CN110865128A - 一种自动爬墙式外墙检测系统及其检测方法 - Google Patents

一种自动爬墙式外墙检测系统及其检测方法 Download PDF

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李勇生
蒋利学
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Abstract

本发明涉及一种自动爬墙式外墙检测系统，沿屋顶边缘固定设置屋顶轨道，屋顶轨道上设置可沿其滑动的屋顶滑车，地面滑车与屋顶滑车之间通过柔性连接部件连接；所述柔性连接部件上设置可沿其上下移动的爬墙机器人，所述爬墙机器人向墙面伸出伸缩机械手臂，伸缩机械手臂前端设有局部检测设备。本发明可以通过行走布置实现建筑物外墙的全面覆盖，安全可靠；并可选择搭载超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器等局部检测设备实现外墙外保温系统或外墙面砖系统内部缺陷的大面积快速自动巡检。

Description

一种自动爬墙式外墙检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测外墙缺陷的外墙检测装置，具体来说，是一种自动爬墙式外墙检测系统。
背景技术
我国有5大气候区，外墙饰面和外墙外保温材料和系统多种多样，如保温板材类、保温砂浆类、现场喷涂类等。我国目前外保温产品质量及施工质量的控制不足，产品耐久性差、施工质量控制管理难度大、保温层质保期过后的维修问题存在很多。此外，建筑物结构形式、气候条件、系统材料等其他各方面原因，外墙系统空鼓、开裂、脱落等事故多有发生。外墙系统脱落事故已造成人员伤亡、经济损失，社会影响恶劣。因此，对外墙的粘结质量及安全性进行检测评估、安全整治、防脱落等具有非常现实的意义。
目前的外墙检测评估技术整体较为缺乏，未成体系。现场检测主要采用《建筑围护结构节能现场检测技术规程》(DG/TJ 08-2038-2008)对外墙性能进行检测，包括红外热成像法测量热工缺陷、钻心取样法测试保温层厚度等。对于外墙外保温系统的内部完损情况，现场多采用红外热成像法和敲击法。其中红外热成像法只适用于大尺寸缺陷的检测；敲击法、超声法、雷达扫描法等局部检测方法判断结果较准，但该方法一次仅能检测一点，对于大面积的外墙，检测效率较低。
随着外墙脱落事故的不断发生，迫切需要一种外墙自动巡检系统能够辅助局部检测设备实现外墙安全性快速检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动爬墙式外墙检测系统，可以通过行走布置实现建筑物外墙的全面覆盖，安全可靠；并可选择搭载超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器等局部检测设备实现外墙外保温系统或外墙面砖系统内部缺陷的大面积快速自动巡检。
本发明采取以下技术方案：
一种自动爬墙式外墙检测系统，沿屋顶边缘固定设置屋顶轨道1，屋顶轨道1上设置可沿其滑动的屋顶滑车2；所述柔性连接部件上设置可沿其上下移动的爬墙机器人4，所述爬墙机器人4向墙面伸出伸缩机械手臂7，伸缩机械手臂7前端设有局部检测设备8。
优选的，地面滑车6与屋顶滑车2之间通过柔性连接部件连接。
进一步的，还包括沿底部地面固定设置地面轨道5，地面轨道5上设置可沿其滑动的地面滑车6。
优选的，所述柔性连接部件的自重足以对其底部进行固定和定位。
优选的，所述地面滑车6为无轨道的滚轮小车，并且其上通过底部重物12或底部真空吸力固定系统将柔性连接部件固定和定位。
优选的，爬墙机器人4同时还向墙面伸出辅助伸缩机械手臂9，辅助伸缩机械手臂9前端设有用于与墙面吸附固定的真空吸力装置10。
优选的，所述柔性连接部件采用绳索。
优选的，所述局部检测设备8为超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器中的一种或几种。
进一步的，所述绳索是齿形带、齿条中的一种或几种，并可由屋顶滑车自动收放。
优选的，所述屋顶轨道1与屋顶边缘临时固定，采用可拆卸的固定元件进行固定。
一种自动爬墙式外墙检测方法，采用上述的自动爬墙式外墙检测系统进行外墙检测，并采取以下步骤：
S1：调整屋顶轨道1和地面轨道5的长度至检测长度，使用固定元件进行临时固定；
