CN115728321B - 用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备，包括：轨道式支座、冲击检测装置和收集网；轨道式支座包括：可升降钢支架、驱动装置一、钢底座和定滑轮；钢底座可移动地支撑在装配式轨道上，可升降钢支架和驱动装置一固定设置在钢底座上，定滑轮设置在可升降钢支架的伸出端；冲击检测装置包括：钢支架、驱动装置二、纵向运行轨道、横向运行轨道和检测及冲击锤一体化装置；驱动装置二和纵向运行轨道分别固定安装于钢支架，横向运行轨道安装在纵向运行轨道上，检测及冲击锤一体化装置安装于横向运行轨道上；钢丝绳绕过定滑轮将冲击检测装置通过悬吊在轨道式支座下方。本发明装备实现了集检测、清除、收集为一体的功能需求，同时图像传输模块和人机交互模块便于使用者对建筑外墙空鼓程度进行实时判断。

Description

用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备

技术领域

本发明涉及的是建筑物检测设备技术领域，尤其涉及一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备及其使用方法，具体涉及一种(超)高层建筑外墙面层空鼓检测、清除并收集的一体化装置与方法。

背景技术

建筑外墙面层(包括面砖饰面层、保温层、抹灰层等位于建筑外墙主体室外侧的构造层，以下统称面层)因施工质量、材料质量、气候条件、生物侵蚀等原因，在使用过程中会出现空鼓、开裂等现象，有可能发生高空坠物导致人员或者财产损失，所以应及时进行建筑外墙面层空鼓程度进行检测并对严重空鼓面层进行清除清理保障人员及财产安全。

本申请发明人在研究中发现：在现有的装置中，中低层建筑物外墙面层空鼓检测常用到无人机，但面对高层、超高层建筑物时，无人机的应用就受到了高度的限制，并且无人机无法对严重空鼓的面层进行清除和收集，不仅如此，目前外墙面层空鼓检测装置常常只有检测功能，缺少检测、清除空鼓面层并收集掉落的面层碎片等功能一体化的装置。

发明内容

为解决上述技术问题，发明提供一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备及其使用方法，适用于当建筑物外墙面窗户较少，窗户面积较小时使用，检测及冲击锤一体化装置能从屋顶出发到达无人机所达不到的建筑高度。同时，检测及冲击锤一体化装置的红外热成像仪、可见光摄像头以及可切换式冲击锤配合设置于装置运行支架的收集网可以实现建筑外墙面空鼓的检测、清除、收集为一体的功能要求。本申请的提出的技术方案如下：

一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备，包括：

轨道式支座、冲击检测装置和收集网，轨道式支座用于将冲击检测装置运送至待检测位置；

所述轨道式支座包括：可升降钢支架、驱动装置一、钢底座和定滑轮；所述钢底座可移动地支撑在装配式轨道上，所述可升降钢支架和驱动装置一固定设置在钢底座上，定滑轮设置在所述可升降钢支架的伸出端；

所述冲击检测装置包括：钢支架、驱动装置二、纵向运行轨道、横向运行轨道和检测及冲击锤一体化装置；驱动装置二和纵向运行轨道分别固定安装于钢支架，横向运行轨道安装在纵向运行轨道上，检测及冲击锤一体化装置安装于横向运行轨道上；

收集网吊挂在所述冲击检测装置上；

钢丝绳绕过定滑轮将所述冲击检测装置悬吊在所述轨道式支座下方。

进一步地，还包括钢丝绳插入提升机，所述钢丝绳插入提升机固定在钢支架上，钢丝绳伸入所述钢丝绳插入提升机并固定。

进一步地，还包括遥控模块，多个所述遥控模块分别与纵向运行轨道、横向运行轨道和钢丝绳插入提升机通信连接。

进一步地，所述检测及冲击锤一体化装置包括：钢制支架，可见光摄像机，红外热成像仪，可切换式冲击锤和图像传输模块一，所述可见光摄像头、红外热成像仪、可切换式冲击锤均固定安装于钢制支架，所述可见光摄像头、红外热成像仪分别与图像传输模块一通信连接。

