CN109629846B - 自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人 - Google Patents

自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，主要包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统；人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器和人工智能(AI)电脑；行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成机器人足混凝土裂缝检测器；本发明能够实现机器人行走时自动检测混凝土裂缝、修复混凝土裂缝以及具备自发电功能。

Description

自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人
技术领域
本发明属于人工智能、机器人及混凝土修复技术领域，更具体地涉及一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人。
背景技术
混凝土技术广泛应用于公路、桥梁、工程、地下隧道和各类建筑领域。在冲击荷载、疲劳荷载以及外界环境的长期作用下，加之混凝土材料自身性能存在一定的缺陷(尤其是收缩)，因此水泥混凝土开裂是难以避免的现象。水泥混凝土结构在温度应力、碳化、干湿交替、环境水侵蚀及荷载等因素作用下，会产生不同状态的裂缝，其表面和微观裂缝可继续发展成为具有破坏性的深层和贯穿性宏观裂缝，破坏公路、桥梁、工程、地下隧道和各类建筑结构的整体性，改变受力条件，致使混凝土失去设计功能，会造成重大安全隐患。裂缝对水泥混凝土的危害主要为：(1)裂缝影响混凝土结构的整体承载能力：裂缝会降低其刚度和抗剪强度，使混凝土结构中的钢筋承受拉力大于设计拉力，从而影响其承载力，并可能带来工程坍塌的危险；(2)裂缝会引起混凝土结构中的钢筋锈蚀：裂缝的存在会使水分或各种腐蚀介质及液体渗入结构体内，导致混凝土结构中的钢筋锈蚀或降低骨料强度而对整体结构带来严重危害。在寒冷环境条件下，混凝土结构中的裂缝存在会加重冻融对混凝土结构的损伤，使许多保护涂层发生开裂、脱落而失去其保护功能；(3)影响整体结构的耐久性：混凝土结构中的裂缝会使各种有害杂质进入混凝土裂缝中，加快了钢筋的锈蚀和混凝土的碳化，使得混凝土整体结构的耐久性显著降低；(4)影响结构的封闭性：在核电站、疫苗培养空间等重要场所，人们要求混凝土整体结构具有良好的封闭性，一旦发生裂缝现象将会带来严重的后果；(5)影响结构的舒适度：混凝土裂缝严重时可能导致构件，甚至工程全部报废，造成较大的经济损失，并会造成较严重的安全问题。
水泥混凝土裂缝的形成和发展演化具有一定的复杂性，外部环境的影响以及混凝土材料存在的系列缺陷，两者的相互作用及相互影响，随着时间的推移逐步会形成混凝土裂缝，其对整体结构的使用性、安全性和耐久性影响重大，实现对混凝土裂缝的有效控制和及时修复更是一个系统性工程方面的技术难题，涉及混凝土裂缝的检测发现、混凝土裂缝位置的精确定位、混凝土裂缝形态及性质分析和混凝土裂缝的及时修复等方面。
综上所述，当混凝土出现裂缝，特别是在气候和介质环境恶劣的服役环境中，须尽早选择高性能修补材料开展对混凝土裂缝的修复。及时开展对混凝土裂缝进行修复，对提高结构的安全性、可靠性具有重要意义。
当前，如何及时发现混凝土出现的裂缝；如何准确定位混凝土裂缝的具体位置、深度、程度及形态；如何将修复混凝土裂缝工作与人工智能(AI)机器人结合起来，来提高修复混凝土裂缝的准确性、有效性、高效性；这些问题有待人们去解决。
发明内容
针对当前在修复混凝土裂缝领域技术发展存在的系列问题，本发明提供一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，以达到优化提高对混凝土裂缝修复的各项性能指标。
本发明提供的一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体、机器人头、人工智能(Artificial Intelligence，AI)机器人行走敲击检测系统；所述人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器和人工智能(AI)电脑；所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上，所述人工智能电脑装配在机器人头上；所述机器人足混凝土裂缝检测器由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器包括：行走敲击混凝土音响传感器、行走敲击混凝土音响回传信息存储器，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据；所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器与北斗定位系统或GPS定位系统相结合；所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储机器人行走时的精确定位数据，所述行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储的数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储的数据通过无线连接实时传送给人工智能电脑。
进一步地，所述人工智能(AI)电脑上建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型；所述人工智能(AI)电脑与云数据库相连接。
进一步地，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足包括：足部自发电器、质量块、足踝关节、足压力杆、缓冲块、足压力块、足压力板、足外层、碳纤维板层、足后跟垫块；所述质量块装配在机器人足的足底前端，具有行走敲击混凝土后产生音响回声数据信息功能；所述质量块的上端与足压力板相连接；所述足压力块的上端与足压力板相连接；所述足压力块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述足部自发电器装配在机器人足的足后跟较下端；所述足部自发电器的下端与碳纤维板层相连接；所述碳纤维板层的下端与足后跟垫块相连接；所述足部自发电器的上端通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的外表有足外层。
进一步地，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在质量块与足部自发电器之间；所述机器人足混凝土裂缝检测器的上端与缓冲块相连接。
进一步地，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂包括：一个或多个多功能修复混凝土裂缝的左手臂、一个或多个多功能修复混凝土裂缝的右手臂，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂采用激光式修复混凝土裂缝的手臂或修复剂式修复混凝土裂缝的手臂；所述激光式修复混凝土裂缝的手臂利用激光器激光加热的方式修复混凝土裂缝，其包括：激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂、激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂。
进一步地，所述机器人身体包括：修复剂容器、激光器、蓄电池、修复剂工作泵、一个或多个多功能修复左手臂接口、一个或多个多功能修复右手臂接口；所述修复剂容器内放置各种修复剂，所述修复剂采用的材料包括：无机型修复材料、有机型修复材料、复合型修复材料、水；所述机器人身体的下端与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足相连接；所述机器人身体的左端通过多功能修复左手臂接口与多功能修复混凝土裂缝的左手臂相连接；所述机器人身体的右端通过多功能修复右手臂接口与多功能修复混凝土裂缝的右手臂相连接；所述机器人身体的多种多功能修复手臂的多个接口分别与多个多功能修复手臂相连接；所述机器人身体的上端与机器人头相连接。
