本實用新型屬于自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爬壁機器人混凝土強度檢測裝置。

背景技術(shù)：

自50 年代第一臺機器人研制成功至今，機器人技術(shù)的發(fā)展基本上經(jīng)歷了3個階段：第一段為示教再現(xiàn)型，它重復最初示教的工作；第二代為具有感知功能的可編程型，具有視覺、力覺、觸覺及接近覺等感知功能，這兩代機器人主要為大規(guī)模生產(chǎn)所采用，如裝配、鍛壓、噴漆、焊接及檢修等工作；第三代為智能型，這種機器人裝有多種傳感器，基于人的思維方式進行判斷，對作業(yè)環(huán)境具有適應(yīng)性，能夠基于環(huán)境的變化自動編程，從而確定動作。第三代機器人與第五代計算機技術(shù)密切相關(guān)，對于機器人的開發(fā)與應(yīng)用，國內(nèi)外機器人專家公認為應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展工作于惡劣環(huán)境下的特種機器人。建筑行業(yè)是僅次于礦業(yè)的第二危險行業(yè)，施工過程中事故多、勞動強度大、生產(chǎn)率低，在建筑行業(yè)中引入機器人技術(shù)可以把建筑活動擴展到人所不適的場所，并且可以提高作業(yè)效率，將人類從簡單重復及繁重危險的傳統(tǒng)作業(yè)中替代出來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

實用新型目的：本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于橋梁結(jié)構(gòu)混凝土、高大混凝土等危險性較大的結(jié)構(gòu)強度的靈活檢測，無需搭設(shè)支架或輔助機械配合人工檢測，可實現(xiàn)遠程控制，大大降低了檢測人員的安全風險的爬壁機器人混凝土強度檢測裝置。

技術(shù)方案：本實用新型所述的一種爬壁機器人混凝土強度檢測裝置，包括爬壁機器人，調(diào)節(jié)機械臂和混凝土回彈儀，所述爬壁機器人與待測混凝土墻壁通過磁力連接，所述爬壁機器人活動運動在待測混凝土墻壁上，所述爬壁機器人上固定連接有調(diào)節(jié)機械臂的一端，所述調(diào)節(jié)機械臂的另一端連接有混凝土回彈儀；所述混凝土回彈儀包括控制器，所述控制器的輸入端分別連接有測距模塊、圖像處理模塊、定位模塊和光電傳感器，所述圖像處理模塊還連接有圖像獲取模塊，所述控制器的輸出端分別連接有報警模塊、無線通訊模塊、爬壁機器人和垂直度調(diào)節(jié)器，所述垂直度調(diào)節(jié)器還電連接有調(diào)節(jié)機械臂，所述控制器還連接有存儲模塊和電源模塊。

進一步的，所述待測混凝土墻壁包括豎直方向和水平方向的混凝土墻壁。

進一步的，通過所述垂直度調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)機械臂控制混凝土回彈儀與待檢測混凝土墻面的垂直度。

進一步的，所述控制器采用單片機或PLC。

進一步的，所述測距模塊采用測距儀。

進一步的，所述圖像獲取模塊包括投影模塊、攝影模塊、放大望遠模塊、指示模塊和光線增強模塊；所述攝影模塊包括單反相機與和 CCD 數(shù)字相機，放大望遠模塊由一個可自動控制轉(zhuǎn)動的天文望遠鏡鏡頭組成，指示模塊是一個安裝在天文望遠鏡上的強光激光器，光線增強模塊是一個和相機快門同步控制的閃光燈。

進一步的，所述圖像處理模塊包括濾波模塊、去燥模塊、圖像分割模塊和裂縫識別模塊。

進一步的，還包括條形光柵，光電傳感器設(shè)置于回彈儀外殼的內(nèi)部，光電傳感器與條形光柵相適配用于檢測重錘撞擊彈擊桿后的反彈高度。

有益效果：本實用新型的裝置適用于橋梁結(jié)構(gòu)混凝土、高大混凝土等危險性較大的結(jié)構(gòu)強度的靈活檢測，無需搭設(shè)支架或輔助機械配合人工檢測，可實現(xiàn)遠程控制，大大降低了檢測人員的安全風險。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的控制原理結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示的一種爬壁機器人混凝土強度檢測裝置，包括爬壁機器人1，調(diào)節(jié)機械臂2和混凝土回彈儀3，所述爬壁機器人1與待測混凝土墻壁通過磁力連接，所述爬壁機器人1活動運動在待測混凝土墻壁上，所述爬壁機器人1上固定連接有調(diào)節(jié)機械臂2的一端，所述調(diào)節(jié)機械臂2的另一端連接有混凝土回彈儀3；所述混凝土回彈儀3包括控制器，所述控制器的輸入端分別連接有測距模塊、圖像處理模塊、定位模塊和光電傳感器，所述圖像處理模塊還連接有圖像獲取模塊，所述控制器的輸出端分別連接有報警模塊、無線通訊模塊、爬壁機器人1和垂直度調(diào)節(jié)器，所述垂直度調(diào)節(jié)器還電連接有調(diào)節(jié)機械臂2，所述控制器還連接有存儲模塊和電源模塊。

