本實用新型屬于橋梁裂縫檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種橋梁裂縫檢測裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今，隨著橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展，不但橋梁總里程數(shù)也在逐年增加，而且橋梁的長度也隨之加長，橋梁也在一些環(huán)境惡劣的地方進行修建。橋梁是交通的咽喉，再加上現(xiàn)有交通量迅速增大、重型車輛的增多、車輛的超速超重運輸，導(dǎo)致橋梁的承載力難以適應(yīng)于交通負荷的迅速增長，橋梁長時間在超負荷的狀態(tài)下工作易出現(xiàn)裂縫；另外橋梁所處的地質(zhì)條件、地形條件、氣候條件和設(shè)計、施工、運營過程中各種因素的影響，也會造成橋梁裂縫的產(chǎn)生，橋梁裂縫的產(chǎn)生不僅減少橋面的承載力，同時導(dǎo)致水分及有害物質(zhì)滲入，引發(fā)鋼筋腐蝕或者加速混凝土的自然老化，從而損害橋梁的承載能力，容易引發(fā)安全事故，因此對橋梁裂縫進行有效檢測，及時發(fā)現(xiàn)裂縫并進行治理，確保橋梁處于正常使用狀態(tài)，提高橋梁的使用壽命。

目前，橋梁裂縫的檢測主要采用卷尺、手持裂縫觀測儀和機器視覺等，而這些檢測裝置主要存在以下問題：

第一，橋梁裂縫的傳統(tǒng)檢測主要通過人工接觸式進行測量，工作人員一般是使用卷尺進行實地測量并記錄，而對于不規(guī)則橋梁裂縫只能測量橋梁裂縫的直線長度和橋梁裂縫寬度的估計值，當橋梁裂縫較多時，人工進行測量的工作量就相當大，另外，橋梁一般距地面的高度較高，人工測量不僅難度大，而且安全系數(shù)不高；這種方法對于橋梁的檢測無論在人力、物力還是時間上都有很大的消耗，另外測量過程往往存在人工誤差。依靠人工不定期的檢查，往往不能及時發(fā)現(xiàn)裂縫，且從機理上不具備大范圍與長期跟蹤監(jiān)測的功能。

第二，目前，橋梁裂縫檢測主要采取手持裂縫觀測儀在橋下對目測到的橋梁裂縫進行裂縫檢測，則需要工作人員搭乘傳統(tǒng)橋檢車手握手持裂縫觀測儀，且使工作人員位于橋下對橋梁裂縫進行檢測，最終完成橋梁裂縫檢測。但在實際橋梁檢測過程中，由于存在一些跨線橋梁和橋下檢測環(huán)境復(fù)雜等情況，工作人員位于橋下較危險，使得裂縫檢測難度很大，另外，對于不規(guī)則橋梁裂縫手持裂縫觀測儀只能檢測橋梁裂縫特定區(qū)域的寬度，導(dǎo)致橋梁裂縫檢測到的尺寸結(jié)果存在偏差，從而影響對判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評估橋梁的運營質(zhì)量評估結(jié)果。