进一步地，所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂包括：一个或多个中空软管、修复剂工作器；所述中空软管的一端与修复剂工作泵相连接，所述中空软管的另一端与修复剂工作器相连接；所述修复剂工作器包括：修复剂注射工作头、修复剂喷头、混凝土裂缝清洁工作头、混凝土裂缝打磨工作头、混凝土裂缝加热工作头、混凝土裂缝干燥工作头、混凝土裂缝底涂工作头；所述修复剂工作器在行走敲击混凝土裂缝精确定位器的指引下能够进入混凝土裂缝的需要修复位置，开展多功能修复；在人工智能(AI)电脑指令下，所述修复剂工作泵选择性地抽取某种性能的修复剂进入相应中空软管，再由修复剂工作器控制分别按照不同修复程序注入混凝土裂缝中；所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂采用的工作方法包括：环境响应高分子自修复法、聚脲技术修复法、灌缝胶注射修复法、压力注浆修复法、渗透结晶修复法、表面修复法；所述多功能修复混凝土裂缝的手臂中的多个中空软管能够根据混凝土所处环境，或混凝土裂缝所处位置及材料组成、裂缝大小、裂缝程度或裂缝性能，在人工智能(AI)电脑的指令下选择采用控制通入不同性能的修复剂材料或物质来进行修复。
进一步地，所述环境响应高分子自修复法的工作机理为利用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管向裂缝内输入一定PH值的修复剂溶液，来调控混凝土中高分子自修复剂的膨胀性能及释水性能，使混凝土中的高吸水树脂愈合裂缝，达到修复混凝土裂缝的效果；所述聚脲技术修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂对混凝土基材进行干燥清洁处理、底涂，以及喷涂，达到修复混凝土裂纹的效果；所述灌缝胶注射修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将低粘度、高强度的高分子聚合物胶液注射入裂缝内对裂缝修复；所述压力注浆修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将修复剂工作泵输送的较高压力的超细水泥浆、改性聚合物水泥浆及微膨胀水泥浆压入混凝土裂缝腔内进行修复；所述渗透结晶修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将活性外加剂或在外部涂敷一层含有活性外加剂土的物质掺入混凝土裂缝中，水通过渗透作用形成不溶性晶体修复裂缝；所述表面修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管及修复剂喷头将渗透性良好的修补胶喷在裂缝中，达到修复混凝土裂缝的效果。
进一步地，所述激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂的主要工作部件包括：光导纤维束、一个或多个中空软管、微型激光加热器；所述光导纤维束装配在中空软管中，其一端连接激光器，其另一端连接微型激光加热器；所述微型激光加热器在人工智能(AI)电脑的指令下插入混凝土裂缝中，对预先埋入的纳微胶囊进行激光加热；由于纳微胶囊中装填有修复剂，在激光光热作用下纳微胶囊温度升高，纳微胶囊受热外壳破裂后释放出修复剂对混凝土裂缝产生修复效果。
进一步地，所述激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂的主要工作部件包括：光导纤维束、一个或多个中空软管、微型激光加热器；所述光导纤维束装配在中空软管中，其一端连接激光器，其另一端连接微型激光加热器；所述微型激光加热器在人工智能(AI)电脑的指令下插入混凝土裂缝中，对预先埋入的形状记忆合金进行激光加热，形状记忆合金的温度快速升高，形状记忆合金发生记忆性的热变形，产生修复混凝土裂缝的效果。
进一步地，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足中的足部自发电器包括：足部压电自发电器、足部线圈与电磁铁磁场相对切割型发电器；所述足部压电自发电器包括：金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器、金属橡胶复合钹鼓型压电发电器、压电陶瓷振动发电器、摩擦压电发电器、压电薄膜发电器、压电复合材料发电器、纳米压电与纳米摩擦复合发电器；所述金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器和金属橡胶复合钹鼓型压电发电器中的金属橡胶通过将金属丝绕丝、拉伸、编织、制作毛坯和冷压工艺加工后经表面物理化学修饰处理得到；所述金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器包括：压力杆、弹簧、压力活塞、导电压板、压电陶瓷、弹性保护层、金属橡胶块、导电板、金属橡胶板、缸体、垫板；所述弹簧装配在压力杆上；所述压力杆一端连接压力活塞一端；所述压力活塞另一端连接导电压板一端；所述压电陶瓷外层有弹性保护层；所述弹性保护层周边装配有金属橡胶块；所述导电压板另一端连接压电陶瓷一端；所述压电陶瓷另一端与导电板一端连接；所述导电板一端与垫板相连接；所述垫板另一端与金属橡胶块相连接；所述压力活塞将导电压板、压电陶瓷、弹性保护层、导电板、金属橡胶板、垫板封装于缸体内一侧。
进一步地，所述金属橡胶复合钹鼓型压电发电器包括：压力杆、弹簧、上金属钹片、上压电陶瓷、上金属薄片、金属橡胶环、下金属钹片、下压电陶瓷、下金属薄片、钹鼓盒，所述压力杆、弹簧、上金属钹片、上压电陶瓷、上金属薄片、金属橡胶环、下金属钹片、下压电陶瓷、下金属薄片均装配在钹鼓盒；所述弹簧装配在压力杆上；所述压力杆一端与上金属钹片顶端相连接；所述上金属钹片下端与上压电陶瓷一端相连接；所述上压电陶瓷另一端与上金属薄片一端相连接；所述上金属薄片另一端与金属橡胶环一端相连接；所述金属橡胶环另一端与下金属薄片相连接；所述下金属薄片另一端与下压电陶瓷一端相连接；所述下压电陶瓷另一端与下金属钹片相连接。
进一步地，所述机器人头包括：激光扫描仪、高精度摄像仪、大数据接收与发射器、传感器、定位仪、通讯器件；所述大数据接收与发射器与云数据库相连接；所述激光扫描仪和高精度摄像仪在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能电脑存储，所述人工智能电脑根据检测数据判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝；所述人工智能(AI)电脑与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、激光扫描仪、高精度摄像仪、大数据接收与发射器、传感器、定位仪、通讯器件、激光器、蓄电池、修复剂工作泵相连接。
进一步地，所述质量块包括：金属质量块、非金属质量块、复合材料质量块；所述传感器包括：行走敲击混凝土音响传感器、行走测定混凝土位置传感器、混凝土裂缝传感器、足部压力传感器、修复剂工作压力传感器、温度传感器、湿度传感器；所述足部自发电器与蓄电池相连接；所述蓄电池与人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器、修复剂工作泵、传感器、激光扫描仪、高精度摄像仪、大数据接收与发射器、定位仪、通讯器件相连接，并提供工作电能。
进一步地，所述多功能机器人的驱动方式包括：电机及机械构件驱动、液压及构件驱动、气动装置及构件驱动、功能材料驱动、电磁力及器件驱动、静电力及器件驱动、磁悬浮力及构件驱动；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的数量为两个、三个、四个或六个；所述多功能修复混凝土裂缝的手臂能够根据修复混凝土裂缝工作的功能需要及修复程序或进度来进行更换使用，即通过多功能修复左手臂接口、多功能修复右手臂接口或多个多功能修复手臂接口，更换或选择具有不同功能的修复混凝土裂缝的手臂，因此多功能修复混凝土裂缝的手臂包括：单手臂、双手臂、三手臂及多手臂。