混凝土回彈儀3除了電路控制部分還包括主體結(jié)構(gòu)部分，主體結(jié)構(gòu)包括回彈儀外殼、拉簧組件、重錘和彈擊桿，所述拉簧組件設(shè)置于回彈儀外殼的頂端，彈擊桿設(shè)置于回彈儀外殼的底端，所述重錘設(shè)置于拉簧組件和彈擊桿之間，其中條形光柵和光電傳感器 ：所述條形光柵設(shè)置于重錘的側(cè)面，光電傳感器設(shè)置于回彈儀外殼的內(nèi)部，光電傳感器與所述條形光柵相適配用于檢測重錘撞擊彈擊桿后的反彈高度。

作為上述實施例的進一步優(yōu)化：

待測混凝土墻壁包括豎直方向混凝土墻壁5和水平方向的混凝土墻壁4，爬壁機器人1可以自由的在豎直方向混凝土墻壁5和水平方向的混凝土墻壁4上自由活動，以保證測量的全方位覆蓋。同時本實用新型的垂直度調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)機械臂2控制混凝土回彈儀3與待檢測混凝土墻面的垂直度。

所述測距模塊采用測距儀，用于獲取測量點到強度不達標的混凝土表面的距離。

所述圖像獲取模塊包括投影模塊、攝影模塊、放大望遠模塊、指示模塊和光線增強模塊；所述攝影模塊包括單反相機與和 CCD 數(shù)字相機，放大望遠模塊由一個可自動控制轉(zhuǎn)動的天文望遠鏡鏡頭組成，指示模塊是一個安裝在天文望遠鏡上的強光激光器，光線增強模塊是一個和相機快門同步控制的閃光燈。

所述圖像處理模塊包括濾波模塊、去燥模塊、圖像分割模塊和裂縫識別模塊。

下面針對本實用新型的具體的檢測原理和過程進一步進行說明：

（1）首先將混凝土回彈儀與爬壁機器人進行固定連接；

（2）預設(shè)爬壁機器人按照既定路線或者采用無線遙控的路線進行移動；

（3）爬壁機器人移動的同時啟動調(diào)節(jié)機械臂和混凝土回彈儀，同時垂直度調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)機械臂控制混凝土回彈儀與待檢測混凝土墻面的垂直度檢測，同時混凝土回彈儀進行圖像獲取和處理；

（4）混凝土回彈儀進行圖像獲取時，首先通過投影模塊向混凝土表面投射出一個棋盤狀的網(wǎng)格圖像，以此來對橋梁底部進行區(qū)域劃分，并對劃分后的區(qū)域進行編號；在光線不足的情況下可以通過 光線增強模塊增強被拍攝物體表面的光度，提高拍攝效果，滿足特殊情況下的使用要求。光線增強模塊具有高頻穩(wěn)定和低功耗的特性，并且和單反相機快門同步控制，當快門按下時，單反相機向控制器發(fā)出信號，打開光線增強模塊對表面進行拍攝，延遲 1s 后關(guān)閉光線增強模塊；與此同時，指示模塊是一個安裝在單反相機天文望遠鏡上的強光激光器，它與攝像鏡頭同步轉(zhuǎn)動，從而標記出表面投影方格的被拍攝區(qū)域；在使用單反相機對網(wǎng)格區(qū)域進行拍照的同時，安裝在天文望遠鏡上的激光器便會標記出單反相機正在拍攝的網(wǎng)格區(qū)域同時 CCD 數(shù)字相機也會對橋梁底面進行拍攝，并將圖像傳到控制器中，經(jīng)過控制器對激光器激光標記的識別，判斷出正在拍攝圖像的方格區(qū)域，然后將幻燈片圖片相關(guān)方格進行標記，再通過投影儀將圖片投射到橋梁底面，由此可以直觀地分辨出已拍攝區(qū)域和待拍攝區(qū)域，避免了拍攝圖像的不連續(xù)、漏拍或重復拍攝現(xiàn)象，提高了檢測的準確度；

（5）獲取圖像后的處理：采用中值濾波方法對裂縫圖像進行濾波處理，中值濾波能較好地保 留圖像邊緣，圖像輪廓比較清晰，可以得到比較好的平滑效果；圖像分割，一般圖像由背景和目標物體組成，由于他們對光線的反射能力不同，因此可以選擇一個灰度閾值將物體區(qū)域分割開來；去燥二值化處理；圖像分割和裂縫圖像識別；

（6）最后將處理后的圖像進行地址定位和標記，并存儲在存儲模塊中。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。