进一步地，所述可切换式冲击锤包含：冲击锤锤头、弹簧及电动活塞，所述冲击锤锤头包括大小不同的两个，分别适合于面层空鼓面积较大和较小的情况，弹簧置于冲击锤锤头后端，所述电动活塞与遥控模块通信连接，可遥控切换冲击锤锤头。

进一步地，还包括：人机交互模块，所述人机交互模块包括图像传输模块二，显示器，遥控信号处理器和无线传输模块；所述图像传输模块一将图像无线传输到图像传输模块二并呈现在显示器上，遥控信号处理器用于将编码指令通过无线传输模块传输至遥控模块从而进行控制操作。

进一步地，所述收集网一端安装于横向运行轨道，另一端固定于钢支架的下横杆。

进一步地，所述轨道式支座还包括：固定安装于钢底座底部的遥控式升降支撑和遥控式万向轮，所述遥控式升降支撑和所述遥控式万向轮均与驱动装置一电连接，每一个遥控式升降支撑、遥控式万向轮均与遥控模块通信连接。

进一步地，还包括安全锁和弹簧橡胶支座；所述钢丝绳穿过所述安全锁后固定在所述钢丝绳插入提升机内；所述弹簧橡胶支座安装在钢支架的四角。

另一方面，本申请还保护根据前述所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，包括如下步骤：

S1:根据屋面长度在屋顶铺设装配式轨道，相邻两节轨道通过螺栓及连接片连接，轨道式支座置于装配式轨道上，将钢丝绳绕过轨道式支座的定滑轮安装于装钢丝绳插入提升机内；

S2：操控轨道式支座水平移动，通过钢丝绳插入提升机释放钢丝绳将所述冲击检测装置从屋顶出发下降至目标区域而后固定住钢丝绳，检测设备停止移动；

S3：操控横向运行轨道、纵向运行轨道将检测及冲击锤一体化装置移动至目标检测点；

S4：遥控打开可见光摄像头、红外热成像仪对外墙面实时拍摄并通过图像传输模块一将图像呈现在人机交互模块的显示器上，检测人员对空鼓程度以及空鼓范围进行判断，根据外墙面层材质、空鼓面积大小选择合适的冲击锤头，开启电动活塞即可操控冲击锤对空鼓面层进行冲击清除；

S5:操控横向运行轨道、纵向运行轨道将检测及冲击锤一体化装置移动至下一检测点，当该区域全部检测完毕后，检测人员再次操控轨道式支座、钢丝绳插入提升机将所述冲击检测装置移至下一区域。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

当检测对象为(超)高层建筑物外墙面时，本申请所述的装配式轨道、轨道式支座以及装置运行支架使得设备可以达到无人机达不到的建筑高度，并且能够适应于当建筑物外墙面窗户较少，窗户面积较小的情形，设备检测装置于建筑外墙面呈S型运行，检测范围更广，运行时间更久，使用者可远程遥控整个设备。

本发明所述外墙面空鼓红外检测及清除冲击锤一体化装置配合安装于装置运行支架的收集网实现了集检测、清除、收集为一体的功能需求，同时所述图像传输模块和人机交互模块便于使用者对建筑外墙空鼓程度进行实时判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型的侧视图；

图2是本发明中所述装配式轨道使用状态图；

图3是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型的装置运行支架使用状态分解图；

图4是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型的立体图；

图5是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型的正视图；

图6是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型的后视图；

图7是发明中检测及冲击锤一体化装置的立体图；

图8时本发明中冲击锤内部构造图；

图9是本发明中人机交互模块立体图；

图10是本发明中人机交互模块结构图；

图11是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型一种实施方式的结构示意立体图。

图12是本发明中用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型一种实施方式的结构示意正视图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：1、装配式轨道，2、可升降钢支架，3、遥控式升降支撑，4、遥控式万向轮，5、驱动装置一，6、配重，7、扶手，8、钢底座，9、定滑轮，10、钢丝绳，11、钢支架、12、安全锁，13、横向运行轨道，14、纵向运行轨道，15、收集网，16、弹簧橡胶支座，17、驱动装置二，18、钢丝绳插入提升机，19、检测及冲击锤一体化装置，20、钢制支架，21、可见光摄像头，22、红外热成像仪，23、可切换式冲击锤，24、冲击锤锤头，25、弹簧，26、电动活塞，27、图像传输模块一，28、遥控模块，29、图像传输模块二，30、显示器，31、键盘，32、遥控信号处理器，33、无线传输模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1-2所示，一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备，为区别于与本申请同系列的装备，特命名为一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备Ⅰ型，包括：