第三，采用機器視覺對橋梁裂縫進行檢測，主要基于數(shù)字圖像處理技術(shù)對拍攝到的裂縫處理進行處理，從而得到裂縫的寬度、長度、面積和周長，但是針對裂縫圖像進行處理時一種是一般采用的裂縫圖像都是在非常理想的環(huán)境下拍攝到的裂縫圖像，拍攝到的裂縫照片是一條邊緣非常清晰的裂縫，幾乎沒有毛刺；另一種是需要手動標記裂縫圖像中的毛刺，進行消除，這兩種方式都不能滿足實際工程的需要，工作量大、效率低，且測量的檢測不準確，不能為為客觀評價路面質(zhì)量、科學(xué)決策養(yǎng)護管理方案提供有效地依據(jù)。因此，研究一種橋梁裂縫檢測裝置，實現(xiàn)對橋梁裂縫的自動檢測，減少人為參與，對橋梁裂縫進行及時、準確檢測，實現(xiàn)橋梁裂縫的寬度和長度等信息測量，提高橋梁裂縫檢測工作的工作效率和測量數(shù)據(jù)的可靠度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種橋梁裂縫檢測裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好，對橋梁裂縫進行及時、準確檢測，實現(xiàn)橋梁裂縫的寬度和長度等信息測量，提高橋梁裂縫檢測工作的工作效率和測量數(shù)據(jù)的可靠度，實用性強，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種橋梁裂縫檢測裝置，其特征在于：包括控制裝置、沿待檢測橋梁移動的安裝小車、安裝在所述安裝小車上的伸縮桿機構(gòu)和安裝在所述伸縮桿機構(gòu)上且對待檢測橋梁中橋梁裂縫進行自動檢測的檢測裝置，所述伸縮桿機構(gòu)包括安裝在所述安裝小車上且呈水平布設(shè)的第一伸縮桿、與第一伸縮桿連接的第二伸縮桿和與第二伸縮桿連接且與第二伸縮桿呈垂直布設(shè)的第三伸縮桿，以及與第三伸縮桿連接且與第三伸縮桿呈垂直布設(shè)的第四伸縮桿和與第四伸縮桿連接且與第四伸縮桿呈垂直布設(shè)的標定桿,所述控制裝置包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備、顯示器、對所述安裝小車進行驅(qū)動的驅(qū)動電機進行控制的行走控制器、對攝像機的快門頻率進行檢測的相機快門頻率檢測單元、對所述伸縮桿機構(gòu)進行調(diào)節(jié)的伸縮桿調(diào)節(jié)裝置、對所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置進行控制的伸縮桿調(diào)節(jié)控制器、對第三伸縮桿與待檢測橋梁邊緣之間的間距進行實時檢測的第一距離檢測單元和對第四伸縮桿與待檢測橋梁底部之間的間距進行實時檢測的第二距離檢測單元，以及對照明燈的照明亮度進行實時檢測的照明亮度檢測單元、對照明燈的照明亮度進行調(diào)節(jié)的亮度調(diào)節(jié)模塊和對亮度調(diào)節(jié)模塊進行控制的照明亮度控制器，所述驅(qū)動電機和相機快門頻率檢測單元均與行走控制器連接，所述照明亮度檢測單元和亮度調(diào)節(jié)模塊均與照明亮度控制器連接，所述第一距離檢測單元、第二距離檢測單元和所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置均與伸縮桿調(diào)節(jié)控制器連接；

所述檢測裝置包括安裝在第四伸縮桿上的攝像機，所述攝像機、顯示器、伸縮桿調(diào)節(jié)控制器、照明亮度控制器和行走控制器均所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接。

上述的一種橋梁裂縫檢測裝置，其特征在于：所述檢測裝置還包括與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接的數(shù)據(jù)采集模塊，所述攝像機通過數(shù)據(jù)采集模塊與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接。

上述的一種橋梁裂縫檢測裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機。

上述的一種橋梁裂縫檢測裝置，其特征在于：所述第一距離檢測單元和第二距離檢測單元均為激光測距模塊。

上述的一種橋梁裂縫檢測裝置，其特征在于：所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置包括對第一伸縮桿進行調(diào)節(jié)的第一伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、對第二伸縮桿進行調(diào)節(jié)的第二伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、對第三伸縮桿進行調(diào)節(jié)的第三伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、對第四伸縮桿進行調(diào)節(jié)的第四伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、對標定桿進行調(diào)節(jié)的標定桿調(diào)節(jié)模塊，所述第一伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、第二伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、第三伸縮桿調(diào)節(jié)模塊、第四伸縮桿調(diào)節(jié)模塊和標定桿調(diào)節(jié)模塊均由所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器進行控制且均與所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、所采用的橋梁裂縫自動檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且投入成本較低。

2、所采用的橋梁裂縫自動檢測裝置使用操作簡便，能簡便、快速對橋梁裂縫進行檢測，且檢測結(jié)果準確。

3、所采用的橋梁裂縫自動檢測裝置不需要工作人員進行人工參與，并且不需要安裝和拆卸，僅通過伸縮桿調(diào)節(jié)控制器控制伸縮桿機構(gòu)調(diào)節(jié)，使攝像機完成橋梁裂縫圖像的檢測。因而結(jié)構(gòu)非常簡單，并且不受橋梁和環(huán)境限制，適應(yīng)于跨線橋梁和所處環(huán)境較惡劣的橋梁檢測。

