够根据摄像单元的扫描区域、图片上的焦距信息及在拍摄照片时，摄像单元与箱梁的检测点之间的距离能够获得箱梁内部的疲劳损伤的准确位置。
47.参见图1、图2及图4所示，箱梁图像采集装置10还包括有角度限位机构。角度限位机构用于对图像驱动部220的动力输出轴的转动角度进行限位，从而实现对图像驱动部220的转动进行限位，以防止图像驱动部220转动过度。
48.在本实施例中，角度限位机构采用角度检测部800。角度检测部800用于检测图像驱动部220的动力输出轴的转动角度。角度检测部800通信连接控制模块500，控制模块500控制连接图像驱动部220。壳体100内部还设置有用于将角度检测部800安装于壳体100上的安装座110。角度检测部800设置为2个，且分别与图像采集模块210相对应设置。
49.角度检测部800实时检测图像驱动部220的动力输出轴的转动角度，并将数据传输至控制模块500。当角度检测部800检测到图像驱动部220的动力输出轴的转动角度超过设定值，控制模块500控制图像驱动部220停止转动。角度检测部800可以是激光测距传感器、红外传感器、u型传感器等，只要能够实现检测图像驱动部220的动力输出轴的转动角度的作用即可。
50.在其他的实施例中，角度限位机构采用物理限位。例如，在图像驱动部220的动力输出轴设置限位块，在安装图像驱动部220的底座上设置有能够与限位块相配合的限位槽。限位槽与限位块相互配合形成对图像驱动部220的动力输出轴转动范围限制的角度限位机构。
51.参见图1、图2及图4所示，壳体100内部还设置有电源模块，电源模块分别与图像采集模块210、图像驱动部220、距离检测机构300、控制模块500及通信模块600电性连接，用于为图像采集模块210、图像驱动部220、距离检测机构300、控制模块500及通信模块600供电。电源模块为蓄电池。
52.参见图1、图2及图3所示，安装机构400连接于壳体100下端，安装机构400用于与移动机器人可拆卸连接。具体地，安装机构400采用夹套件，夹套件形成有能够夹持于移动机器人上的夹持部。移动机器人上形成有与夹套件连接的连接部900。连接部900为具有中空结构的连接管。在本实施例中，夹套件包括第一夹持块410、第二夹持块420及锁紧部。第一夹持块410与第二夹持块420之间形成有能够使连接部900穿过的夹持空间。锁紧部用于将第一夹持块410与第二夹持块420锁紧，从而将夹套件安装于移动机器人上。
53.在其他的实施例中，夹套件包括卡箍本体及紧固部。紧固部用于将卡箍本体的第一端与卡箍本体的第二端锁紧。示意性地，紧固部包括固定连接于卡箍本体的第一端的第一销轴座、固定连接于卡箍本体的第二端的第二销轴座及锁紧销，第一销轴座、第二销轴座上设置有与锁紧销相配合的销孔。具体地，第一销轴座包括有两个。两第一销轴座之间形成有能够容纳第二销轴座的第二凹槽部。第二销轴座嵌设于第二凹槽部内，并能够通过锁紧
销与第一销轴座、第二销轴座上销孔相配合，能够将卡箍本体的第一端与卡箍本体的第二端锁紧。卡箍本体包括第一卡箍及第二卡箍，第一卡箍的第一端与第二卡箍的第一端铰接。壳体100与第一卡箍固定连接。卡箍本体也可以为一体成型结构，例如，具有弹性的卡箍片。
54.本发明的箱梁图像采集装置10在使用时，将箱梁图像采集装置10安装于移动机器人上。
55.其中，移动机器人上形成有与夹套件连接的连接部900。夹套件的第一夹持块410与夹套件的第二夹持块420之间形成有能够使连接部900穿过的夹持空间。锁紧部用于将第一夹持块410与第二夹持块420锁紧，从而将夹套件稳定地安装于移动机器人上。
56.控制模块500控制图像驱动部220运转，以调整图像采集模块210的位置，从而使得图像采集模块210能够获取箱梁内部不同位置的表观信息。
57.角度检测部800实时检测图像驱动部220的动力输出轴的转动角度，并将数据传输至控制模块500。当角度检测部800检测到图像驱动部220的动力输出轴的转动角度超过设定值，控制模块500控制图像驱动部220停止转动，从而能够实现对图像驱动部220的转动进行限位，防止图像驱动部220转动过度。
58.距离检测机构300实时检测图像采集模块210与箱梁的检测点之间的距离，并将数据传输至控制模块500。控制模块500通过通信模块600将接收到的数据传输至控制终端700。图像采集模块210通过通信模块600将拍摄的图片传输至控制终端700。检查人员通过控制终端700接收到的图片及数据，能够获取箱梁内部的疲劳损伤的准确位置。
59.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。