进一步地，所述定位仪选用北斗定位仪或GPS定位仪。
本发明自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人的工作过程如下：
首先，自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人的准备工作：人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统中的人工智能(AI)电脑，开始通过收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝异常状态回音数据，建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型，并通过无线连接将数据传输给云数据库，为自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人开展工作做好前期准备。
人工智能(AI)电脑指令自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人开始进行对混凝土裂缝进行检测与修复工作，自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人被启动工作程序，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足开始在需要检测的混凝土表面进行行走，并开始进行检测混凝土裂缝工作；首先机器人头上装配的激光扫描仪或高精度摄像仪分别对混凝土面进行检测，并将检测数据传输给人工智能(AI)电脑存储；人工智能(AI)电脑与云数据库取得连接；人工智能(AI)电脑通过运算程序处理，初步判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的前部下方装配的质量块不断地敲击混凝土表面，敲击发出的回声被装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足中的机器人足混凝土裂缝检测器收集存储；装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足中的行走敲击混凝土裂缝精确定位器将精确定位数据收集存储；行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器信息和行走敲击混凝土裂缝精确定位器信息通过无线连接实时传输给人工智能(AI)电脑，人工智能(AI)电脑通过运算处理，将数据信息与存储在人工智能(AI)电脑中的机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型进行对比与判别，来确定混凝土裂缝的位置、深度、裂缝程度及裂缝形态；人工智能(AI)电脑选择并指令相应的多功能修复混凝土裂缝的手臂开展对混凝土裂缝的修复工作。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足后部装配的足部自发电器也正在开展自发电工作；足部自发电器能够采用：足部压电自发电器、足部线圈与电磁铁磁场相对切割型发电器；足部压电自发电器能够采用：金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器、金属橡胶复合钹鼓型压电发电器；足部压电自发电器能够将发电电能传输给蓄电池存储；蓄电池将电能传输给人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器、修复剂工作泵、传感器、激光扫描仪、高精度摄像仪、大数据接收与发射器、北斗定位仪(或GPS定位仪)、通讯器件，并提供工作电能。
当被选择的多功能修复混凝土裂缝的手臂为激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂时，按照检测确定的位置，激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂前端的微型激光加热器插入混凝土裂缝中，对预先埋入的纳微胶囊进行激光加热；由于纳微胶囊中装填有修复剂，在激光光热作用下纳微胶囊温度升高，纳微胶囊受热外壳破裂后释放出修复剂对混凝土裂缝产生修复效果。
当被选择的多功能修复混凝土裂缝的手臂为激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂时，按照检测确定的位置，激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂的前端的微型激光加热器插入混凝土裂缝中，对预先埋入的形状记忆合金进行激光加热，形状记忆合金的温度快速升高，形状记忆合金发生记忆性的热变形，产生修复混凝土裂缝的效果。
当被选择的多功能修复混凝土裂缝的手臂为修复剂式修复混凝土裂缝的手臂时，能够采用的不同的工作方法为：(1)环境响应高分子自修复法：利用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将具有一定PH值的修复剂溶液输入混凝土裂缝内，来调控混凝土中高分子自修复剂的膨胀性能及释水性能，使混凝土中的高吸水树脂愈合裂缝，达到修复混凝土裂缝的效果；(2)聚脲技术修复法：通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂对混凝土基材进行干燥清洁处理、底涂，以及喷涂，达到修复混凝土裂纹的效果；(3)灌缝胶注射修复法：通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将低粘度、高强度的高分子聚合物胶液注射入裂缝内，对混凝土裂缝进行修复；(4)压力注浆修复法：通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将修复剂工作泵输送的较高压力超细水泥浆、改性聚合物水泥浆及微膨胀水泥浆，压入混凝土裂缝腔内进行修复；(5)渗透结晶修复法：通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将活性外加剂或在外部涂敷一层含有活性外加剂土的物质，掺入混凝土裂缝中，水通过渗透作用形成不溶性晶体修复混凝土裂缝；(6)表面修复法：通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管及修复剂工作喷头将渗透性良好的修补胶喷在裂缝中，达到修复混凝土裂缝的效果。
本发明的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人具有以下有益效果：
a、本发明采用人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统，包括：行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器和人工智能(AI)电脑；人工智能(AI)电脑采用：机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型，并与云数据库相连接；由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成机器人足混凝土裂缝检测器；将机器人足混凝土裂缝检测器装配在机器人足中，并与人工智能(AI)电脑相结合，能够快捷、方便、准确地检测确定混凝土裂缝的具体位置、深度、混凝土裂缝程度和混凝土裂缝形态，为修复混凝土裂缝提供了可靠保障。
