[實用新型]用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720825590.0
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN206847531U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 厲狄龍;何建明;沈劍;白洪海;毛江鴻;俞凱奇;龔園軍;鄭博宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江交工高等級公路養(yǎng)護有限公司;浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
• 主分類號: G01B5/14
• 分類號: G01B5/14;B64D47/00
• 代理公司: 寧波市海曙鈞泰專利代理事務(wù)所(普通合伙)33281
• 代理人: 代忠炯

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鋼筋混凝土監(jiān)測領(lǐng)域，具體講是一種用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機。

背景技術(shù)

建筑物或構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)表面因長期的風(fēng)吹日曬雨淋或海水腐蝕等因素難免會出現(xiàn)裂縫。而一旦裂縫寬度大于某設(shè)定的臨界值，就需要對混凝土結(jié)構(gòu)進行修護，否則任由裂縫自由發(fā)展，就會破壞建筑物或構(gòu)筑物的強度、耐久性和穩(wěn)定性。所以，對混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的檢測，是混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護中的重要課題。

然而，建筑物或構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)表面的某些位置，由于地形、結(jié)構(gòu)、位置等原因，如高樓的外墻或是橋梁的橋墩等，很難進行人工檢測。現(xiàn)有技術(shù)中，有人提出了利用無人機進行拍照，通過裂縫在照片上顯示的寬度去進行換算，進而推出裂縫寬度的設(shè)想。然而上述設(shè)想最大的缺陷是，由于無人機拍攝的角度及與裂縫的距離不確定，且換算時還需要綜合照片像素分辨率等因素，故最后推算出來的結(jié)果誤差較大，推算出來的數(shù)據(jù)很不精確，根本無法作為是否需要養(yǎng)護的依據(jù)。

針對上述缺陷，本申請人創(chuàng)造性的提出另一個設(shè)想，即先用無人機將一張標(biāo)有刻度的塑料膜固定在混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫附近，然后拍照，最后用電腦處理照片，用Photoshop軟件將塑料膜上的刻度ps到裂縫上，然后從修改后的照片上直接讀取其刻度。這樣，由于刻度和裂縫均位于同一拍攝角度、同一距離的同一張照片，這就避免了拍攝角度及距離對結(jié)果的干擾，且寬度是在該照片上直接讀取，這就省略了照片像素、分辨率等復(fù)雜的換算，故能精確的測量出裂縫的實際寬度，誤差很小，足以作為是否需要養(yǎng)護的依據(jù)。

然而，要實現(xiàn)上述設(shè)想最大的難題是，現(xiàn)有技術(shù)中，沒有能將帶刻度的塑料膜固定到高樓外墻、橋梁橋墩等特殊位置的設(shè)備。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種將帶刻度的塑料膜固定在混凝土結(jié)構(gòu)表面的用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機。

本實用新型的一種技術(shù)解決方案是，提供一種用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機，它包括機架，機架上安裝有攝像頭和螺旋槳，機架還安裝有向前的頂推氣缸，頂推氣缸的活塞桿與帶刻度的薄膜的后表面可拆式連接，薄膜前表面涂有膠；機架上還設(shè)有重心平衡裝置。

上述無人機的動作過程為，無人機在混凝土結(jié)構(gòu)表面飛行，當(dāng)攝像頭發(fā)現(xiàn)裂縫后，懸停在裂縫前方，啟動頂推氣缸，將帶刻度的薄膜粘結(jié)在混凝土結(jié)構(gòu)表面，頂推氣缸前推薄膜時，重心平衡裝置同時動作，防止飛機受到反作用力而傾覆。薄膜在混凝土結(jié)構(gòu)表面粘結(jié)牢固后，頂推氣缸回縮，與薄膜脫離。

本實用新型用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點。

首先，該無人機成功地將帶刻度的薄膜固定在混凝土結(jié)構(gòu)表面，而且，將薄膜向墻面按壓時，重心平衡裝置同步動作，使無人機飛機平穩(wěn)，避免無人機受力傾覆。

作為改進，機架下部的兩個支腿之間固定有兩根橫梁，頂推氣缸的缸體固定在兩根橫梁上。這樣的結(jié)構(gòu)裝配簡單，而且對頂推氣缸安裝固定效果牢固。

重心平衡裝置優(yōu)選為，它包括一個向后的平衡氣缸，平衡氣缸的活塞桿上設(shè)有配重塊，平衡氣缸的缸體也固定在兩根橫梁上，這樣，當(dāng)頂推氣缸向前推移按壓薄膜，平衡氣缸也同步后推配重塊，前后兩端同步雙向伸縮，確保無人機受到墻面反作用力時，仍然能保持平衡。

重心平衡裝置的另一種優(yōu)選為，它包括兩個電動機，每個電動機的輸出軸設(shè)有絲杠，配重塊設(shè)有兩個螺紋孔，配重塊旋合在兩絲杠上；頂推氣缸的缸體位于橫梁寬度中間，兩個電動機均固定在前一根橫梁上，兩個電動機沿頂推氣缸左右對稱，這樣，兩個絲杠同步動作，能使得配重塊更加均勻穩(wěn)定的移動，更好的保障無人機前后兩端的平衡，而且，兩個電動機沿著頂推氣缸均左右對稱，進一步確保了無人機左右兩側(cè)的平衡。

作為又進一步優(yōu)選，頂推氣缸的活塞桿前端設(shè)有海綿頂頭，海綿頂頭與薄膜后表面由膠粘結(jié)，薄膜前表面的膠的粘性大于薄膜后表面的膠；這樣，發(fā)射前，薄膜經(jīng)海綿頂頭穩(wěn)定固定在頂推氣缸的活塞桿上，確保無人機飛行過程中薄膜不掉落，而推移按壓到墻面后，薄膜前表面與混凝土結(jié)構(gòu)表面由強膠更牢固粘結(jié)，而薄膜后表面與海綿頂頭的弱膠自然脫離，即薄膜固定在墻面后，頂推氣缸與薄膜自然脫離。

附圖說明

圖1是本實用新型用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的雙向伸縮式無人機的另一種實施例的機架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。