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CN114199904B - 建筑构件内部结构检测成像装置 - Google Patents

建筑构件内部结构检测成像装置 Download PDF

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CN114199904B CN202111490769.2A CN202111490769A CN114199904B CN 114199904 B CN114199904 B CN 114199904B CN 202111490769 A CN202111490769 A CN 202111490769A CN 114199904 B CN114199904 B CN 114199904B
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Abstract

本发明涉及一种建筑构件内部结构检测成像装置，包括举升机构，所述举升机构包括两个对称布置的升降机构，所述升降机构上设置有能够升降的U型叉，两个升降机构的U型叉对接后上方固定连接载物机构，所述载物机构上方固定有扫描成像机构，被测物体被所述载物机构、扫描成像机构环绕。其目的在于提供一种可拆卸组合且实现了无接触攀爬的建筑构件内部结构检测成像装置。

Description

建筑构件内部结构检测成像装置
技术领域
本发明涉及一种以采用光学方法为特征的计量设备，具体涉及一种建筑构件内部结构检测成像装置。
背景技术
目前，国内外已经有很多应用于杆状物体的攀爬机器人，其中，有些机器人仅限于攀爬却无法负重检测，如，申请号为201921243670.0，公告号为CN210256161U的中国实用新型专利提供了一种仿生攀爬机器人，该方法可以实现在不可移动的杆状物上进行攀爬，但是却无法实现被攀爬物的内部结构成像和缺陷检测，并且无法实现无损攀爬。申请号为20202507922.5，公告号为CN213414004U的中国实用新型专利提供了一种攀爬机器人升降机构，通过变形杆收缩变形和夹持机构实现升降机构沿杆状物攀爬，但不能实现无接触攀爬，可能会对被检测物体表面结构造成一定影响。申请号为201510476140.0，公开号为CN105035201A的中国发明专利申请提供了一种攀爬机器人，通过上下2个夹紧结构交替夹持攀爬，可以实现在不可移动圆柱形物体上攀爬，但也不能实现无接触攀爬，也会对被检测物体表面结构造成一定影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可拆卸组合且实现了无接触攀爬的建筑构件内部结构检测成像装置。
为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
一种建筑构件内部结构检测成像装置，包括举升机构，所述举升机构包括两个对称布置的升降机构，所述升降机构上设置有能够升降的U型叉，两个升降机构的U型叉对接后上方固定连接载物机构，所述载物机构上方固定有扫描成像机构，被测物体被所述载物机构、扫描成像机构环绕。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述升降机构包括机架，所述机架上设置有叉架机构、液压顶升装置，所述液压顶升装置驱动所述叉架机构在所述机架上升降，所述U型叉固定在所述叉架机构上。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述叉架机构包括叉架箱，所述叉架箱两侧设置有可伸缩的叉架，所述U型叉固定在所述叉架上，所述载物机构包括底盘以及固设于其上的载物盘，所述底盘与所述U型叉固定连接，所述扫描成像机构包括对称布置在所述载物盘上方的两个检测台，两个检测台各占载物盘周向的1/4空间且分别布置X-ray发射器、X-ray接收器。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述扫描成像机构还包括固定在所述检测台上的用于控制X-ray发射器或X-ray接收器沿水平方向运动的检测器水平位移控制系统。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述检测器水平位移控制系统包括一对平行间隔布置的直线导向光轴及位于两根直线导向光轴之间的检测台传送带，所述检测台包括弧形的支撑板以及一体成型于其上方的呈扇形的载物平板，所述直线导向光轴固定在载物平板上且配设导向滑块，所述检测台传送带环绕在载物平板外部且上、下表面均与载物平板平行，所述检测台传送带一端通过检测台驱动轮连接检测台驱动电机，另一端设置检测台绷紧轮，所述X-ray发射器、X-ray接收器均与导向滑块及检测台传送带固定连接。