b、本发明采用了自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足，将混凝土裂缝检测器装配在机器人足内，构成机器人足在行走过程中就能够进行混凝土裂缝检测；混凝土裂缝检测器包括：行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器；由于混凝土裂缝检测器与人工智能(AI)电脑和云数据库相连接，使机器人足在行走过程中就能够检测确定混凝土裂缝的位置、深度、程度及形态；同时将自发电器装配在足部后部，自发电器包括：足部压电自发电器、足部线圈与电磁铁磁场相对切割型发电器，能够为自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人提供部分电能；因此，本发明采用了自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足具有支撑行走、行走检测混凝土裂缝与行走自发电的多重功能。
c、本发明采用了多功能修复混凝土裂缝的手臂，包括：激光式修复混凝土裂缝的手臂、修复剂式修复混凝土裂缝的手臂；激光式修复混凝土裂缝的手臂包括：激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂、激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂；修复剂式修复混凝土裂缝的手臂能够采用多种方法，如：环境响应高分子自修复法、聚脲技术修复法、灌缝胶注射修复法、压力注浆修复法、渗透结晶修复法和表面修复法；能够根据在不同环境条件下，针对不同的混凝土裂缝，能够针对性地选择不同的多功能修复混凝土裂缝的手臂或控制不同的手臂中的不同中空软管，来选择采用输送不同的修复剂材料，或选择采用不同的修复方法，来针对性地进行混凝土裂缝修复；因此，拓展了自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人的应用范围；能够针对并开展在不同环境条件和不同程度以及不同形态混凝土裂缝的修复，并能够达到良好的修复混凝土裂缝效果。
附图说明
图1是本发明一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人的结构示意图。
图2是本发明自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的结构示意图。
图3是本发明实施例1足部自发电器为金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器的结构示意图。
图4是本发明实施例2足部自发电器为金属橡胶复合钹鼓型压电发电器的结构示意图。
图中，1-自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，2-自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足，3-金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器，4-金属橡胶复合钹鼓型压电发电器，5-机器人身体，6-机器人头，7-机器人足混凝土裂缝检测器，8-足部自发电器，9-质量块，10-足踝关节，11-足压力杆，12-缓冲块，13-足压力块，14-足压力板，15-足外层，16-碳纤维板层，17-足后跟垫块，18-多功能修复混凝土裂缝的左手臂，19-多功能修复混凝土裂缝的右手臂，20-激光器，21-中空软管，22-微型激光加热器，23-压力杆(图3)，24-弹簧(图3)，25-压力活塞，26-导电压板，27-压电陶瓷，28-弹性保护层，29-金属橡胶块，30-导电板，31-金属橡胶板，32-缸体，33-垫板，34-激光扫描仪，35-高精度摄像仪，36-大数据接收与发射器，37-传感器，38-定位仪，39-通讯器件，40-蓄电池，41-修复剂工作泵，42-修复剂容器，43-多功能修复左手臂接口，44-多功能修复右手臂接口，45-压力杆(图4)，46-上金属钹片，47-上压电陶瓷，48-上金属薄片，49-金属橡胶环，50-下金属薄片，51-下压电陶瓷，52-弹簧(图4)，53-下金属钹片，54-钹鼓盒。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1：自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1
本发明实施例1的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的结构示意图见图1；自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的结构示意图见图2；足部压电自发电器为金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器3的结构示意图见图3。
本发明实施例1的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1(见图1)包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2(见图2)、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体5、机器人头6、人工智能(Artificial Intelligence，AI)机器人行走敲击检测系统；人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器7和人工智能(AI)电脑；机器人足混凝土裂缝检测器7装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2上，其由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，行走敲击混凝土裂缝精确定位器与北斗定位系统或GPS定位系统相结合，其收集存储机器人行走时的精确定位数据；人工智能(AI)电脑装配在机器人头6上，人工智能(AI)电脑上建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型；人工智能(AI)电脑与云数据库相连接；行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器信息和行走敲击混凝土裂缝精确定位器信息通过无线连接实时传送给人工智能(AI)电脑。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2(见图2)包括：足部自发电器8、质量块9、足踝关节10、足压力杆11、缓冲块12、足压力块13、足压力板14、足外层15、碳纤维板层16、足后跟垫块17；质量块9装配在机器人足2的足底前端，具有行走敲击混凝土功能；质量块9的上端与足压力板14相连接；足压力块13的上端与足压力板14相连接；足压力板14通过足压力杆11与足踝关节10相连接；足部自发电器8装配在机器人足2的足后跟较下端；足部自发电器8的下端与碳纤维板层16相连接；碳纤维板层16的下端与足后跟垫块17相连接；足部自发电器8的上端通过足压力杆11与足踝关节10相连接；在质量块9与足部自发电器8之间装配机器人足混凝土裂缝检测器7；机器人足混凝土裂缝检测器7的上端与缓冲块12相连接；缓冲块12通过足压力杆11与足踝关节10相连接；自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的外表有足外层15。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的多功能修复混凝土裂缝的手臂包括多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19，多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19均采用激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂；激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂的主要工作部件包括：光导纤维束、一个或多个中空软管21、微型激光加热器22；光导纤维束装配在中空软管21中，其一端连接微型激光加热器22。
