一种水下桩基用非接触监测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及水下桩基检测技术领域，尤其涉及一种水下桩基用非接触监测装置及其检测方法。

背景技术

随着国家经济的发展，越来越多的浩大工程随着出现，这之中就包括许多大型跨海桥梁，水上建筑物等，这些建筑物建造在水面之上由许多水下桩基进行支撑，所以对水下桩基的检测也就显的尤为重要。

水下桩基的检测和陆地不同，以往需要专业人员潜入水底对水下桩基进行检查，如今机器人行业的发展，用水下机器人对水下桩基进行检查，避免了人员出事故的危险。但是由于水下环境恶劣，现有的水下机器人对水下桩基检测的结果往往不够理想，无法及时准确发现表面龟裂，露筋。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提出的一种水下桩基用非接触监测装置及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水下桩基用非接触监测装置，包括安装环，所述安装环上安装有调节机构，所述调节机构包括贯穿安装环并与其转动连接的圆杆，所述圆杆上设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块上固定连接有螺杆，所述安装环的内壁安装有U型板，所述螺杆贯穿U型板并与其螺纹连接，所述螺杆的另一端安装有安装板，所述安装板上固定连接有导向杆，所述导向杆贯穿U型板并与其滑动连接，所述安装板上安装有连接板，所述连接板上安装有上下设置的声呐和摄像头，所述连接板通过连接机构与安装板相连接。

优选地，所述滑槽为矩形槽，所述滑块为矩形块，所述矩形块与矩形槽配合连接，所述螺杆的直径小于滑槽内切圆的直径。

优选地，还包括驱动四个圆杆同步转动的驱动机构，所述驱动机构包括安装在四个圆杆上的传动齿轮，四个所述传动齿轮的上端共同啮合有第一齿环，所述第一齿环的上端设有环形槽，所述环形槽内安装有第二齿环，所述安装环上固定连接有四个固定块，四个所述固定块上均转动连接有短杆，所述短杆上安装有限位齿轮，所述限位齿轮位于环形槽内且与第二齿环相啮合，其中一个所述固定块上安装有电机，所述电机的输出端与短杆固定连接。

优选地，四个所述限位齿轮在环形槽内呈环形阵列分布。

优选地，所述连接机构包括安装板上设有L型槽，所述连接板上安装有L型块，所述L型块安装在L型槽内，所述安装板与连接板相对的一面设有连接槽，所述连接板上设有与连接槽正对的侧槽，所述侧槽内滑动连接有移动块，所述移动块上固定连接有连接块，所述移动块与连接块相背的一端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端与侧槽的内壁固定连接，所述移动块上固定连接有拉绳，所述拉绳贯穿连接板并与其滑动连接，所述安装板上安装有对连接块定位的定位机构。

优选地，所述定位机构包括设置在安装板一侧的槽体，所述槽体内设有卡杆，所述卡杆贯穿安装板的底部并与其滑动连接，所述卡杆的上端贯穿安装板并延伸至连接槽内，所述卡杆与安装板之间滑动设置，所述连接块上设有卡槽，所述卡杆滑动连接在卡槽内，所述卡杆的底部连接有拉块，所述卡杆与槽体之间安装有复位件。

优选地，所述复位件包括固定在卡杆上的固定环，所述固定环上固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与槽体的内壁固定连接。

优选地，所述安装环上安装有四个电动推杆，四个所述电动推杆的输出端均安装有电动轮。

本发明还包括一种水下桩基用非接触监测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1，将在安装环套在桩基的外部，启动电动推杆使得电动滚轮与桩基外壁相抵，电动滚轮工作可以实现安装环在桩基上上下移动；

S2，对声呐和摄像头进行调节，启动电机，电机工作带动短杆和限位齿轮转动，限位齿轮转动可以带动第二齿环转动，从而实现第一齿环转动，第一齿环转动带动四个传动齿轮转动，从而实现圆杆转动，圆杆转动带动滑块、螺杆转动，在导向杆的导向下，安装板被螺杆驱动稳定的移动，从而实现对声呐和摄像头位置的调节，直至声呐和摄像头可以对桩基的外壁进行全覆盖，然后停止电机；