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述载物平板上表面外边缘侧设置检测台光电式位移传感器且靠近直线导向光轴的内侧和外侧分别设有检测台接近开关A和检测台接近开关B。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述叉架箱通过4个U形滑轮固定在机架上且内部固定有传送带装置，所述传送带装置中的传送带前后表面与叉架箱的前后表面及叉架均平行，所述叉架箱前后内壁处各安装有1个直线型叉架滑轨，两个所述叉架内端均固定在传送带上且底端均滑动连接在所述直线型叉架滑轨内，所述叉架箱外部一端安装有用于驱动所述传送带传动的叉架传送带驱动电机。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述升降机构上的两个U型叉的前端结构不同，一个前端为细扁结构，一个前端为与该细扁结构适配的抽壳结构，所述抽壳结构一侧上部设置开口，两个升降机构的U型叉对接时，细扁端嵌入抽壳端，所述U型叉的细扁端还装有旋转卡扣。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述机架包括门架以及固定于门架底部的门架底座，所述液压顶升装置包括液压机、齿轮、链条以及泄压手柄，所述液压机焊接固定在门架底座上，所述链条啮合在齿轮盖中的齿轮上且一端固定在门架中部，另一端固定在叉架箱上，所述门架底座前端通过两条呈八字形布置的支腿安装两个前轮，后端安装两个万向轮作为后轮，所述后轮的轮径大于前轮的轮径。
本发明建筑构件内部结构检测成像装置，其中所述叉架箱一侧安装有用于感知测量其高度的光电式位移传感器，所述光电式位移传感器侧面还装有1个叉架箱限位开关一，所述机架上端安装1个叉架箱限位开关二。
与现有技术相比，本发明建筑构件内部结构检测成像装置至少具有以下有益效果：
本发明建筑构件内部结构检测成像装置是一种可拆卸组合的、无接触被测物体的检测成像设备。具体的，举升机构、载物机构以及扫描成像机构均可以进行拆卸组装，其中举升机构由两个升降机构组装而成，两个升降机构上均安装有叉架箱，叉架箱通过4个U形滑轮固定在内门架上以便在液压机的驱动下升降，适应高度不同的被测物体。同时，叉架箱内部安装传送带装置，传送带装置两侧均有直线型叉架滑轨，通过叉架传送带驱动电机驱动传送带装置，传送带带动2个叉架沿同时沿直线型叉架滑轨伸出或缩回至叉架箱内，由此实现叉架上固定的两个U形叉之间间距的调整，满足了不同半径的被测物体的检测需求。另外，载物机构中的底盘与U形叉之间通过圆柱形凸台、圆形孔洞配合实现固定连接，操作方便，连接可靠，方便拆卸。而且，被测物体位于底盘中部中空位置处，U形叉升降过程中，被测物体始终不与载物机构、升降机构、扫描成像机构接触，实现了无接触攀爬，切实解决了建筑构件表面因接触式攀爬受损的问题。同时，本发明建筑构件内部结构检测成像装置中的X-ray发射器和X-ray接收器分别安装在2个检测台上的导向滑块上并与检测台传送带固定连接，检测台传送带带动X-ray发射器和X-ray接收器沿着被测物体径向向内或向外平移，以此调整X-ray发射器和X-ray接收器与被测物体之间的远近距离，更好地满足检测成像需求。进一步的，当X-ray发射器或X-ray接收器移动距离到达安全距离时，便会触发检测台接近开关A、检测台接近开关B，进而使X-ray发射器、X-ray接收器进行反方向移动，由此实现了安全平移。
下面结合附图对本发明建筑构件内部结构检测成像装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明建筑构件内部结构检测成像装置的结构示意图；
图2为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中升降机构的结构示意图一；
图3为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中升降机构的结构示意图二；
图4为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中升降机构的结构示意图三(省略叉架箱)；
图5为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中载物机构的结构示意图；
图6为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中载物机构的仰视图；
图7为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中载物机构的主视图；