轨道式支座、冲击检测装置和收集网15，轨道式支座用于将冲击检测装置运送至待检测位置；

所述轨道式支座包括：可升降钢支架2、驱动装置一5、钢底座8和定滑轮9；所述钢底座8可移动地支撑在装配式轨道1上，所述可升降钢支架2和驱动装置一5固定设置在钢底座8上，定滑轮9设置在所述可升降钢支架2的伸出端；

所述冲击检测装置包括：钢支架11、驱动装置二17、纵向运行轨道14、横向运行轨道13和检测及冲击锤一体化装置19；驱动装置二17和纵向运行轨道14分别固定安装于钢支架11，横向运行轨道13安装在纵向运行轨道14上，检测及冲击锤一体化装置19安装于横向运行轨道13上；

收集网15吊挂在所述冲击检测装置上；

钢丝绳10绕过定滑轮9将所述冲击检测装置通过悬吊在所述轨道式支座下方。

轨道式支座包括装配式轨道1、可升降钢支架2、遥控式升降支撑3、遥控式万向轮4、驱动装置一5、配重6、扶手7、钢底座8、定滑轮9、遥控模块28。装配式轨道1相邻两节轨道之间通过螺栓及连接片连接。可升降钢支架2、遥控式升降支撑3、遥控式万向轮4、驱动装置一5、扶手7安装于钢底座8。遥控式升降支撑3、遥控式万向轮4与驱动装置一5相连，定滑轮9安装于可升降钢支架2端部，每一个遥控式升降支撑3、遥控式万向轮4均安装有遥控模块28并与之相连。遥控模块28与人机交互模块进行无线通讯，配重6穿过可升降钢支架2的钢管放置。

在本申请的实施例中，还包括固定在钢底座8的配重6和扶手7。

在本申请的一个实施例中，如图3，仅将收集网15分离开可以看到，装置运行支架Ⅰ型包括遥控模块28，弹簧橡胶支座16，收集网15，钢丝绳10、钢支架11、驱动装置二17、纵向运行轨道14、横向运行轨道13、安全锁12、钢丝绳插入提升机18。驱动装置二17、纵向运行轨道14、安全锁12、弹簧橡胶支座16以及钢丝绳插入提升机18直接安装于钢支架11，横向运行轨道13通过螺栓安装于两条纵向运行轨道14，将检测及冲击锤一体化装置19通过螺栓安装于横向运行轨道13，收集网15包括帆布网以及三个橡胶片，帆布网一端安装于横向运行轨道一端固定于钢支架下横杆，其中，两个橡胶片安装于帆布网两侧，第三个橡胶片下端固定于钢支架下横杆，两侧与另外两个橡胶片相连，纵向运行轨道14、横向运行轨道13、安全锁12、钢丝绳插入提升机18均安装有遥控模块28并分别与其相连，此外由于检测及冲击锤一体化装置19冲击面层时会产生后坐力，为避免钢支架11因后坐力对建筑物外墙面层产生破坏，安装在钢支架11四角的弹簧橡胶支座16能有效缓冲钢支架11复位时产生的冲击力。

如附图7，检测及冲击锤一体化装置包括钢制支架20，可见光摄像机21，红外热成像仪22，可切换式冲击锤23，图像传输模块一27，遥控模块28。可见光摄像头21，红外热成像仪22，可切换式冲击锤23安装于钢制支架20，可见光摄像头21、红外热成像仪22分别与图像传输模块一27相连，图像传输模块一27安装于可见光摄像头21、红外热成像仪22背离镜头一面，可切换式冲击锤23内部装有遥控模块28并与之相连。

如附图8，可切换式冲击锤包含两个不同种类的冲击锤锤头24，一个冲击锤锤头较大，适合于面层空鼓面积较大的情况，另一个冲击锤头较小，适合于面层空鼓面积较小的情况，每个冲击锤均装有弹簧以及遥控模块，电动活塞26装有遥控模块28，检测人员可遥控切换冲击锤，此时选择的锤头会与电动活塞相对，启动电动活塞即可击打出冲击锤。