4、所采用的橋梁裂縫自動檢測裝置智能化程度且檢測效率高、使用效果好且檢測結(jié)果準確，所采用的控制裝置包括對所述安裝小車的驅(qū)動電機進行控制的行走控制器、對攝像機的快門頻率進行檢測的相機快門頻率檢測單元、對所述伸縮桿機構(gòu)進行調(diào)節(jié)的伸縮桿調(diào)節(jié)裝置、對所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置進行控制的伸縮桿調(diào)節(jié)控制器、對第三伸縮桿與待檢測橋梁邊緣之間的間距進行實時檢測的第一距離檢測單元和對第四伸縮桿與待檢測橋梁底部之間的間距進行實時檢測的第二距離檢測單元，以及對照明燈的照明亮度進行實時檢測的照明亮度檢測單元和對亮度調(diào)節(jié)模塊進行控制的照明亮度控制器。實際使用過程中，行走控制器根據(jù)攝像機的快門頻率對所述安裝小車的速度進行控制，使得安裝小車的速度小于攝像機的快門頻率，這樣防止因安裝小車速度過快造成攝像機在對橋梁裂縫的拍攝過程中出現(xiàn)丟幀的問題，伸縮桿調(diào)節(jié)控制器根據(jù)第一距離檢測單元和第二距離檢測單元所檢測到信息對伸縮桿機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，使得安裝在伸縮桿機構(gòu)調(diào)節(jié)上的攝像機能自適應(yīng)調(diào)節(jié)，既能實現(xiàn)多處橋梁裂縫的檢測，而且檢測范圍大，不要工作人員參與，避免工作人員接近現(xiàn)場，并且不要安裝固定和拆卸；照明亮度控制器根據(jù)照明亮度檢測單元所檢測照明信息對照明燈的亮度進行調(diào)節(jié)，使得攝像機對橋梁裂縫的檢測不受環(huán)境因素影響，適合于全天候檢測，因而檢測效率高，智能化程度高。

5、所采用的攝像機拍攝到的橋梁裂縫圖像發(fā)送至數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備對所接收的橋梁裂縫圖像進行圖像分析處理，無需工作人員在橋梁現(xiàn)場對橋梁裂縫的狀態(tài)進行檢測，省工省時，且人員安全。

6、采用的橋梁裂縫自動檢測裝置使用效果好且實用價值高，通過對橋梁裂縫圖像進行圖像分析處理，實現(xiàn)橋梁裂縫的寬度和長度等信息測量，提高橋梁裂縫檢測工作的工作效率和測量數(shù)據(jù)的可靠度，推廣應(yīng)用前景廣泛。

綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、使用效果好，對橋梁裂縫進行及時、準確檢測，實現(xiàn)橋梁裂縫的寬度和長度等信息測量，提高橋梁裂縫檢測工作的工作效率和測量數(shù)據(jù)的可靠度，實用性強，便于推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型橋梁裂縫自動檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型橋梁裂縫自動檢測裝置的電路原理框圖。

附圖標記說明:

1—伸縮桿調(diào)節(jié)控制器；2—照明亮度控制器；3—行走控制器；

4—第一伸縮桿調(diào)節(jié)模塊；5—第二伸縮桿調(diào)節(jié)模塊；

6—第三伸縮桿調(diào)節(jié)模塊；7—第四伸縮桿調(diào)節(jié)模塊；

8—標定桿調(diào)節(jié)模塊；9—第一距離檢測單元；

10—第二距離檢測單元； 11—照明亮度檢測單元；

12—亮度調(diào)節(jié)模塊；13—相機快門頻率檢測單元；

14—驅(qū)動電機；15—PC機；16—攝像機；

17—數(shù)據(jù)采集模塊；18—照明燈；19—顯示器；

20—第一伸縮桿；21—第二伸縮桿；22—第三伸縮桿；

23—第四伸縮桿；24—標定桿。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型包括控制裝置、沿待檢測橋梁移動的安裝小車25、安裝在所述安裝小車25上的伸縮桿機構(gòu)和安裝在所述伸縮桿機構(gòu)上且對待檢測橋梁中橋梁裂縫進行自動檢測的檢測裝置，所述伸縮桿機構(gòu)包括安裝在所述安裝小車25上且呈水平布設(shè)的第一伸縮桿20、與第一伸縮桿20連接的第二伸縮桿21和與第二伸縮桿21連接且與第二伸縮桿21呈垂直布設(shè)的第三伸縮桿22，以及與第三伸縮桿22連接且與第三伸縮桿22呈垂直布設(shè)的第四伸縮桿23和與第四伸縮桿23連接且與第四伸縮桿23呈垂直布設(shè)的標定桿24,所述控制裝置包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備、顯示器19、對所述安裝小車25進行驅(qū)動的驅(qū)動電機14進行控制的行走控制器3、對攝像機16的快門頻率進行檢測的相機快門頻率檢測單元13、對所述伸縮桿機構(gòu)進行調(diào)節(jié)的伸縮桿調(diào)節(jié)裝置、對所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置進行控制的伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1、對第三伸縮桿22與待檢測橋梁邊緣之間的間距進行實時檢測的第一距離檢測單元9和對第四伸縮桿23與待檢測橋梁底部之間的間距進行實時檢測的第二距離檢測單元10，以及對照明燈18的照明亮度進行實時檢測的照明亮度檢測單元11、對照明燈18的照明亮度進行調(diào)節(jié)的亮度調(diào)節(jié)模塊12和對亮度調(diào)節(jié)模塊12進行控制的照明亮度控制器2，所述驅(qū)動電機14和相機快門頻率檢測單元13均與行走控制器3連接，所述照明亮度檢測單元11和亮度調(diào)節(jié)模塊12均與照明亮度控制器2連接，所述第一距離檢測單元9、第二距離檢測單元10和所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置均與伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1連接；

所述檢測裝置包括安裝在第四伸縮桿23上的攝像機16，所述攝像機16、顯示器19、伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1、照明亮度控制器2和行走控制器3均所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接。

本實施例中，所采用的橋梁裂縫自動檢測裝置不需要工作人員進行人工參與，并且不需要安裝和拆卸，僅通過伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1控制所述伸縮桿機構(gòu)調(diào)節(jié)，使攝像機16完成橋梁裂縫圖像的檢測。因而結(jié)構(gòu)非常簡單，并且不受橋梁和環(huán)境限制，適應(yīng)于跨線橋梁和所處環(huán)境較惡劣的橋梁檢測。

實際使用過程中，行走控制器3根據(jù)攝像機16的快門頻率對所述安裝小車25的速度進行控制，使得所述安裝小車25的速度小于攝像機16的快門頻率，這樣防止因所述安裝小車25速度過快造成攝像機16在對橋梁裂縫的拍攝過程中出現(xiàn)丟幀的問題，伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1根據(jù)第一距離檢測單元9和第二距離檢測單元10所檢測到信息對所述伸縮桿機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，使得安裝在所述伸縮桿機構(gòu)調(diào)節(jié)上的攝像機16能自適應(yīng)調(diào)節(jié)，這樣既能實現(xiàn)多處橋梁裂縫的檢測，而且檢測范圍大，這樣既不要工作人員參與，并且避免工作人員接近現(xiàn)場，并且不要安裝固定和拆卸；照明亮度控制器2根據(jù)照明亮度檢測單元11所檢測照明信息對照明燈19的亮度進行調(diào)節(jié)，使得攝像機16對橋梁裂縫的檢測不受環(huán)境因素影響，適合于全天候檢測，因而檢測效率高，智能化程度高。

本實施例中，所述檢測裝置還包括與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接的數(shù)據(jù)采集模塊17，所述攝像機16通過數(shù)據(jù)采集模塊17與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接。

實際使用過程中，攝像機16拍攝到的橋梁裂縫圖像通過數(shù)據(jù)采集模塊17發(fā)送至PC機15，PC機15對所接收的橋梁裂縫圖像進行圖像分析處理，無需工作人員在橋梁現(xiàn)場對橋梁裂縫的狀態(tài)進行監(jiān)測，省工省時，且人員安全。