实施例1自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的足部自发电器8采用金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器3(见图3)；金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器3使用的金属橡胶通过将金属丝绕丝、拉伸、编织、制作毛坯和冷压工艺加工后经表面物理化学修饰处理得到；金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器3(见图3)包括：压力杆23、弹簧24、压力活塞25、导电压板26、压电陶瓷27、弹性保护层28、金属橡胶块29、导电板30、金属橡胶板31、缸体32、垫板33；弹簧24装配在压力杆23上；压力杆23一端连接压力活塞25一端；压力活塞25另一端连接导电压板26一端；压电陶瓷27外层有弹性保护层28；弹性保护层28周边装配有金属橡胶块29；导电压板26另一端连接压电陶瓷27一端；压电陶瓷27另一端与导电板30一端连接；导电板30一端与垫板33相连接；垫板33另一端与金属橡胶块29相连接；压力活塞25将导电压板26、压电陶瓷27、弹性保护层28、导电板30、金属橡胶板31、垫板33封装于缸体32内一侧。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的机器人身体5包括：修复剂容器42、激光器20、蓄电池40、修复剂工作泵41、多功能修复左手臂接口43、多功能修复右手臂接口44；修复剂容器42内放置各种修复剂，机器人身体5的左端通过多功能修复左手臂接口43与多功能修复混凝土裂缝的左手臂18相连接；机器人身体5的右端通过多功能修复右手臂接口44与多功能修复混凝土裂缝的右手臂19相连接，激光器20与光导纤维束的另一端连接，机器人身体5的下端与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2相连接，机器人身体5的上端与机器人头6相连接。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的机器人头6包括：激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、传感器37、定位仪38、通讯器件39；大数据接收与发射器36与云数据库相连接；定位仪38选用北斗定位仪或GPS定位仪，通讯器件39包括数据信息发送器和数据信息接收器。
人工智能(AI)电脑与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2、多功能修复混凝土裂缝的手臂激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、传感器37、定位仪38、通讯器件39、激光器20、蓄电池40、修复剂工作泵41相连接；蓄电池40与人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器20、修复剂工作泵41、传感器37、激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、定位仪38、通讯器件39相连接，并提供工作电能。
实施例1自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的工作过程如下：
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统中的人工智能(AI)电脑首先开始做检测与修复混凝土裂缝的前期准备工作，即开始通过收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，然后建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型，并通过无线连接将数据传输给云数据库，为自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1将要开展的工作做好前期准备。
人工智能(AI)电脑指令自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1开始进行对混凝土裂缝进行检测与修复工作，自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1被启动工作程序，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2开始在需要检测的混凝土面进行行走，并开始进行检测混凝土裂缝工作；首先机器人头6上装配的激光扫描仪34或高精度摄像仪35分别对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能(AI)电脑存储；人工智能(AI)电脑与云数据库取得连接；人工智能(AI)电脑通过运算程序处理，初步判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的前部下方装配的质量块9不断地敲击混凝土表面，敲击发出的回声被装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的机器人足混凝土裂缝检测器7收集存储；装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的行走敲击混凝土裂缝精确定位器将行走时的精确定位数据收集存储；行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器信息数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器信息数据通过无线连接实时传输给人工智能(AI)电脑，人工智能(AI)电脑与云数据库相连接并通过运算处理，将数据信息与存储在人工智能(AI)电脑中的机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型进行对比与判别，来确定混凝土裂缝的具体位置、深度、裂缝程度及裂缝形态；人工智能(AI)电脑与云数据库相结合，通过进一步运算处理，选择并指令相应的多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19开展对混凝土裂缝的修复工作。
本实施例1自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19选择采用激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂；在人工智能(AI)电脑指令下，按照检测确定的具体位置，激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂前端的微型激光加热器22插入混凝土裂缝中，对预先埋入的形状记忆合金进行激光加热，形状记忆合金的温度快速升高，形状记忆合金发生记忆性的热变形，产生修复混凝土裂缝的效果。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2后部装配的足部自发电器8也正在开展自发电工作；本实施例1采用金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器3(见图3)，自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1行走时产生的振动力通过压力杆23带动压力活塞25与导电压板26对金属橡胶块29、压电陶瓷27和金属橡胶板31产生振动作用力；当振动作用力变大时，金属橡胶块29和金属橡胶板31中的螺旋弹簧相互接触，并带有不同程度的滑移现象发生，接触滑移产生摩擦，从而耗散能量，具有了阻尼特性，当振幅继续增大时，金属橡胶块29中的螺旋弹簧相互接触挤压，滑移现象减弱，刚度增大，即出力与变形呈现硬化特性，在金属橡胶块29和金属橡胶板31的内部，金属丝之间的相对滑移形成摩擦，从而消耗大量的振动能量并产生大量热量；因此，金属橡胶块29和金属橡胶板31协同弹簧24，产生金属橡胶与弹簧24的协同阻尼缓冲减振效应；同时，压电陶瓷27受到自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1行走产生的振动力的影响，产生压电发电效应，并将压电发电产生的电能输送给蓄电池40储存备用，蓄电池40将电能传输给人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器20、修复剂工作泵41、传感器37、激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、定位仪38、通讯器件39。