S2：安装自动爬墙式外墙检测系统：将屋顶滑车2和地面滑车6分别安装在屋顶轨道1和地面轨道5上，使其可沿各自的轨道滑动；采用绳索3连接屋顶滑车2、爬墙机器人4和地面滑车6，其中爬墙机器人4可沿绳索3上下爬行，伸缩机械手臂7面向外墙一侧；将检测设备8安装在伸缩机械手臂7上；
S3：控制屋顶滑车2和地面滑车6，滑动到预定位置，控制爬墙机器人4沿绳索3爬行至预定位置，开始检测：控制伸缩机械手臂7使检测设备8伸至距外墙面预定位置，进行单点检测或连续扫描检测；
S4：扫描完成后拆卸系统。
进一步的，步骤S2中，如进行单点检测，在检测完成后，控制爬墙机器人4爬行至下一点继续检测；如进行连续扫描检测，设置爬墙机器人4沿绳索按照预设速度自动爬行进行扫描。
本发明的有益效果在于：
1)提供了一种自动爬墙式外墙检测系统，该系统可以沿外墙表面水平和垂直方向灵活移动，可以通过行走布置实现建筑物外墙的全面覆盖，安全可靠；
2)伸缩机械手臂可根据需要搭载多种可选的检测设备，包括超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器等，实现对外墙外保温系统或外墙饰面砖系统内部缺陷的大面积快速自动巡检。
3)适用范围广，可全面、精确解决大范围建筑物外墙缺陷的检测和定位。
附图说明
图1是本发明自动爬墙式外墙检测系统与建筑物外墙安装固定后的示意图。
图2是爬墙机器人的结构示意图。
图3是实施例一中，底部带轮小车的结构示意图。
图4是实施例二中，底部真空吸力固定系统的示意图。
图5是实施例三中，底部重物的示意图。
图6是实施例四中，利用绳索自重进行底部定位的示意图。
图中，1.屋顶轨道，2.屋顶滑车，3.绳索，4.爬墙机器人，5.地面轨道，6.地面滑车，7.伸缩机械手臂，8.局部检测设备，9.辅助伸缩手臂，10.真空吸力装置，11.底部带轮小车，12.底部重物，13.待检测外墙面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1，一种自动爬墙式外墙检测系统，包括屋顶轨道1、屋顶滑车2、绳索3、爬墙机器人4、地面轨道5以及地面滑车6。
其中爬墙机器人4如图2所示，包括面对外墙一侧的伸缩机械手臂7，机械手臂前端有固定装置可安装多种检测设备8，包括超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器等。用于连接屋顶与地面轨道并用于攀爬的绳索3可以变换为齿形带、齿条等形式。为保证爬墙机器人能够在墙面任意位置稳定工作，屋顶和地面的滑轨1、5需进行临时固定，滑轨需设置固定元件；可以设置真空吸力系统将其固定于墙面工作位置，如图2所示，真空吸力系统包括面对外墙一侧有辅助伸缩机械手臂9，前端有真空吸力装置10，如吸盘等。需要说明的是，爬墙机器人4沿着绳索3进行上下移动，可以通过对伸缩3的与爬墙机器人4具体结构的选择设计进行功能的实现，如导轮形式等，这部分结构和实现方式属于现有技术，本实施例不进行赘述。
在此实施例中，可以采用地面轨道5，也可由不采用地面轨道，直接采用底部带轮小车，如图3所示。
结合图1-3，使用该系统进行外墙检测时，采取以下步骤：
步骤S1：调整屋顶轨道1和地面轨道5的长度至检测长度，使用固定元件进行临时固定；
步骤S2：安装自动爬墙式外墙检测系统：将屋顶滑车2和地面滑车6分别安装在屋顶轨道1和地面轨道5上，使其可沿各自的轨道滑动；采用绳索3连接屋顶滑车2、爬墙机器人4和地面滑车6，其中爬墙机器人4可沿绳索3上下爬行，伸缩机械手臂7面向外墙一侧；将检测设备8，如超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器等，安装在伸缩机械手臂7上。
步骤S3：控制屋顶滑车2和地面滑车6，滑动到预定位置，控制爬墙机器人4沿绳索3爬行至预定位置，开始检测：控制伸缩机械手臂7使检测设备8伸至距外墙面预定位置，进行单点检测或连续扫描检测；如进行单点检测，在检测完成后，可控制爬墙机器人4爬行至下一点继续检测；如进行连续扫描检测，可设置爬墙机器人4沿绳索按照预设速度自动爬行进行扫描。
步骤S4：扫描完成后拆卸系统。
实施例二：
与实施例一不同之处在于，参见图4，采用底部真空吸力固定系统对绳索3进行底部固定和定位。其余同实施例一。
实施例三：
与实施例一不同之处在于，参见图5，采用底部重物12对伸缩3的底部进行固定和定位。其余同实施例一。
以上实施例是本发明的可选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
实施例四：
与实施例一不同的是，参见图6，利用绳索自身的重力，实现底部进行固定和定位。其余同实施例一。

