全文摘要
本实用新型涉及一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，包括：动力模块、采集模块和信号传输模块。其中动力模块为丝杆步进电机，一端为输出轴，另一端设有旋转底座；采集模块包括主丝杆、辅助限位杆、滑动云台和微型摄像头，滑动云台可通过主丝杆的转动来沿主丝杆和辅助限位杆位移，所述的微型摄像头固定于滑动云台上；信号传输模块：包括USB传输接口和步进电机控制接口。与现有技术相比，本实用新型可通过微型摄像头的移动获得焊缝区域高清成像，并可通过丝杆步进电机、主丝杆和辅助限位杆的配合可实现微型摄像头精准、平稳的移动，简化了人工操作，提升了工作效率。
主设计要求
1.一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，包括：动力模块：为丝杆步进电机(1)，一端为输出轴，另一端设有旋转底座(9)，所述的丝杆步进电机(1)可相对于旋转底座(9)扭转；采集模块：包括主丝杆(7)、辅助限位杆(8)、滑动云台(5)和微型摄像头(6)，所述的主丝杆(7)连接于丝杆步进电机(1)的输出轴上，所述的辅助限位杆(8)固定于丝杆步进电机(1)上，并使得辅助限位杆(8)平行于主丝杆(7)，所述的滑动云台(5)活动穿套于主丝杆(7)和辅助限位杆(8)上，滑动云台(5)可通过主丝杆(7)的转动来沿主丝杆(7)和辅助限位杆(8)位移，所述的微型摄像头(6)固定于滑动云台(5)上；信号传输模块：包括USB传输接口(10)和步进电机控制接口(11)，所述的USB传输接口(10)和步进电机控制接口(11)均设于旋转底座(9)上，USB传输接口(10)与微型摄像头(6)电连接，步进电机控制接口(11)与丝杆步进电机(1)电连接。
设计方案
1.一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，包括：
动力模块：为丝杆步进电机(1)，一端为输出轴，另一端设有旋转底座(9)，所述的丝杆步进电机(1)可相对于旋转底座(9)扭转；
采集模块：包括主丝杆(7)、辅助限位杆(8)、滑动云台(5)和微型摄像头(6)，所述的主丝杆(7)连接于丝杆步进电机(1)的输出轴上，所述的辅助限位杆(8)固定于丝杆步进电机(1)上，并使得辅助限位杆(8)平行于主丝杆(7)，所述的滑动云台(5)活动穿套于主丝杆(7)和辅助限位杆(8)上，滑动云台(5)可通过主丝杆(7)的转动来沿主丝杆(7)和辅助限位杆(8)位移，所述的微型摄像头(6)固定于滑动云台(5)上；
信号传输模块：包括USB传输接口(10)和步进电机控制接口(11)，所述的USB传输接口(10)和步进电机控制接口(11)均设于旋转底座(9)上，USB传输接口(10)与微型摄像头(6)电连接，步进电机控制接口(11)与丝杆步进电机(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，所述的丝杆步进电机(1)上输出轴的两侧开设有固定螺纹孔(4)，所述的辅助限位杆(8)的一端固定于固定螺纹孔(4)中。
3.根据权利要求1所述的一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，所述的微型摄像头(6)的焦距为0.5～5cm。
4.根据权利要求1所述的一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，所述的主丝杆(7)的长度为200～300mm。
5.根据权利要求1所述的一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，所述的滑动云台(5)内部开设有与主丝杆(7)匹配的丝纹孔，丝纹孔的两侧平行开设有光滑通孔，所述的主丝杆(7)和辅助限位杆(8)分别贯穿丝纹孔和光滑通孔。
