[實(shí)用新型]一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的自動(dòng)敲擊機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920098058.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN209919897U
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾青林;宋國正
• 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;B25J5/00;G01N33/00
• 代理公司: 33241 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的自動(dòng)敲擊機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，包括移動(dòng)模塊、控制模塊、電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊以及激光測(cè)距傳感器，所述移動(dòng)模塊包括一個(gè)車架、兩個(gè)車輪架、四組磁輪、兩組電池及電池固定片，每組磁輪包含八片條形磁鐵、一個(gè)車輪、一個(gè)直角電機(jī)和一個(gè)編碼器；所述電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊包含一個(gè)直流電機(jī)、推桿、推桿彈簧、一個(gè)推拉式電磁鐵、兩個(gè)導(dǎo)向L板、螺母套、螺桿、限位螺釘、一個(gè)傳感器支架及聲音傳感器；所述控制模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、主控單元、無線通信單元、GPS單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、固態(tài)繼電器和慣性導(dǎo)航單元。本實(shí)用新型具有檢測(cè)方式靈活、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、檢測(cè)更為全面等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的自動(dòng)敲擊機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，各種復(fù)雜大型鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷出現(xiàn)。其中，鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于大型橋梁、大型空間結(jié)構(gòu)、高層建筑、大型鐵路交通樞紐、石油管道、核電站等。由于這些建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于結(jié)構(gòu)健康要求較高，因此，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)，及時(shí)進(jìn)行維修顯得尤為重要。

目前應(yīng)用較廣泛的是在建筑中特定位置安放有線或無線傳感器節(jié)點(diǎn)，這種檢測(cè)方法由于傳感器位置固定，存在檢測(cè)盲區(qū)并且維護(hù)困難，需要花費(fèi)大量的人力物力成本；基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)技術(shù)需要解決系統(tǒng)長時(shí)間工作時(shí)的供電問題以及信號(hào)傳輸?shù)目煽啃詥栴}。以上這兩種檢測(cè)方式由于傳感器位置固定，均存在檢測(cè)盲區(qū)和檢測(cè)不全面的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)方式的安裝繁瑣，成本高，檢測(cè)不全面等不足，本實(shí)用新型提供了一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的自動(dòng)敲擊機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，該機(jī)器人可以移動(dòng)到待檢測(cè)區(qū)域，并通過其攜帶的電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)工作，其具有檢測(cè)方式靈活、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、檢測(cè)更為全面等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于建筑結(jié)構(gòu)探傷的自動(dòng)敲擊機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)，包括移動(dòng)模塊、控制模塊、電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊以及激光測(cè)距傳感器，所述移動(dòng)模塊包括一個(gè)車架、兩個(gè)車輪架、四組磁輪、兩組電池及電池固定片，每組磁輪包含八片條形磁鐵、一個(gè)車輪、一個(gè)直角電機(jī)和一個(gè)編碼器；所述電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊包含一個(gè)直流電機(jī)、推桿、推桿彈簧、一個(gè)推拉式電磁鐵、兩個(gè)導(dǎo)向L板、螺母套、螺桿、限位螺釘、一個(gè)傳感器支架及聲音傳感器；所述控制模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、主控單元、無線通信單元、GPS單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、固態(tài)繼電器和慣性導(dǎo)航單元。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)模塊中，所述車架用于安裝車輪架、電池固定片、直流電機(jī)、控制模塊、電磁敲擊式損傷檢測(cè)模塊，控制模塊通過四根立柱固定在車架上，一組電池位于控制模塊下方，電池通過電池固定片固定在車架上方，為四個(gè)直角電機(jī)與直流電機(jī)供電，另外一組電池通過電池固定片固定在車架的后半段，為機(jī)器人的控制模塊、電磁敲擊式檢測(cè)模塊及各傳感器供電，激光測(cè)距傳感器固定在車輪架上、四組磁輪的上方，用于采集機(jī)器人周圍的環(huán)境信息。

再進(jìn)一步，所述四組磁輪由條形磁鐵包裹車輪一周組成，磁輪的直角電機(jī)通過螺釘安裝固定在車輪架上，直角電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與磁輪固定連接，每個(gè)直角電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)磁輪；直角電機(jī)控制線與電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元相連，編碼器在車輪與直角電機(jī)之間固定在車輪架上，用于測(cè)量磁輪的轉(zhuǎn)速信息，并反饋給控制模塊。

更進(jìn)一步，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、固態(tài)繼電器和慣性導(dǎo)航單元均與所述主控單元連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元通過高速串行外設(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)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元控制直角電機(jī)帶動(dòng)磁輪動(dòng)作；無線通信單元、GPS單元與慣性導(dǎo)航單元通過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)航單元控制檢測(cè)機(jī)器人的行進(jìn)姿態(tài)，GPS單元對(duì)檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行目標(biāo)定位，主控單元通過無線通信單元與地面服務(wù)器傳輸無線信號(hào)；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)繼電器的另一端與推拉式電磁鐵的電源線相連，因此主控單元通過固態(tài)繼電器控制吸盤式電磁鐵通電與斷電狀態(tài)。