CN207937372U - 一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人，为了实现对混凝土整个表面的自动化连续测量，提供了一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，包括支架、伸缩装置、搭载装置和控制装置，支架为框架结构，支架底部设有行走轮，行走轮外接驱动电机，伸缩装置和搭载装置竖向安装于支架内，搭载装置与伸缩装置连接并随伸缩装置沿竖向平移运动，搭载装置、伸缩装置和行走轮驱动电机分别与控制装置连接。搭载装置上安装具体的拍摄相机、传感器和光源等。本实用新型机器人是通过支架实现机器人的水平方向移动，伸缩装置实现搭载装置的竖向升降运动，拍摄装置或传感器等安装于搭载装置上并随链条旋转拍摄检测，实现了室内钢筋混凝土表面的全方位、连续、自动检测。

Description

一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人。

背景技术

钢筋混凝土表面开裂是当今建筑工程中常见的质量问题，引起开裂的原因主要是施工养护不当、质量控制不严等。这些裂缝不仅影响建筑物的美观，而且破坏了结构的整体性、降低了结构刚度，大大缩短了房屋结构的耐久性。通过精确及时地检测钢筋混凝土结构表面的裂缝，进而采取防范措施，能够避免裂缝对房屋结构产生大规模的破坏。

目前在现场比较普遍的是用人工检测室内钢筋混凝土表面裂缝，但工作强度太大。随着科学技术的发展，有发明提出使用自动检测装置。在实用新型专利CN206146849U中提出了一种便携式混凝土表面裂缝检测装置，通过人工操作手持式推拉杆进而移动金属外壳上的成像仪探头进行某个位置的裂缝检测，虽然搭载了新型的高精度光学测量设备，但是还得依靠人工操作，不能实现全程自动检测；而且对于整个检测平面，人为因素大，不能保证连续紧凑的全面检测；工程检测量大，耗费人力太大。

发明内容

本实用新型为了实现对混凝土整个表面的自动化连续测量，提供了一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，包括支架、伸缩装置、搭载装置和控制装置，支架为框架结构，支架底部设有行走轮，行走轮外接驱动电机，伸缩装置和搭载装置竖向安装于支架内，搭载装置与伸缩装置连接并随伸缩装置沿竖向平移运动，搭载装置、伸缩装置和行走轮驱动电机分别与控制装置连接。搭载装置上安装具体的拍摄相机、传感器和光源等。

所述伸缩装置包括伸缩杆、导轨、齿轮齿条装置和电机一，电机一与控制装置连接，导轨为一侧开口的空心柱体导轨，导轨以开口侧朝向支架中心竖向安装于支架内侧面，伸缩杆为板状、平行安装于空心柱体导轨内，伸缩杆与空心柱体导轨的内壁之间设有滚动轴承，伸缩杆能随滚动轴承相对导轨自由移动，伸缩杆朝向导轨开口侧的一面设有齿条，齿条啮合齿轮构成齿轮齿条装置，电机一驱动连接齿轮；所述搭载装置与伸缩杆连接并随伸缩杆沿竖向升降。

所述搭载装置包括齿轮链条装置、电机二和安装底座，电机二与控制装置连接，齿轮链条装置由链条、从动轮和主动轮连接组成，主动轮与电机二连接，从动轮与伸缩装置的伸缩杆顶端连接，安装底座与链条连接并随链条360°自由旋转。

所述控制装置包括控制器和存储器，行走轮驱动电机、电机一和电机二分别与控制器连接，控制器可采用现有的单片机或PLC控制器等。

本实用新型机器人是通过支架实现整个机器人的水平方向移动，伸缩装置实现搭载装置的竖向升降运动，具体的拍摄装置或传感器等安装于搭载装置上并随链条在竖向平面内旋转拍摄检测，进而实现对室内钢筋混凝土表面的全方位、连续、自动检测，可有效保证测量的连续性和全面性，检测结果更准确，同时，该机器人是通过电机驱动实现水平方向、竖向高度方向和周向的运动，相比人工操作，测量效率更高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为伸缩装置的结构示意图；

图3为伸缩装置和搭载装置的连接示意图；

图中：1-支架、2-行走轮、3-滚动轴承、4-伸缩杆、5-齿条、6-导轨、7-齿轮、8-电机一、9-控制器、10-平台、11-电机二、12-安装底座、13-链条、14-从动轮、15-主动轮。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人由支架、伸缩装置、搭载装置、控制装置构成。