6.根据权利要求1所述的一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，其特征在于，所述的旋转底座(9)上远离步进电机(1)的一端上设有手持杆。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种图像采集装置，尤其是涉及一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置。
背景技术
正交异性钢箱梁钢构件的疲劳问题是影响钢箱梁力学性能及桥梁安全性的重要问题，其中钢箱梁顶板U肋的焊接位置是疲劳裂纹多发的区域。对于暴露在外的区域，目前工程中采用的常用检测方式为人工目视发现疑似裂纹后，对疑似区域进行磁粉探伤，确定疲劳裂纹的具体位置后，检测人员记录下裂纹图片、裂纹长度、特征等有效信息。
但对于钢箱梁顶板与横隔板交接位置被过焊孔包裹的狭长焊缝，工程中无成熟的检测技术，其现行检测方法为检测人员手持照明设备及放大镜由过焊孔两侧向对侧进行目视观察。对于该种方法，由于焊缝的观测窗口只有两侧箱室的过焊孔，而过焊孔的尺寸又十分狭小，常规的摄像设备难以进入。现行工程对过焊孔内部焊缝的检测存在以下缺陷：1)检测规范性差，由于检测视窗的限制，检测的视角多为斜视，只能检测出疲劳裂纹的有无，对于裂纹的具体位置、长度等重要参数无法检测；2)无检测图像：由于过焊孔截面尺寸狭小，常规检测手段无法对疲劳裂纹的图像进行采集，无法形成有效的裂纹图像；3)检测效率低下、耗费人力物力。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，包括：动力模块、采集模块和信号传输模块。其中动力模块为丝杆步进电机，一端为输出轴，另一端设有旋转底座，所述的丝杆步进电机可相对于旋转底座扭转；采集模块包括主丝杆、辅助限位杆、滑动云台和微型摄像头，所述的主丝杆连接于丝杆步进电机的输出轴上，所述的辅助限位杆固定于丝杆步进电机上，并使得辅助限位杆平行于主丝杆，所述的滑动云台活动穿套于主丝杆和辅助限位杆上，滑动云台可通过主丝杆的转动来沿主丝杆和辅助限位杆位移，所述的微型摄像头固定于滑动云台上；信号传输模块：包括USB传输接口和步进电机控制接口，所述的USB传输接口和步进电机控制接口均设于旋转底座上，USB传输接口与微型摄像头电连接，步进电机控制接口与丝杆步进电机电连接。
进一步地，所述的丝杆步进电机上输出轴的两侧开设有固定螺纹孔，所述的辅助限位杆的一端固定于固定螺纹孔中。
进一步地，所述的微型摄像头的焦距为0.5～5cm。
进一步地，所述的主丝杆的长度为200～300mm。
进一步地，所述的滑动云台内部开设有与主丝杆匹配的丝纹孔，丝纹孔的两侧平行开设有光滑通孔，所述的主丝杆和辅助限位杆分别贯穿丝纹孔和光滑通孔。
进一步地，所述的旋转底座上远离步进电机的一端上设有手持杆。
进一步地，本装置可适用的过焊孔的长度尺寸范围为100～300mm，孔径半径长度尺寸范围为20mm～50mm，孔径圆心角尺寸范围为90～120°。
进一步地，所述的滑动云台为异型螺母，型号：T5螺纹孔，10*5矩形截面。
进一步地，所述的滑动云台的截面尺寸小于过焊孔的截面尺寸。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)可通过微型摄像头的移动获得焊缝区域高清成像，并可通过丝杆步进电机、主丝杆和辅助限位杆的配合可实现微型摄像头精准、平稳的移动，达到0.01mm精度的裂纹检测，实现较高的检测精度。
2)使用本装置工作时，工作人员只需要手持该装置并置于过焊孔位置即可捕捉所需图像，此举通过机械工作简化人工的工作量，从而提升了工作效率。
3)可用于焊缝区域线性扫描成像，为表观疲劳裂纹等病害分析提供标准化图像数据。
附图说明
图1为本实用新型中正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置的三维结构示意图；
图2为本实用新型中正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置的平面结构示意图。
