[發(fā)明專利]一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910051406.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109773803A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾青林;宋國(guó)正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00;G01N33/20;G01N33/00;B64C27/02;B64C27/08
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括四旋翼飛行模塊、控制模塊、電磁吸附式損傷檢測(cè)模塊以及一個(gè)光流傳感器，所述四旋翼飛行模塊包括一個(gè)機(jī)架、四組旋翼機(jī)臂、兩塊電池及電池固定片，每組旋翼機(jī)臂包含一個(gè)懸臂、一個(gè)電機(jī)座、一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)、一個(gè)旋翼和一個(gè)T型支撐柱，四組旋翼機(jī)臂的懸臂的一端安裝固定在工字型支撐塊與機(jī)架下板之間，四組懸臂的安裝方向依次呈90°分布；所述電磁吸附式損傷檢測(cè)模塊包含一個(gè)吸盤式電磁鐵、一個(gè)套筒、一個(gè)加速度傳感器、一個(gè)彈簧、第一固定片及第二固定片；所述控制模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、主控單元、GPS單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、慣性導(dǎo)航單元、圖像處理單元、無(wú)線通信單元和固態(tài)繼電器。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述四旋翼飛行模塊中，機(jī)架包括機(jī)架上板、機(jī)架下板和工字型支撐塊，機(jī)架下板用于安裝控制模塊、電池、電磁吸附式損傷檢測(cè)模塊、光流傳感器，機(jī)架上板可以加強(qiáng)四旋翼機(jī)器人的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并對(duì)控制模塊進(jìn)行防護(hù)，機(jī)架上板通過(guò)螺釘與工字型支撐塊連接固定，機(jī)架下板與懸臂通過(guò)螺釘與工字型支撐塊連接固定；所述控制模塊通過(guò)四根立柱固定在機(jī)架下板上，兩個(gè)電池位于控制模塊下方，電池通過(guò)電池固定片固定在機(jī)架下板上方，其中一節(jié)電池為四個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)與吸盤式電磁鐵供電，另外一節(jié)電池為四旋翼機(jī)器人的控制模塊及各傳感器供電，光流傳感器固定在機(jī)架下板的下方，用于采集四旋翼機(jī)器人周圍的環(huán)境信息。

3.如權(quán)利要求2所述的一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述旋翼機(jī)臂的懸臂另一端上安裝電機(jī)座，無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)螺釘安裝在電機(jī)座上，所述無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與旋翼通過(guò)螺釘固定連接，四個(gè)旋翼中有兩個(gè)正旋翼和兩個(gè)逆旋翼，正、逆旋翼間隔安裝，每個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)旋翼，無(wú)刷直流電機(jī)控制線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元相連，懸臂下方固定安裝T型支撐柱，作為四旋翼機(jī)器人的落地支撐點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求1～3之一所述的一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、GPS單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、慣性導(dǎo)航單元、圖像處理單元和固態(tài)繼電器均與所述主控單元連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元通過(guò)高速串行外設(shè)接口和主控單元相連接，主控單元發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元控制無(wú)刷直流電機(jī)帶動(dòng)旋翼作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；無(wú)線通信單元、慣性導(dǎo)航單元與GPS單元通過(guò)通用異步接收器和發(fā)送器接口和主控單元相連接，慣性導(dǎo)航單元控制四旋翼機(jī)器人的飛行姿態(tài)，GPS單元對(duì)四旋翼機(jī)器人飛行目標(biāo)進(jìn)行定位，主控單元通過(guò)無(wú)線通信單元與地面服務(wù)器傳輸無(wú)線信號(hào)；圖像處理單元通過(guò)并行數(shù)據(jù)總線與光流傳感器相連來(lái)讀取圖像信息，通過(guò)同步串行外設(shè)接口與主控單元連接，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；固態(tài)繼電器的一端與主控單元的數(shù)字量信號(hào)輸出端口相連，固態(tài)繼電器的另一端與吸盤式電磁鐵的電源線相連，所述主控單元可以通過(guò)固態(tài)繼電器控制吸盤式電磁鐵通電與斷電狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求1～3之一所述的一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的四旋翼機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁吸附式損傷檢測(cè)模塊中，所述第二固定片通過(guò)螺栓固定在機(jī)架下板的下方，彈簧的一端固定在第一固定片上，彈簧的另一端固定在第二固定片上，第一固定片通過(guò)螺釘固定在吸盤式電磁鐵上；吸盤式電磁鐵放置在套筒內(nèi)，所述加速度傳感器通過(guò)螺釘安裝在吸盤式電磁鐵下方，加速度傳感器的一部分伸出在套筒的下方；所述電磁吸附式損傷檢測(cè)模塊的套筒通過(guò)螺栓固定在機(jī)架下板下方，彈簧將吸盤式電磁鐵壓緊在套筒內(nèi)，對(duì)吸盤式電磁鐵產(chǎn)生預(yù)緊力。