如附图9-10，人机交互模块由图像传输模块二29，显示器30，键盘31，遥控信号处理器32，无线传输模块33组成。安装于可见光摄像头21以及红外热成像仪22的图像传输模块一27将二者拍摄图像无线传输到人机交互模块中的图像传输模块二29然后呈现在显示器上，人机交互模块发出检测的遥控指令是指检测人员由人机交互模块上设置的键盘输入检测指令传输至所述地面人机交互模块上设置的遥控信号处理器32进行编码，再传输至所述人机交互模块上设置的无线传输模块33，无线传输至遥控模块28从而控制设备运行。

遥控模块28代表本发明所有安装的遥控模块，检测人员可通过人机交互模块发出不同的指令控制安装于不同位置的遥控模块。

实施例

如附图11-12，本发明实施例提供了一种建筑物外墙空鼓检测方法，包括如下步骤：

安装：安装各个部件，将检测及冲击锤一体化装置安装于装置运行支架的横向运行轨道，将装置运行支架安装于多功能轨道式支座。

检测：控制轨道式支座、钢丝绳升降、横向运行轨道、纵向运行轨道将检测及冲击锤一体化装置移动至目标检测点。检测及冲击锤一体化装置到达检测点后，开启可见光摄像头、红外热成像仪对面层进行拍摄，图像经图像传输模块与无线通讯呈现在人机交互模块的显示器上。

判断：对拍摄图像进行分析，以判断检测点区域是否存在空鼓

清除和收集；当发现面层空鼓后，根据面层种类、空鼓程度选择合适的冲击锤锤头进行清除，面层碎片会掉落至收集网中，在检测完成后即可回收设备并将收集网中的破碎面层倒入垃圾箱。

如图11和图12，当建筑外墙窗户较少，窗户面积较小时，适用本申请的装置，此时需将轨道式支座置于屋顶，根据屋面长度铺设装配式轨道1，相邻两节轨道通过螺栓及连接片连接，轨道式支座置于装配式轨道1，安装其余各个部件，将钢丝绳绕10过轨道式支座的定滑轮9，钢丝绳10一头穿过安全锁12，另一头安装于钢丝绳插入提升机18，整体设备便安装完毕，检测人员操控轨道式支座、钢丝绳插入提升机18释放钢丝绳10将检测设备从屋顶出发下降至目标区域而后安全锁固定住钢丝绳10，检测设备停止移动，检测人员操控横向运行轨道13、纵向运行轨道14将检测及冲击锤一体化装置19移动至目标检测点，打开可见光摄像头21、红外热成像仪22对外墙面实时拍摄并通过图像传输模块一27与无线通讯将图像呈现在人机交互模块的显示器30上，检测人员对空鼓程度以及空鼓范围进行判断，根据外墙面层材质、空鼓面积大小选择合适的冲击锤头24，并将所需冲击锤切换至中央，开启电动活塞26即可操控冲击锤对空鼓面层进行冲击清除，由于检测及冲击锤一体化装置19冲击面层时会产生后坐力，为避免钢支架11因后坐力对面层产生清除，安装在钢支架11四角的弹簧橡胶支座16能有效缓冲钢支架11复位时产生的冲击力。此时，面层碎片会掉落至收集网15，然后检测人员操控横向运行轨道13、纵向运行轨道14将检测及冲击锤一体化装置19移动至下一检测点，当该区域全部检测完毕后，检测人员再次操控轨道式支座、钢丝绳提升机将检测设备移至下一区域。

检测结束后回收设备并将收集网中的破碎面层倒入垃圾箱。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，所述智能化检测和排险装备包括：

轨道式支座、冲击检测装置和收集网（15），轨道式支座用于将冲击检测装置运送至待检测位置；

所述轨道式支座包括：可升降钢支架（2）、驱动装置一（5）、钢底座（8）和定滑轮（9）；所述钢底座（8）可移动地支撑在装配式轨道（1）上，所述可升降钢支架（2）和驱动装置一（5）固定设置在钢底座（8）上，定滑轮（9）设置在所述可升降钢支架（2）的伸出端；