图中：1、丝杆步进电机，2、步进电机外壳，3、连接螺丝，4、固定螺纹孔，5、滑动云台，6、微型摄像头，7、主丝杆，8、辅助限位杆，9、旋转底座，10、USB传输接口，11、步进电机控制接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
正交异性钢箱梁焊缝表观图像采集装置，包括：动力模块、采集模块和信号传输模块。所述的旋转底座9上远离步进电机1的一端上设有手持杆。
动力模块：为丝杆步进电机1，一端为输出轴，另一端设有旋转底座9，所述的丝杆步进电机1可相对于旋转底座9扭转。参见图1与图2，所述的丝杆步进电机1上输出轴的两侧开设有固定螺纹孔4，所述的辅助限位杆8的一端固定于固定螺纹孔4中。在具体实施时，丝杆步进电机1外部设有步进电机外壳2，通过连接螺3将步进电机外壳2固定于丝杆步进电机1外部。
采集模块：参见图1与图2，包括主丝杆7、辅助限位杆8、滑动云台5和微型摄像头6，所述的主丝杆7连接于丝杆步进电机1的输出轴上，所述的辅助限位杆8固定于丝杆步进电机1上，并使得辅助限位杆8平行于主丝杆7，所述的滑动云台5活动穿套于主丝杆7和辅助限位杆8上，滑动云台5可通过主丝杆7的转动来沿主丝杆7和辅助限位杆8位移，所述的微型摄像头6固定于滑动云台5上。所述的微型摄像头6的焦距为0.5～5cm。所述的主丝杆7的长度为200～300mm。所述的滑动云台5内部开设有与主丝杆7匹配的丝纹孔，丝纹孔的两侧平行开设有光滑通孔，所述的主丝杆7和辅助限位杆8分别贯穿丝纹孔和光滑通孔。所述的滑动云台5为异型螺母，型号：T5螺纹孔，10*5矩形截面。所述的滑动云台5的截面尺寸小于过焊孔的截面尺寸。
信号传输模块：包括USB传输接口10和步进电机控制接口11，所述的USB传输接口10和步进电机控制接口11均设于旋转底座9上，参见图1与图2，USB传输接口10与微型摄像头6电连接，步进电机控制接口11与丝杆步进电机1电连接。
本装置可适用的过焊孔的长度尺寸范围为100～300mm，孔径半径长度尺寸范围为20mm～50mm，孔径圆心角尺寸范围为90～120°。
在具体运行时，包括以下步骤：
1、使用者手握住手持杆，将主丝杆7伸入过焊孔内部，打开微型摄像头上的照明灯；
2、将滑动云台5正对过焊孔待采集焊缝位置；
3、丝杆步进电机1工作，主丝杆被丝杆步进电机1驱动而旋转，使得滑动云台5进行总步长为x0<\/sub>的位移；
4、位移的过程中可连续的或程序性的采集照片，拍摄时丝杆步进电机1暂停位移，获取图片后通过USB传输接口10将采集的数据输出到外部电脑终端；
5、重复3与4的过程，使得滑动云台5最终完成位移至坐标最大值xmax<\/sub>；
6、丝杆步进电机1反向运转，重复3与4的过程，直到滑动云台5最终完成位移至坐标最小值xmin<\/sub>；
7、关闭微型摄像头上的照明灯，从过焊孔内部取出主丝杆7。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920285347.3
申请日:2019-03-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209961692U
授权时间:20200117
主分类号:G01N21/84
专利分类号:G01N21/84;H04N5/225
范畴分类:31E;
申请人:同济大学;上海矩尺土木科技有限公司;上海黑塞智能科技有限公司
第一申请人:同济大学
申请人地址:200092 上海市杨浦区四平路1239号
发明人:马腾;董一庆;潘玥;王达磊;陈艾荣;李承宬;顾振雄
第一发明人:马腾
当前权利人:同济大学;上海矩尺土木科技有限公司;上海黑塞智能科技有限公司
代理人:杨元焱
代理机构:31225
代理机构编号:上海科盛知识产权代理有限公司 31225
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计