S3，电动滚轮工作使安装环缓慢移动，声呐利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行数据处理，实现对物体形状的检测；通过摄像头与声呐对水下桩基进行检测，可以即时了解水下桩基的破损情况以及破坏部位和程度。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、电机工作带动短杆和限位齿轮转动，限位齿轮转动可以带动第二齿环转动，从而实现第一齿环转动，第一齿环转动带动四个传动齿轮转动，从而实现圆杆转动，圆杆转动带动滑块、螺杆转动，在导向杆的导向下，安装板被螺杆驱动稳定的移动，从而实现对声呐和摄像头位置的调节，直至声呐和摄像头可以对桩基的外壁进行全覆盖，然后停止电机；通过上述对摄像头与声呐的调节，可以适用于对多种不同直径的桩基进行检测。

2、通过吊机缓慢向下放安装环并缓慢移动，声呐利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行数据处理，实现对物体形状的检测；通过摄像头与声呐对水下桩基进行检测，可以即时了解水下桩基的破损情况以及破坏部位和程度，提前维护修理，避免重大事故发生。

3、若是需要对摄像头与声呐进行拆卸维修时，工作人员首先拉动拉块，从而实现卡杆移动，使得卡杆脱离卡槽，如此连接块不再被限位，拉动拉绳使移动块和连接块移动，直至连接块脱离连接槽，然后上移连接板，使得L型块脱离L型槽，如此可以将连接板取下，实现对摄像头与声呐的拆卸，以便对其进行检修。

综上所述，本发明通过摄像头与声呐对水下桩基进行检测，可以即时了解水下桩基的破损情况以及破坏部位和程度，提前维护修理，避免重大事故发生，同时，方便对摄像头与声呐进行拆卸，以便对其进行检修维护。

附图说明

图1为本发明提出的一种水下桩基用非接触监测装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种水下桩基用非接触监测装置中调节机构的示意图；

图3为本发明提出的一种水下桩基用非接触监测装置中连接板处的侧视图；

图4为本发明提出的一种水下桩基用非接触监测装置中连接机构的示意图；

图5为本发明提出的一种水下桩基用非接触监测装置中A处的结构示意图。

图中：1安装环、2安装板、3声呐、4U型板、5螺杆、6圆杆、7传动齿轮、8第一齿环、9环形槽、10第二齿环、11固定块、12短杆、13限位齿轮、14电机、15滑槽、16滑块、17连接板、18摄像头、19L型槽、20L型块、21连接槽、22侧槽、23第一弹簧、24移动块、25卡槽、26卡杆、27槽体、28固定环、29第二弹簧、30拉块、31导向杆、32连接块、33拉绳、34铰链、3锁扣、36电动推杆、37电动滚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种水下桩基用非接触监测装置，包括安装环1，安装环1上安装有调节机构，调节机构包括贯穿安装环1并与其转动连接的圆杆6，圆杆6上设有滑槽15，滑槽15内滑动连接有滑块16，滑块16上固定连接有螺杆5，滑槽15为矩形槽，滑块16为矩形块，矩形块与矩形槽配合连接，螺杆5的直径小于滑槽15内切圆的直径，如此滑块16与滑槽15之间又可以滑动又可以同步转动。

其中，还包括驱动四个圆杆6同步转动的驱动机构，驱动机构包括安装在四个圆杆6上的传动齿轮7，四个传动齿轮7的上端共同啮合有第一齿环8，第一齿环8的上端设有环形槽9，环形槽9内安装有第二齿环10，安装环1上固定连接有四个固定块11，四个固定块11上均转动连接有短杆12，短杆12上安装有限位齿轮13，限位齿轮13位于环形槽9内且与第二齿环10相啮合，其中一个固定块11上安装有电机14，电机14的输出端与短杆12固定连接，四个限位齿轮13在环形槽9内呈环形阵列分布。