所述冲击检测装置包括：钢支架（11）、驱动装置二（17）、纵向运行轨道（14）、横向运行轨道（13）和检测及冲击锤一体化装置（19）；驱动装置二（17）和纵向运行轨道（14）分别固定安装于钢支架（11），横向运行轨道（13）安装在纵向运行轨道（14）上，检测及冲击锤一体化装置（19）安装于横向运行轨道（13）上；

收集网（15）吊挂在所述冲击检测装置上；

钢丝绳（10）绕过定滑轮（9）将所述冲击检测装置悬吊在所述轨道式支座下方；

所述检测及冲击锤一体化装置（19）包括：钢制支架（20），可见光摄像头（21），红外热成像仪（22），可切换式冲击锤（23）和图像传输模块一（27），所述可见光摄像头（21）、红外热成像仪（22）、可切换式冲击锤（23）均固定安装于钢制支架（20），所述可见光摄像头（21）、红外热成像仪（22）分别与图像传输模块一（27）通信连接；

还包括：人机交互模块，所述人机交互模块包括图像传输模块二（29），显示器（30），遥控信号处理器（32）和无线传输模块（33）；所述图像传输模块一（27）将图像无线传输到图像传输模块二（29）并呈现在显示器（30）上，遥控信号处理器（32）用于将编码指令通过无线传输模块（33）传输至遥控模块（28）从而进行控制操作；

所述使用方法包括如下步骤：

S1:根据屋面长度在屋顶铺设装配式轨道（1），相邻两节轨道通过螺栓及连接片连接，轨道式支座置于装配式轨道（1）上，将钢丝绳（10）绕过轨道式支座的定滑轮（9）安装于装钢丝绳插入提升机（18）内；

S2：操控轨道式支座水平移动，通过钢丝绳插入提升机（18）释放钢丝绳（10）将所述冲击检测装置从屋顶出发下降至目标区域而后固定住钢丝绳（10），检测设备停止移动；

S3：操控横向运行轨道（13）、纵向运行轨道（14）将检测及冲击锤一体化装置（19）移动至目标检测点；

S4：遥控打开可见光摄像头（21）、红外热成像仪（22）对外墙面实时拍摄并通过图像传输模块一（27）将图像呈现在人机交互模块的显示器（30）上，检测人员对空鼓程度以及空鼓范围进行判断，根据外墙面层材质、空鼓面积大小选择合适的冲击锤锤头（24），开启电动活塞（26）即可操控冲击锤对空鼓面层进行冲击清除；

S5:操控横向运行轨道（13）、纵向运行轨道（14）将检测及冲击锤一体化装置（19）移动至下一检测点，当该区域全部检测完毕后，检测人员再次操控轨道式支座、钢丝绳插入提升机（18）将所述冲击检测装置移至下一区域。

2.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，还包括钢丝绳插入提升机（18），所述钢丝绳插入提升机（18）固定在钢支架（11）上，钢丝绳（10）伸入所述钢丝绳插入提升机（18）并固定。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，还包括遥控模块（28），多个所述遥控模块（28）分别与纵向运行轨道（14）、横向运行轨道（13）和钢丝绳插入提升机（18）通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，所述可切换式冲击锤（23）包含：冲击锤锤头（24）、弹簧（25）及电动活塞（26），所述冲击锤锤头（24）包括大小不同的两个，分别适合于面层空鼓面积较大和较小的情况，弹簧（25）置于冲击锤锤头（24）后端，所述电动活塞（26）与遥控模块（28）通信连接，可遥控切换冲击锤锤头（24）。

5.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，所述收集网（15）一端安装于横向运行轨道（13），另一端固定于钢支架（11）的下横杆。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，所述轨道式支座还包括：固定安装于钢底座（8）底部的遥控式升降支撑（3）和遥控式万向轮（4），所述遥控式升降支撑（3）和所述遥控式万向轮（4）均与驱动装置一（5）电连接，每一个遥控式升降支撑（3）、遥控式万向轮（4）均与遥控模块（28）通信连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于高层建筑外墙面层缺陷的智能化检测和排险装备的使用方法，其特征在于，还包括安全锁（12）和弹簧橡胶支座（16）；所述钢丝绳（10）穿过所述安全锁（12）后固定在所述钢丝绳插入提升机（18）内；所述弹簧橡胶支座（16）安装在钢支架（11）的四角。