支架为框架结构，由四根竖直杆、八根水平杆构成，支架底部布置有四个行走轮，行走轮外接驱动电机，进行前进、后退的控制。

伸缩装置和搭载装置竖向安装于支架内并与控制装置连接，搭载装置与伸缩装置连接并随伸缩装置沿竖向平移运动，搭载装置、伸缩装置和行走轮驱动电机分别与控制装置连接。

伸缩装置包括伸缩杆、导轨、齿轮齿条装置和电机一，电机一与控制装置连接，导轨为一侧开口的空心柱体导轨，导轨以开口侧朝向支架中心竖向安装于支架内侧面，伸缩杆为板状、平行安装于空心柱体导轨内，伸缩杆朝向导轨开口侧的一面设有齿条，伸缩杆的其他三个方向均布置有滚动轴承，即伸缩杆可以在导轨内部自由上下运动；伸缩杆在未伸长前，其长度略长于导轨长度，齿条的长度与导轨的长度相同，伸缩杆顶部高于导轨的一段长度不设置齿条，以便与搭载装置相连，实现搭载装置随伸缩杆沿竖向升降；齿条啮合齿轮构成齿轮齿条装置，电机一驱动连接齿轮；电机一放置在搭建的平台上，控制装置也可以放置在平台上，电机一与控制装置相连，可以通过控制电机一的正转反转让齿轮转动，进而带动齿条上下移动，实现伸缩杆的自由伸缩。

搭载装置包括齿轮链条装置、电机二和安装底座，电机二与控制装置连接，齿轮链条装置由链条、从动轮和主动轮连接组成，从动轮设置在上部，主动轮设置在下部，主动轮与电机二连接，从动轮与伸缩装置的伸缩杆顶端连接，安装底座上安装拍摄相机与定位装置，安装底座与链条连接并随链条360°自由旋转，可实现对钢筋混凝土顶部、底部、竖直墙面的任意位置拍照与定位。

安装底座上还可以设置光源，在光线比较暗的情况下，自动补光。

控制装置包括控制器和存储器，行走轮驱动电机、电机一和电机二分别与控制器连接，控制器可采用现有的单片机或PLC控制器等，存储器用于存储摄像头拍摄的照片、定位信息。

工作步骤：

该机器人检测钢筋混凝土地面表面裂缝时，控制装置通过控制电机二转动，进而控制链条的转动，将摄像头转动到机器人的底部，则摄像头对准地面进行拍照；检测竖直钢筋混凝土墙面表面裂缝时，将摄像头转动到机器人的侧面，控制装置控制伸缩杆在竖直方向的高度变化，摄像头对准墙面进行拍照；检测钢筋混凝土顶部楼板时，将摄像头转动到机器人的顶部，控制装置控制伸缩杆达到楼板顶部下侧，则摄像头对准顶部楼板进行拍照。

机器人底部的行走轮在控制装置的控制和电机驱动下，可以前后左右移动，实现在整个空间的移动，满足可以整体拍照的情况。

机器人可做大，可做小，根据需求来决定它的大小。

通过摄像头拍摄的照片存储在控制装置中，可将照片导出或者利用WIFI传输实现实时照片传输到中央处理器，中央处理器进行图像处理，进而提示在哪个位置有裂缝，以及裂缝的长度与宽度，工程师再根据具体裂缝具体分析，采取防护措施。

Claims (4)

1.一种用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，其特征在于：包括支架（1）、伸缩装置、搭载装置和控制装置，支架（1）为框架结构，支架（1）底部设有行走轮（2），行走轮（2）外接驱动电机，伸缩装置和搭载装置竖向安装于支架（1）内，搭载装置与伸缩装置连接并随伸缩装置沿竖向平移运动，搭载装置、伸缩装置和行走轮驱动电机分别与控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，其特征在于：所述伸缩装置包括伸缩杆（4）、导轨（6）、齿轮齿条装置和电机一（8），电机一（8）与控制装置连接，导轨（6）为一侧开口的空心柱体导轨，导轨（6）以开口侧朝向支架（1）中心竖向安装于支架（1）内侧面，伸缩杆（4）为板状、平行安装于空心柱体导轨内，伸缩杆（4）与空心柱体导轨的内壁之间设有滚动轴承（3），伸缩杆（4）能随滚动轴承（3）相对导轨（6）自由移动，伸缩杆（4）朝向导轨（6）开口侧的一面设有齿条（5），齿条（5）啮合齿轮（7）构成齿轮齿条装置，电机一（8）驱动连接齿轮（7）；搭载装置与伸缩杆（4）连接并随伸缩杆（4）沿竖向升降。

3.根据权利要求2所述的用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，其特征在于：所述搭载装置包括齿轮链条装置、电机二（11）和安装底座（12），电机二（11）与控制装置连接，齿轮链条装置由链条（13）、从动轮（14）和主动轮（15）连接组成，主动轮（15）与电机二（11）连接，从动轮（14）与伸缩装置的伸缩杆（4）顶端连接，安装底座（12）与链条（13）连接并随链条（13）360°自由旋转。

4.根据权利要求3所述的用于检测钢筋混凝土表面裂缝的机器人，其特征在于：所述控制装置包括控制器和存储器，行走轮驱动电机、电机一（8）和电机二（11）分别与控制器连接。