其中，安装环1、第一齿环8、第二齿环10均有两个对称的部分组成，其中，安装环1、第一齿环8一端通过铰链34转动连接，则安装环1、第一齿环8的另一端通过锁扣35相连接，如此可以将安装环1、第一齿环8打开，方便安装在桩基外部；其中安装环1上安装有四个电动推杆36，四个电动推杆36的输出端均安装有电动轮37。

安装环1的内壁安装有U型板4，螺杆5贯穿U型板4并与其螺纹连接，螺杆5的另一端安装有安装板2，安装板2上固定连接有导向杆31，导向杆31贯穿U型板4并与其滑动连接，安装板2上安装有连接板17，连接板17上安装有上下设置的声呐3和摄像头18。

连接板17通过连接机构与安装板2相连接，连接机构包括安装板2上设有L型槽19，连接板17上安装有L型块20，L型块20安装在L型槽19内，安装板2与连接板17相对的一面设有连接槽21，连接板17上设有与连接槽21正对的侧槽22，侧槽22内滑动连接有移动块24，移动块24上固定连接有连接块32，移动块24与连接块32相背的一端固定连接有第一弹簧23，第一弹簧23的另一端与侧槽22的内壁固定连接，移动块24上固定连接有拉绳33，拉绳33贯穿连接板17并与其滑动连接。

安装板2上安装有对连接块32定位的定位机构，定位机构包括设置在安装板2一侧的槽体27，槽体27内设有卡杆26，卡杆26贯穿安装板2的底部并与其滑动连接，卡杆26的上端贯穿安装板2并延伸至连接槽21内，卡杆26与安装板2之间滑动设置，连接块32上设有卡槽25，卡杆26滑动连接在卡槽25内，卡杆26的底部连接有拉块30。

卡杆26与槽体27之间安装有复位件，复位件包括固定在卡杆26上的固定环28，固定环28上固定连接有第二弹簧29，第二弹簧29的另一端与槽体27的内壁固定连接。

本发明使用时，若是在水深区域，工作人员可以乘船至桩基处，在船上工作人员打开锁扣35，将安装环1套在桩基的外部，然后锁上锁扣35，同时，启动电动推杆36使得电动滚轮37与桩基外壁相抵，电动滚轮37工作可以实现安装环1在桩基上上下移动；通过电动推杆36使电动滚轮37与桩基外壁相抵实现对安装环1的定位，使得安装环1、声呐3和摄像头18不易发生偏移；其次，电动推杆36上的电动滚轮37的数量可以多个，根据实际情况设置，目的是保证整个装置在水流中的稳定性；

然后对声呐3和摄像头18进行调节，启动电机14，电机14工作带动短杆12和限位齿轮13转动，限位齿轮13转动可以带动第二齿环10转动，从而实现第一齿环8转动，第一齿环8转动带动四个传动齿轮7转动，从而实现圆杆6转动，圆杆6转动带动滑块16、螺杆5转动，在导向杆31的导向下，安装板2被螺杆5驱动稳定的移动，从而实现对声呐3和摄像头18位置的调节，直至声呐3和摄像头18可以对桩基的外壁进行全覆盖，然后停止电机14；

通过上述对摄像头18与声呐3的调节，可以适用于对多种不同直径的桩基进行检测；

控制电动滚轮37工作，即可实现检测工作；具体为，电动滚轮37工作使安装环1缓慢移动，声呐3利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行数据处理，实现对物体形状的检测；通过摄像头18与声呐3对水下桩基进行检测，可以即时了解水下桩基的破损情况以及破坏部位和程度，提前维护修理，避免重大事故发生；

若是需要对摄像头18与声呐3进行拆卸维修时，工作人员首先拉动拉块30，从而实现卡杆26移动，使得卡杆26脱离卡槽25，如此连接块32不再被限位，拉动拉绳33使移动块24和连接块32移动，直至连接块32脱离连接槽21，然后上移连接板17，使得L型块20脱离L型槽19，如此可以将连接板17取下，实现对摄像头18与声呐3的拆卸，以便对其进行检修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。