Claims (12)

1.一种自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：
沿屋顶边缘固定设置屋顶轨道(1)，屋顶轨道(1)上设置可沿其滑动的屋顶滑车(2)；
所述柔性连接部件上设置可沿其上下移动的爬墙机器人(4)，所述爬墙机器人(4)向墙面伸出伸缩机械手臂(7)，伸缩机械手臂(7)前端设有局部检测设备(8)。
2.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：地面滑车(6)与屋顶滑车(2)之间通过柔性连接部件连接。
3.如权利要求2所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：还包括沿底部地面固定设置地面轨道(5)，地面轨道(5)上设置可沿其滑动的地面滑车(6)。
4.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述柔性连接部件的自重足以对其底部进行固定和定位。
5.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述地面滑车(6)为无轨道的滚轮小车，并且其上通过底部重物(12)或底部真空吸力固定系统将柔性连接部件固定和定位。
6.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：爬墙机器人(4)同时还向墙面伸出辅助伸缩机械手臂(9)，辅助伸缩机械手臂(9)前端设有用于与墙面吸附固定的真空吸力装置(10)。
7.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述柔性连接部件采用绳索。
8.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述局部检测设备(8)为超声检测仪器、雷达检测仪器、敲击力锤、声音采集仪器中的一种或几种。
9.如权利要求6所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述绳索是齿形带、齿条中的一种或几种，并可由屋顶滑车自动收放。
10.如权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统，其特征在于：所述屋顶轨道(1)与屋顶边缘临时固定，采用可拆卸的固定元件进行固定。
11.一种自动爬墙式外墙检测方法，其特征在于：采用权利要求1所述的自动爬墙式外墙检测系统进行外墙检测，并采取以下步骤：
S1：调整屋顶轨道(1)和地面轨道(5)的长度至检测长度，使用固定元件进行临时固定；
S2：安装自动爬墙式外墙检测系统：将屋顶滑车(2)和地面滑车(6)分别安装在屋顶轨道(1)和地面轨道(5)上，使其可沿各自的轨道滑动；采用绳索(3)连接屋顶滑车(2)、爬墙机器人(4)和地面滑车(6)，其中爬墙机器人(4)可沿绳索(3)上下爬行，伸缩机械手臂(7)面向外墙一侧；将检测设备(8)安装在伸缩机械手臂(7)上；
S3：控制屋顶滑车(2)和地面滑车(6)，滑动到预定位置，控制爬墙机器人(4)沿绳索(3)爬行至预定位置，开始检测：控制伸缩机械手臂(7)使检测设备(8)伸至距外墙面预定位置，进行单点检测或连续扫描检测；
S4：扫描完成后拆卸系统。
12.如权利要求9所述的自动爬墙式外墙检测方法，其特征在于：步骤S2中，如进行单点检测，在检测完成后，控制爬墙机器人(4)爬行至下一点继续检测；如进行连续扫描检测，设置爬墙机器人(4)沿绳索按照预设速度自动爬行进行扫描。
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