图8为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中载物机构与扫描成像机构装配状态示意图一；
图9为本发明建筑构件内部结构检测成像装置中载物机构与扫描成像机构装配状态示意图二。
具体实施方式
如图1所示，一种建筑构件内部结构检测成像装置，包括举升机构，举升机构包括两个结构相同且对称布置的升降机构1，每个升降机构1上设置有能够升降的U型叉11，两个升降机构1的U型叉11对接后上方固定连接载物机构2，载物机构2上方固定有扫描成像机构3，被测物体被载物机构2、扫描成像机构3环绕。
结合图2、图3、图4所示，升降机构1包括机架12，机架12包括门架121以及固定于门架121底部的门架底座122。门架121是由圆柱形钢柱焊接成的门框结构，2个升降机构1对接后，靠近被检测物体一侧是内门架1211，距离被检测物体较远的为外门架1212。内门架1211、外门架1212均由若干根圆柱形钢材料组装焊接而成。内门架1211和外门架1212中部通过门架支撑架1213焊接固定。钢管式的扶手1214焊接在外门架1212上。内门架1211和外门架1212下端通过梯形固定件1215焊接固定在门架底座122上，门架底座122前端通过两条呈八字形布置的支腿1223安装两个前轮1221，后端通过梯形固定件1215安装两个万向轮作为后轮1222，后轮1222的轮径大于前轮1221的轮径，由此使得机架12的底部更加平稳。具体的，为方便连接固定，梯形固定件1215上还固定有辅助固定件1216，辅助固定件1216一面与梯形固定件1215固定，另一面固定在内门架1211和外门架1212上。梯形固定件1215前端底边固定在门架底座122上，后端通过万向轮用的车轮连接件1224安装后轮1222。
机架12上设置有叉架机构13，叉架机构13包括叉架箱131，叉架箱131是由钢材料制作的抽壳型结构，通过4个U形滑轮1311固定在内门架1211上，具体的，同侧的两个U形滑轮1311夹持一根内门架1211上的圆柱，内门架1211的圆柱结构为U形滑轮1311提供了竖直方向的轨道，便于叉架箱131上下顺滑升降。叉架箱131内部靠下固定有传送带装置133，传送带装置133中的传送带1331的前后表面与叉架箱131的前后表面平行，同时与两个叉架132均平行，叉架箱131前后内壁处各安装有1个直线型叉架滑轨134，直线型叉架滑轨134位于传送带1331下边缘处，叉架132为扁片状且为长方体结构，叉架132顶端边缘处均布有若干个孔洞1322。叉架132带把手1321的一端为外端，不带把手1321的一端为内端，两个叉架132内端插入叉架箱131内部且底端均滑动连接在直线型叉架滑轨134内，进一步的，2个叉架132的内端下边缘处分别通过2个“工”字形固定件1323固定在传送带1331的前后两侧面上，叉架箱131外部一端安装有用于驱动传送带1331传动的叉架传送带驱动电机135。叉架传送带驱动电机135开启后，驱动传送带装置133传动，进而带动2个叉架132同时沿直线型叉架滑轨134伸出或缩回至叉架箱131内。叉架箱131、叉架132、直线型叉架滑轨134长度相同。2个叉架132伸出或收缩的长度完全相同并且可以同时完全缩进叉架箱131之中。
U型叉11通过挂钩111挂接固定在叉架132上，方便通过拆卸的方式改变两个U型叉11之间水平距离的大小，便于检测直径不同的被测物体。挂钩111上表面有直径10mm的圆形通孔，根据不同的需要可以将U形叉11上表面的圆形通孔和叉架132上表面不同序号的孔洞1322对接，通过插件将叉架132与U形叉固定。两个升降机构1通过U型叉11对接形成完整的底层承载结构，用于固定上层载物机构2。为避免U型叉11对接后升降机构1的前后移动造成U形叉11的分离，每个升降机构1上的两个U型叉11的前端结构均不同，一个前端为细扁结构，一个前端为与该细扁结构适配的抽壳结构且抽壳结构靠近内侧的上部设置开口113，两个升降机构1的四个U型叉11对接时，一个升降机构1中带细扁结构的U型叉11对接另一个升降机构1中带抽壳结构的U型叉11，这样，细扁端嵌入抽壳端，从而实现两对U型叉11的顺利对接。优选的，为了保证对接稳定性，U型叉的细扁端还装有旋转卡扣112，对接后，旋转卡扣112露出上述开口113外，转动旋转卡扣112将两U形叉11水平方向和竖直方向都相对固定。
