CN208902064U - 一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，包括无人机，所述无人机包括机身、机架和螺旋桨，所述机架上安装有可伸缩支架，所述可伸缩支架的末端设有检测探头和高清摄像头；所述机架上还设有与所述机身内蓄电池电连接的控制器和GPRS通讯模块；所述监测系统还包括具有显示功能的智能监测终端，所述智能监测终端与无人机通过GPRS组网无线通信连接。本实用新型通过远程操控无人机对混凝土结构的裂缝数据进行监测，解决了现有技术中通过人工难以监测复杂地形、位置或结构的混凝土裂缝数据的问题；具有操作方便、省时省力、监测数据准确可靠等优点。

Description

一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统

技术领域

本实用新型属于混凝土结构裂缝监测技术领域，具体是一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统。

背景技术

混凝土结构的裂缝能够影响结构的正常使用、安全性与耐久性；裂缝状态能在一定程度上反映构件的工作状态，对混凝土裂缝状态进行实时监测，能够全面掌握裂缝发展的规律，是一种评价混凝土结构安全的有效手段。

然而，建筑物或构筑物的混凝土结构表面的某些位置，由于地形、结构、位置等原因，如高楼的外墙或是桥梁的桥墩等，很难进行人工监测；现有技术中，有人提出了利用无人机进行拍照，通过裂缝在照片上显示的宽度去进行换算，进而推出裂缝宽度的设想；然而该设想的最大缺陷是，由于无人机拍摄的角度及与裂缝的距离不确定，且换算时还需要综合照片像素分辨率等因素，故最后推算出来的结果误差较大，推算出来的数据很不精确，根本无法作为是否需要养护的依据。且传统的检测无人机只能采集到混凝土结构表面裂缝，即仅限于采集混凝土表面的裂缝宽度数据，针对混凝土裂缝深度数据无法采集得到。

申请号为201710544438.X的一篇专利公开了一种用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机，包括机架，机架上安装有摄像头和螺旋桨，机架上还安装有用于使得目标混凝土表面出现刻度的装置，该无人机能使得目标混凝土结构表面出现刻度；该专利只能检测混凝土结构表面的裂缝宽度数据，无法采集裂缝深度数据；申请号为201620096588.X的一篇专利公开了基于移动通信终端的混凝土裂缝实时监测系统，包括裂缝监测设备，服务器以及移动通信终端；所述裂缝检测设备包括电源装置、裂缝传感器装置及控制单元；该专利虽然能够检测混凝土结构裂缝的宽度数据和深度数据，但是该检测设备是固定在一个地方的，不便于移动，且无法监测建筑物或构筑物的混凝土结构裂缝。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，本实用新型通过无人机搭载超声波探头和高清摄像头来监测混凝土结构的裂缝数据，能有效监测人工难以监测到的部位(如建筑物、桥墩等复杂地形/结构)；本实用新型集裂缝位置、裂缝宽度、裂缝深度监测和数据处理于一体，实测数据精确可靠，操作方便，省时省力，具有远程实时监测混凝土裂缝数据的优势。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，包括无人机，所述无人机包括机身、机架和螺旋桨，所述机架上安装有可伸缩支架，所述可伸缩支架的末端设有检测探头和高清摄像头；所述机架上还设有与所述机身内蓄电池电连接的控制器和GPRS通讯模块；

所述监测系统还包括具有显示功能的智能监测终端，所述智能监测终端与无人机通过GPRS组网无线通信连接。

所述机身上还设有飞控板、电机和电调，所述电机和电调均与所述蓄电池、飞控板电连接。

具体地，所述可伸缩支架一端固定在机架上，另一端连接3个检测探头和1个高清摄像头。

具体地，所述检测探头为超声波探头，其中2个超声波探头用于监测裂缝深度，1个超声波探头用于监测裂缝宽度。

具体地，所述可伸缩支架为电动可伸缩支架，用于调节各检测探头和高清摄像头的位置及角度；所述电动可伸缩支架分别与蓄电池和控制器电连接；所述可伸缩支架用于控制所述1个超声波探头位于混凝土裂缝表面，以检测裂缝宽度数据；还用于控制所述2个超声波探头位于混凝土表层，以检测裂缝深度数据。

具体地，所述高清摄像头上部设有海绵顶头，用于保护高清摄像头，防止刮伤；所述高清摄像头分别与所述控制器和蓄电池电连接，可通过所述智能监测终端进行调焦操作。

具体地，所述智能监测终端上设有显示屏、操作按键以及数据传输接口；

具体地，所述操作按键包括开关键、菜单键、切换键、设置键、返回键、保存键、确定键以及方向键。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过远程操控无人机对混凝土裂缝数据进行实时监测，操作方便，易于携带；(2)本实用新型通过高清摄像头对混凝土裂缝进行拍照，能够精准获取裂缝位置，且在其上部设有海绵顶头，能有效减少摄像头的磨损；(3)本实用新型利用可伸缩支架连接3个检测探头，通过智能监测终端远程控制，操作灵活；采用超声波探头可同时得到混凝土结构裂缝的宽度和深度数据，可实时进行监测，省时省力，能快速准确得到裂缝数据。