实施例2：自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1
本发明实施例2与实施例1的主要区别：(1)多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19均采用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂，具体采用的工作方法为环境响应高分子自修复法；(2)足部自发电器8采用金属橡胶复合钹鼓型压电发电器4。
本发明实施例2的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的结构示意图见图1；自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的结构示意图见图2；足部自发电器8为金属橡胶复合钹鼓型压电发电器4的结构示意图见图4。
本发明实施例2的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1(见图1)包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2(见图2)、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体5、机器人头6、人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统；人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器7和人工智能(AI)电脑；机器人足混凝土裂缝检测器7装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2上，其由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储机器人行走时的精确定位数据；人工智能(AI)电脑装配在机器人头6上，人工智能(AI)电脑上建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型；人工智能(AI)电脑与云数据库相连接；行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器信息和行走敲击混凝土裂缝精确定位器信息，通过无线连接实时传送给人工智能(AI)电脑。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2(见图2)包括：足部自发电器8、质量块9、足踝关节10、足压力杆11、缓冲块12、足压力块13、足压力板14、足外层15、碳纤维板层16、足后跟垫块17；质量块9装配在机器人足2的足底前端，具有行走敲击混凝土功能；质量块9的上端与足压力板14相连接；足压力块13的上端与足压力板14相连接；足压力板14通过足压力杆11与足踝关节10相连接；足部自发电器8装配在机器人足2的足后跟较下端；足部自发电器8的下端与碳纤维板层16相连接；碳纤维板层16的下端与足后跟垫块17相连接；足部自发电器8的上端通过足压力杆11与足踝关节10相连接；在质量块9与足部自发电器8之间装配机器人足混凝土裂缝检测器7；机器人足混凝土裂缝检测器7的上端与缓冲块12相连接；缓冲块12通过足压力杆11与足踝关节10相连接；自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的外表有足外层15。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的多功能修复混凝土裂缝的手臂包括多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19，多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19均采用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂，具体采用的工作方法为环境响应高分子自修复法，修复剂式修复混凝土裂缝的手臂包括一个或多个中空软管21、修复剂工作器，修复剂工作器与中空软管21连接，修复剂采用的材料包括：无机型修复材料、有机型修复材料、复合型修复材料、水；中空软管21能够根据混凝土所处环境，或混凝土裂缝所处位置及材料组成、裂缝大小、裂缝程度或裂缝性能，在人工智能(AI)电脑的指令下选择采用控制通入不同性能的修复剂材料或物质来进行修复；修复剂工作器包括：修复剂注射工作头、修复剂喷头、混凝土裂缝清洁工作头、混凝土裂缝打磨工作头、混凝土裂缝加热工作头、混凝土裂缝干燥工作头、混凝土裂缝底涂工作头；修复剂工作器在行走敲击混凝土裂缝精确定位器的指引下能够进入混凝土裂缝的需要修复位置，开展多功能修复。
实施例2自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的足部自发电器8采用金属橡胶复合钹鼓型压电发电器4，金属橡胶复合钹鼓型压电发电器4包括：压力杆45、弹簧52、上金属钹片46、上压电陶瓷47、上金属薄片48、金属橡胶环49、下金属薄片50、下压电陶瓷51、下金属钹片53、钹鼓盒54，压力杆45、弹簧52、上金属钹片46、上压电陶瓷47、上金属薄片48、金属橡胶环49、下压电陶瓷51、下金属薄片50、下金属钹片53均装配在钹鼓盒54；弹簧52装配在压力杆45上；压力杆45一端与上金属钹片46顶端相连接；上金属钹片46下端与上压电陶瓷47一端相连接；上压电陶瓷47另一端与上金属薄片48一端相连接；上金属薄片48另一端与金属橡胶环49一端相连接；金属橡胶环49另一端与下金属薄片50相连接；下金属薄片50另一端与下压电陶瓷51一端相连接；下压电陶瓷51另一端与下金属钹片53相连接。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的机器人身体5包括：修复剂容器42、激光器20、蓄电池40、修复剂工作泵41、多功能修复左手臂接口43、多功能修复右手臂接口44；修复剂工作泵41与中空软管21连接，修复剂容器42内放置各种修复剂，机器人身体5的下端与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2相连接；机器人身体5的左端通过多功能修复左手臂接口43与多功能修复混凝土裂缝的左手臂18相连接；机器人身体5的右端通过多功能修复右手臂接口44与多功能修复混凝土裂缝的右手臂19相连接；机器人身体5的上端与机器人头6相连接。
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的机器人头6包括：激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、传感器37、定位仪38、通讯器件39；大数据接收与发射器36与云数据库相连接；定位仪38选用北斗定位仪或GPS定位仪，通讯器件39包括数据信息发送器和数据信息接收器。
人工智能(AI)电脑与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2、多功能修复混凝土裂缝的手臂激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、传感器37、定位仪38、通讯器件39、激光器20、蓄电池40、修复剂工作泵41相连接；蓄电池40与人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器20、修复剂工作器、传感器37、激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、定位仪38、通讯器件39相连接，并提供工作电能。