液压顶升装置14包括液压机141、齿轮、链条以及泄压手柄143，液压机141包括液压缸1411以及装设于其内的活塞杆1412，液压缸1411底端通过固定片142焊接固定在门架底座122上，活塞杆1412顶部固设有齿轮盖1413，齿轮盖1413内配设有齿轮，链条啮合在齿轮上且一端固定在门架支撑架1213的中心位置，另一端固定在叉架箱131上，从而带动叉架131沿内门架121做升降运动。门架支撑架1213既可以固定内门架1211和外门架1212，还能够固定链条的一端。通过电动的液压机141加压，活塞杆1412伸出并驱动齿轮盖1413内的齿轮上升，从而通过链条带动叉架箱131上升，进而带动4个U形滑轮1311沿着内门架1211竖直向上运动。通过对液压机141进行卸压，驱动齿轮盖1413中的齿轮下降，从而带动叉架箱131上的4个U形滑轮11沿着内门架1211竖直向下运动。优选的，为方便及时泄压，液压机141上安装有泄压手柄143，如果液压机141出现线路问题，同时控制2个升降机构1的泄压手柄143进行降压，防止两个升降机构1下降速度不同导致意外事故出现。优选的，叉架箱131侧边安装1个光电式位移传感器136，通过感知测量叉架箱131升降位置的高度，获得被测物体的竖直高度。为了防止叉架箱131下方安装的叉架传送带驱动电机135受损，光电式位移传感器136侧面还装有1个叉架箱限位开关一137，当叉架箱131距离地面过近时便会停止下降。内门架1211上端安装1个叉架箱限位开关二138，当叉架箱131上升至安全线时，便会停止上升。
如图1、图2、图5-图7所示，载物机构2包括底盘21以及固设于其上的载物盘22，底盘21为圆环状结构，载物盘22是由钢材料制作的2个半圆环结构拼接而成的，载物盘22固定在底盘21上。底盘21的下表面周向均布设置有4组圆柱形凸台211，U型叉11上设置有与圆柱形凸台211适配的圆形孔洞114，通过圆柱形凸台211与圆形孔洞114配合，将底盘21安插在U型叉11上进行固定，即底盘21固定在两个升降机构1相向伸出并对接在一起的两对U型叉11上。
如图1、图8、图9所示，扫描成像机构3包括对称布置在载物盘22上方的两个检测台31，检测台31包括弧形的支撑板313以及一体成型于其上方的呈扇形的载物平板314，两个支撑板313的底端均固定在载物盘22圆周上且占据载物盘22的1/4周长，两个检测台31相对布置，呈中空的圆台结构，被测物体位于中空部分因而被载物盘22、支撑板313及载物平板314无接触环绕。两个检测台31分别还固定有一套用于控制X-ray发射器311或X-ray接收器312沿水平方向运动的检测器水平位移控制系统4。检测器水平位移控制系统4包括一对平行间隔布置且等长的直线导向光轴41，直线导向光轴41焊接固定在载物平板314上且其上配设有导向滑块42，，X-ray发射器311、X-ray接收器312各自通过两个直角连接架315固定在各自两侧的导向滑块42上，具体的，直角连接架315和导向滑块42上对应设置螺孔，以便通过螺钉可以使它们配合固定。两个导向滑块42之间设置有检测台传送带43，检测台传送带43沿载物平板314径向缠绕在其外部且一端设置有与检测台驱动电机44连接的检测台驱动轮45，另一端设置有检测台绷紧轮46，检测台传送带43上、下表面均与载物平板314平行，检测台驱动电机44安装在载物平板314内侧。X-ray发射器311、X-ray接收器312底端均通过“工”字形固定架316固定在检测台传送带43上。为了检测不同直径的不可移动的被检测物，本发明通过检测台驱动电机44驱动检测台传送带43向内侧或向外侧传动，从而调整改变X-ray发射器311和X-ray接收器312与被测物体之间的距离。
为了更精确的测得X-ray发射器311和X-ray接收器312在水平方向的具体位置，每个载物平板314的中部径向上靠近一个直线导向光轴41的一侧设置有580mm～1420mm的刻度线3141，刻度线3141表示当前位置到被检测中心的距离。优选的，每个载物平板314上表面外边缘侧各放置1个检测台光电式位移传感器47，以便于更精确的调控X-ray发射器311和X-ray接收器312的位置。优选的，每个载物平板314上表面靠近直线导向光轴41的内侧和外侧分别设有检测台接近开关A48和检测台接近开关B49，具体的，检测台接近开关A48和检测台接近开关B49分别位于载物平板314的内侧、外侧。
检测台驱动电机44驱动检测台传送带43向内侧或向外侧传动，从而带动X-ray发射器311和X-ray接收器312沿着直线导向光轴41运动，当运动至检测台接近开关A48或检测台接近开关B49处时，检测台驱动电机44反转，带动X-ray发射器311和X-ray接收器312沿直线导向光轴41反向平移。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种建筑构件内部结构检测成像装置，包括举升机构，其特征在于，所述举升机构包括两个对称布置的升降机构(1)，所述升降机构(1)上设置有能够升降的U型叉(11)，两个升降机构(1)的U型叉(11)对接后上方固定连接载物机构(2)，所述载物机构(2)上方固定有扫描成像机构(3)，被测物体被所述载物机构(2)、扫描成像机构(3)环绕；