附图说明

图1为本实用新型无人机的整体结构示意图；

图2为本实用新型智能监测终端结构示意图；

图3为实施例中可伸缩支架的结构示意图；

图中：1、机身；2、机架；3、螺旋桨；4、可伸缩支架；401、第一伸缩杆；402、第二伸缩杆；403、第一旋转电机；404、支杆；405、第二旋转电机；5、检测探头；6、高清摄像头；7、显示屏；8、数据传输接口；9、开关键；10、菜单键；11、切换键；12、设置键；13、返回键；14、保存键；15、确定键；16、方向键。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，本实施例提供了一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，包括无人机，所述无人机包括机身1、机架2和螺旋桨3，所述机架2上安装有可伸缩支架4，所述可伸缩支架4的末端设有检测探头5和高清摄像头6；所述机架2上还设有与所述机身1内蓄电池电连接的控制器和GPRS通讯模块；

所述监测系统还包括具有显示功能的智能监测终端，所述智能监测终端与无人机通过GPRS组网无线通信连接。

所述机身1上还设有飞控板、电机和电调，所述电机和电调均与所述蓄电池、飞控板电连接。

具体地，所述电机为无刷电机，用于安装螺旋桨3；通过电调控制电机的转速，蓄电池采用锂聚合物电池为动力电池，具有能量密度大、耐电流数值较高等优势；所述控制器为单片机。

进一步地，所述螺旋桨3数量为3个，固定在机架2顶部，沿其周围均匀安装在电机上。

具体地，所述可伸缩支架4一端固定在机架2上，另一端连接3个检测探头5和1个高清摄像头6。

具体地，所述检测探头5为超声波探头，其中2个超声波探头用于监测裂缝深度，1个超声波探头用于监测裂缝宽度；

进一步地，所述可伸缩支架4为电动可伸缩支架4，用于调节各检测探头5和高清摄像头6的位置及角度；所述电动可伸缩支架4分别与蓄电池和控制器电连接；所述可伸缩支架4用于控制所述1个超声波探头位于混凝土裂缝表面，以检测裂缝宽度数据；还用于控制所述2个超声波探头位于混凝土表层，以检测裂缝深度数据。

具体地，如图3所示，所述电动可伸缩支架4包括第一伸缩杆401和第二伸缩杆402，所述第一伸缩杆401一端固定在机架2上，另一端与第二伸缩杆402的一端通过第一旋转电机403活动连接；所述第二伸缩杆402的另一端分别与4个支杆404通过4个第二旋转电机405活动连接；所述4个支杆404的末端分别设有3个超声波探头和1个高清摄像头6；所述旋转电机均为步进电机，均分别与所述控制器、蓄电池电连接；

进一步地，所述第一伸缩杆401、第二伸缩杆402为电动推杆，型号可以选用BORSA系列12V直流电动推杆(不限于此种型号)；所述步进电机型号可采用42BYGH34型的步进电机(不限于此种型号)。

具体地，所述高清摄像头6上部设有海绵顶头，用于保护高清摄像头6，防止刮伤；所述高清摄像头6分别与所述控制器和蓄电池电连接，可通过所述智能监测终端进行调焦操作；

进一步地，先利用智能监测终端调整高清摄像头6的位置和角度，确定混凝土结构裂缝的位置，再通过智能监测终端进行调焦处理，得到不受像素分辨率、拍摄角度影响的裂缝图像。

具体地，所述智能监测终端上设有显示屏7、操作按键以及数据传输接口8；所述显示屏7用于显示裂缝图像；所述传输接口用于连接电脑。

具体地，所述操作按键包括开关键9、菜单键10、切换键11、设置键12、返回键13、保存键14、确定键15以及方向键16；

进一步地，所述开关键9为设备电源键；菜单键10用于调出该设备的所有功能；切换键11用于各功能之间的切换；设置键12用于实现各功能的参数设定；返回键13用于删除前一个输入字符或退出当前界面；保存键14用于对数据进行保存；确定键15用于确认某一个操作；方向键16包括上、下、左、右四个方向键，用于操作中选择辅助功能。

具体地，所述智能监测终端主要包括控制系统、信号采集系统、数据处理系统、机身驱动系统以及通讯系统；通过机身驱动系统和通讯系统保证无人机能够稳定的飞行；通过控制系统、信号采集系统、数据处理系统和通讯系统采集裂缝宽度和深度数据，并实时进行数据处理，得到实际的混凝土裂缝深度数据。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，包括无人机，所述无人机包括机身、机架和螺旋桨，其特征在于，所述机架上安装有可伸缩支架，所述可伸缩支架的末端设有检测探头和高清摄像头；所述机架上还设有与所述机身内蓄电池电连接的控制器和GPRS通讯模块；

所述监测系统还包括具有显示功能的智能监测终端，所述智能监测终端与无人机通过GPRS组网无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，其特征在于，所述可伸缩支架一端固定在机架上，另一端连接3个检测探头和1个高清摄像头。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，其特征在于，所述检测探头为超声波探头。

4.根据权利要求1或2任一项所述的一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，其特征在于，所述可伸缩支架为电动可伸缩支架，用于调节各检测探头和高清摄像头的位置及角度；所述电动可伸缩支架分别与蓄电池和控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，其特征在于，所述高清摄像头上部设有海绵顶头。

6.根据权利要求1所述的一种用于监测混凝土裂缝数据的无人机监测系统，其特征在于，所述智能监测终端上设有显示屏、操作按键以及数据传输接口；

所述操作按键包括开关键、菜单键、切换键、设置键、返回键、保存键、确定键以及方向键。