实施例2自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的工作过程如下：
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统中的人工智能(AI)电脑首先开始做检测与修复混凝土裂缝的前期准备工作，即开始通过收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，然后建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型，并通过无线连接将数据传输给云数据库，为自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1将要开展的工作做好前期准备。
人工智能(AI)电脑指令自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1开始进行对混凝土裂缝进行检测与修复工作，自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1被启动工作程序，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2开始在需要检测的混凝土面进行行走，并开始进行检测混凝土裂缝工作；首先机器人头6上装配的激光扫描仪34或高精度摄像仪35分别对混凝土面进行检测，将检测数据传输给人工智能(AI)电脑存储；人工智能(AI)电脑与云数据库取得连接；人工智能(AI)电脑通过运算程序处理，初步判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2的前部下方装配的质量块9不断地敲击混凝土面，敲击发出的回声被装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的机器人足混凝土裂缝检测器7收集存储；装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2中的行走敲击混凝土裂缝精确定位器将行走时的精确定位数据收集存储；行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器信息数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器信息数据，通过无线连接实时传输给人工智能(AI)电脑，人工智能(AI)电脑与云数据库相连接并通过运算处理，将数据信息与存储在人工智能(AI)电脑中的机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型进行对比与判别，来确定混凝土裂缝的具体位置、深度、裂缝程度及裂缝形态；人工智能(AI)电脑与云数据库相结合，通过进一步运算处理，选择并指令相应的多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19开展对混凝土裂缝的修复工作。
本实施例2自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人1的多功能修复混凝土裂缝的左手臂18和多功能修复混凝土裂缝的右手臂19选择采用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂，具体采用的工作方法为环境响应高分子自修复法，包括：利用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管21将裂缝内输入一定PH值溶液，来调控混凝土中高分子自修复剂的膨胀性能及释水性能，使混凝土中的高吸水树脂愈合裂缝，达到修复混凝土裂缝的效果。
自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2在行走过程中，自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足2后部装配的足部自发电器8也正在开展自发电工作；本实施例2采用金属橡胶复合钹鼓型缓冲减振压电发电器4(见图4)；在行走振动力影响下，压力杆45将振动力传输给上金属钹片46；上金属钹片46将振动力传输给上压电陶瓷47；由于上压电陶瓷47通过上金属薄片48与金属橡胶环49相连接，金属橡胶环49通过下金属薄片50将振动力传输给下压电陶瓷51；因此，金属橡胶环49与弹簧52能够产生缓冲减振协同效应，同时上压电陶瓷47与下压电陶瓷51产生压电发电效应；产生的压电发电效应的电能输送给蓄电池40储存备用，蓄电池40将电能传输给人工智能(AI)电脑、行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器、激光器20、修复剂工作器、传感器37、激光扫描仪34、高精度摄像仪35、大数据接收与发射器36、定位仪38、通讯器件39。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体、机器人头、人工智能机器人行走敲击检测系统；所述人工智能机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器和人工智能电脑；所述机器人头连接在机器人身体的上端，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足连接在机器人身体的下端，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂连接在机器人身体的左端和右端，所述机器人身体包括激光器、修复剂容器和修复剂工作泵，所述修复剂容器内放置各种修复剂，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂包括多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂的数量为一个或多个，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂采用激光式修复混凝土裂缝的手臂或修复剂式修复混凝土裂缝的手臂，所述激光式修复混凝土裂缝的手臂利用激光器激光加热的方式修复混凝土裂缝；所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂包括：中空软管、修复剂工作器；所述中空软管的数量为一个或多个，所述中空软管的一端与修复剂工作泵相连接，所述中空软管的另一端与修复剂工作器相连接；在人工智能电脑的指令下，所述修复剂工作泵选择性地抽取某种性能的修复剂进入相应中空软管，再由修复剂工作器控制注入混凝土裂缝中；所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂采用的工作方法包括：环境响应高分子自修复法、聚脲技术修复法、灌缝胶注射修复法、压力注浆修复法、渗透结晶修复法、表面修复法；所述修复剂采用的材料包括：无机型修复材料、有机型修复材料、复合型修复材料、水；所述多功能修复混凝土裂缝的手臂中的多个中空软管能够根据混凝土所处环境，或混凝土裂缝所处位置及材料组成、裂缝大小、裂缝程度或裂缝性能，在人工智能电脑的指令下选择通入不同性能的修复剂材料来进行修复，所述激光式修复混凝土裂缝的手臂包括激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂，所述激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂包括：光导纤维束、一个或多个中空软管、微型激光加热器；所述光导纤维束装配在中空软管中，其一端连接激光器，其另一端连接微型激光加热器；所述微型激光加热器在人工智能电脑的指令下插入混凝土裂缝中，对预先埋入的纳微胶囊进行激光加热；所述纳微胶囊中装填有修复剂，所述纳微胶囊在激光光热作用下温度升高，所述纳微胶囊受热外壳破裂后释放出修复剂对混凝土裂缝产生修复效果，激