所述升降机构(1)包括机架(12)，所述机架(12)上设置有叉架机构(13)、液压顶升装置(14)，所述液压顶升装置(14)驱动所述叉架机构(13)在所述机架(12)上升降，所述U型叉(11)固定在所述叉架机构(13)上；
所述叉架机构(13)包括叉架箱(131)，所述叉架箱(131)两侧设置有可伸缩的叉架(132)，所述U型叉(11)固定在所述叉架(132)上，所述载物机构(2)包括底盘(21)以及固设于其上的载物盘(22)，所述底盘(21)与所述U型叉(11)固定连接，所述扫描成像机构(3)包括对称布置在所述载物盘(22)上方的两个检测台(31)，两个检测台(31)各占载物盘(22)周向的1/4空间且分别布置X-ray发射器(311)、X-ray接收器(312)。
2.根据权利要求1所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述扫描成像机构(3)还包括固定在所述检测台(31)上的用于控制X-ray发射器(311)或X-ray接收器(312)沿水平方向运动的检测器水平位移控制系统(4)。
3.根据权利要求2所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述检测器水平位移控制系统(4)包括一对平行间隔布置的直线导向光轴(41)及位于两根直线导向光轴(41)之间的检测台传送带(43)，所述检测台(31)包括弧形的支撑板(313)以及一体成型于其上方的呈扇形的载物平板(314)，所述直线导向光轴(41)固定在载物平板(314)上且配设导向滑块(42)，所述检测台传送带(43)环绕在载物平板(314)外部且上、下表面均与载物平板(314)平行，所述检测台传送带(43)一端通过检测台驱动轮(45)连接检测台驱动电机(44)，另一端设置检测台绷紧轮(46)，所述X-ray发射器(311)、X-ray接收器(312)均与导向滑块(42)及检测台传送带(43)固定连接。
4.根据权利要求3所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述载物平板(314)上表面外边缘侧设置检测台光电式位移传感器(47)且靠近直线导向光轴(41)的内侧和外侧分别设有检测台接近开关A(48)和检测台接近开关B(49)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述叉架箱(131)通过4个U形滑轮(1311)固定在机架(12)上且内部固定有传送带装置(133)，所述传送带装置(133)中的传送带(1331)前后表面与叉架箱(131)的前后表面及叉架(132)均平行，所述叉架箱(131)前后内壁处各安装有1个直线型叉架滑轨(134)，两个所述叉架(132)内端均固定在传送带(1331)上且底端均滑动连接在所述直线型叉架滑轨(134)内，所述叉架箱(131)外部一端安装有用于驱动所述传送带(1331)传动的叉架传送带驱动电机(135)。
6.根据权利要求5所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述升降机构(1)上的两个U型叉(11)的前端结构不同，一个前端为细扁结构，一个前端为与该细扁结构适配的抽壳结构，所述抽壳结构一侧上部设置开口(113)，两个升降机构(1)的U型叉(11)对接时，细扁端嵌入抽壳端，所述U型叉(11)的细扁端还装有旋转卡扣(112)。
7.根据权利要求6所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述机架(12)包括门架(121)以及固定于门架(121)底部的门架底座(122)，所述液压顶升装置(14)包括液压机(141)、齿轮、链条以及泄压手柄(143)，所述液压机(141)焊接固定在门架底座(122)上，所述链条啮合在齿轮盖(1413)中的齿轮上且一端固定在门架(121)中部，另一端固定在叉架箱(131)上，所述门架底座(122)前端通过两条呈八字形布置的支腿(1223)安装两个前轮(1221)，后端安装两个万向轮作为后轮(1222)，所述后轮(1222)的轮径大于前轮(1221)的轮径。
8.根据权利要求7所述的建筑构件内部结构检测成像装置，其特征在于，所述叉架箱(131)一侧安装有用于感知测量其高度的光电式位移传感器(136)，所述光电式位移传感器(136)侧面还装有1个叉架箱限位开关一(137)，所述机架(12)上端安装1个叉架箱限位开关二(138)。
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