本實施例中，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機15。

本實施例中，所述第一距離檢測單元9和第二距離檢測單元10均為激光測距模塊。

本實施例中，所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置包括對第一伸縮桿20進行調(diào)節(jié)的第一伸縮桿調(diào)節(jié)模塊4、對第二伸縮桿21進行調(diào)節(jié)的第二伸縮桿調(diào)節(jié)模塊5、對第三伸縮桿22進行調(diào)節(jié)的第三伸縮桿調(diào)節(jié)模塊6、對第四伸縮桿23進行調(diào)節(jié)的第四伸縮桿調(diào)節(jié)模塊7、對標定桿24進行調(diào)節(jié)的標定桿調(diào)節(jié)模塊8，所述第一伸縮桿調(diào)節(jié)模塊4、第二伸縮桿調(diào)節(jié)模塊5、第三伸縮桿調(diào)節(jié)模塊6、第四伸縮桿調(diào)節(jié)模塊7和標定桿調(diào)節(jié)模塊8均由所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1進行控制且均與所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1連接。

本實用新型具體實施時，首先，所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1根據(jù)待檢測橋梁中橋梁欄桿11的高度，設(shè)定所述第一伸縮桿20和第二伸縮桿21的初始高度，使所述第一伸縮桿20和第二伸縮桿21距待檢測橋梁橋面的初始高度不低于橋梁欄桿11的高度；再根據(jù)所述安裝小車25距待檢測橋梁邊緣的間距，對所述第一伸縮桿20和第二伸縮桿21的水平伸縮長度進行調(diào)節(jié)，使設(shè)置在第二伸縮桿21一端的第三伸縮桿22距待檢測橋梁邊緣的水平間距符合預(yù)先設(shè)定的水平間距閾值；然后，所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1根據(jù)待檢測橋梁的厚度，對所述第三伸縮桿22的豎直伸縮長度進行調(diào)整，且使第四伸縮桿23距待檢測橋梁底部的豎直間距符合預(yù)先設(shè)定的豎直間距閾值，攝像機16位于待檢測橋梁的底部下方；所述伸縮桿調(diào)節(jié)控制器1通過所述伸縮桿調(diào)節(jié)裝置對標定桿調(diào)節(jié)模塊8進行調(diào)節(jié)，使預(yù)先安裝在標定桿調(diào)節(jié)模塊8上的標定物粘貼在待檢測橋梁中橋梁裂縫一側(cè)，且所述標定物沿所述橋梁裂縫的長度方向設(shè)置。所述標定物設(shè)置完成后，行走控制器3通過驅(qū)動電機14控制所述安裝小車25勻速直線運動，帶動攝像機16沿待檢測橋梁長度方向運動，通過攝像機16對所述橋梁裂縫和所述標定物的組合式圖像進行拍攝并將所拍攝的所述組合式圖像通過數(shù)據(jù)采集模塊17上傳給所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備；采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對所述組合式圖像進行圖像截取處理，獲取到橋梁裂縫圖像和標定物圖像；接著采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對所述橋梁裂縫圖像進行圖像處理，包括圖像預(yù)處理、干擾區(qū)域的消除以及圖像腐蝕和膨脹處理等一些處理，獲得包裂縫區(qū)域的目標圖像，同時，采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備對所述標定物圖像進行處理，得到所述橋梁裂縫圖像中的單位像素尺寸。最后，采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備將所述目標圖像中裂縫區(qū)域長度像素個數(shù)和裂縫區(qū)域?qū)挾认袼貍€數(shù)分別與所述單位像素尺寸進行乘積運算，得到所述目標圖像中裂縫區(qū)域長度和裂縫區(qū)域?qū)挾?，并通過與所述據(jù)處理設(shè)備相接的顯示器19進行同步顯示。

綜上所述該橋梁裂縫自動檢測裝置，得到裂縫區(qū)域長度和裂縫區(qū)域?qū)挾?，并通過與所述據(jù)處理設(shè)備相接的顯示器進行同步顯示，減少人為參與，對橋梁裂縫進行及時、準確檢測，實現(xiàn)橋梁裂縫的寬度和長度等信息測量，準確評估橋梁運營狀態(tài)，提高橋梁裂縫檢測工作的工作效率和測量數(shù)據(jù)的可靠度，能夠為橋梁裂縫尺寸檢測技術(shù)的發(fā)展與進步提供重要的技術(shù)支撐，能夠為判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評估橋梁的運營質(zhì)量評估提供準確的裂縫測試數(shù)據(jù)。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。