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂，所述激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂包括：光导纤维束、一个或多个中空软管、微型激光加热器；所述光导纤维束装配在中空软管中，其一端连接激光器，其另一端连接微型激光加热器；所述微型激光加热器在人工智能电脑的指令下插入混凝土裂缝中，对预先埋入的形状记忆合金进行激光加热，所述形状记忆合金的温度快速升高，所述形状记忆合金发生记忆性的热变形，产生修复混凝土裂缝的效果；所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上，所述人工智能电脑装配在机器人头上；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上装配质量块和足部自发电器，所述机器人身体上装配蓄电池，所述蓄电池与足部自发电器相连接，所述机器人头上装配激光扫描仪，足部自发电器采用金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器或金属橡胶复合钹鼓型压电发电器；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足在需要检测的混凝土表面进行行走时，所述机器人头上装配的激光扫描仪对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能电脑存储，所述人工智能电脑根据检测数据判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝；所述质量块在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中不断敲击混凝土表面，敲击发出的回声被机器人足混凝土裂缝检测器收集存储，所述机器人足混凝土裂缝检测器将回声数据传输给人工智能电脑，所述人工智能电脑根据回声数据判断混凝土裂缝的位置、深度、裂缝程度及裂缝状态，然后所述人工智能电脑控制多功能修复混凝土裂缝的手臂对混凝土裂缝进行修复；所述足部自发电器在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中进行自发电，所述足部自发电器产生的电能输送给蓄电池储存，所述蓄电池给自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人提供工作电能。
2.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在质量块与足部自发电器之间；所述机器人足混凝土裂缝检测器由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储机器人行走时的精确定位数据，所述行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储的数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储的数据通过无线连接实时传送给人工智能电脑。
3.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足还包括：足踝关节、足压力杆、缓冲块、足压力块、足压力板、足外层、碳纤维板层、足后跟垫块；所述足压力板与质量块的上端相连接；所述足压力块的上端与足压力板相连接；所述足压力块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述碳纤维板层与足部自发电器的下端相连接；所述碳纤维板层的下端与足后跟垫块相连接；所述足部自发电器的上端通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块与机器人足混凝土裂缝检测器的上端相连接；所述足外层位于自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的外表。
4.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述金属橡胶复合压杆弹簧型压电发电器包括：压力杆、弹簧、压力活塞、导电压板、压电陶瓷、弹性保护层、金属橡胶块、导电板、金属橡胶板、缸体、垫板；所述弹簧装配在压力杆上；所述压力杆一端连接压力活塞一端；所述压力活塞另一端连接导电压板一端；所述压电陶瓷外层有弹性保护层；所述弹性保护层周边装配有金属橡胶块；所述导电压板另一端连接压电陶瓷一端；所述压电陶瓷另一端与导电板一端连接；所述导电板一端与垫板相连接；所述垫板另一端与金属橡胶块相连接；所述压力活塞将导电压板、压电陶瓷、弹性保护层、导电板、金属橡胶板、垫板封装于缸体内一侧。
5.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述金属橡胶复合钹鼓型压电发电器包括：压力杆、弹簧、上金属钹片、上压电陶瓷、上金属薄片、金属橡胶环、下金属钹片、下压电陶瓷、下金属薄片、钹鼓盒，所述压力杆、弹簧、上金属钹片、上压电陶瓷、上金属薄片、金属橡胶环、下金属钹片、下压电陶瓷、下金属薄片均装配在钹鼓盒；所述弹簧装配在压力杆上；所述压力杆一端与上金属钹片顶端相连接；所述上金属钹片下端与上压电陶瓷一端相连接；所述上压电陶瓷另一端与上金属薄片一端相连接；所述上金属薄片另一端与金属橡胶环一端相连接；所述金属橡胶环另一端与下金属薄片相连接；所述下金属薄片另一端与下压电陶瓷一端相连接；所述下压电陶瓷另一端与下金属钹片相连接。
6.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述机器人头还包括高精度摄像仪，所述高精度摄像仪能在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能电脑存储；所述机器人身体还包括一个或多个多功能修复左手臂接口、一个或多个多功能修复右手臂接口，所述机器人身体的左端通过多功能修复左手臂接口与多功能修复左手臂相连接；所述机器人身体的右端通过多功能修复右手臂接口与多功能修复右手臂相连接；所述多功能机器人的驱动方式包括：电机及机械构件驱动、液压及构件驱动、气动装置及构件驱动、功能材料驱动、电磁力及器件驱动、静电力及器件驱动、磁悬浮力及构件驱动；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的数量为两个、三个、四个或六个。
7.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述环境响应高分子自修复法的工作机理为利用修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管向裂缝内输入修复剂溶液，来调控混凝土中高分子自修复剂的膨胀性能及释水性能，使混凝土中的高吸水树脂愈合裂缝，达到修复混凝土裂缝的效果；所述聚脲技术修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂对混凝土基材进行干燥清洁处理、底涂，以及喷涂，达到修复混凝土裂纹的效果；所述灌缝胶注射修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将高分子聚合物胶液注射入裂缝内对裂缝修复；所述压力注浆修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将修复剂工作泵输送的水泥浆、改性聚合物水泥浆及微膨胀水泥浆压入混凝土裂缝腔内进行修复；所述渗透结晶修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管将活性外加剂或在外部涂敷一层含有活性外加剂土的物质掺入混凝土裂缝中，水通过渗透作用形成不溶性晶体修复裂缝；所述表面修复法的工作机理为通过修复剂式修复混凝土裂缝的手臂的中空软管及修复剂工作器将渗透性良好的修补胶喷在裂缝中，达到修复混凝土裂缝的效果。
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