本發(fā)明涉及鋼筋混凝土監(jiān)測領(lǐng)域，具體講是一種用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)。

背景技術(shù)：

建筑物或構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)表面因長期的風(fēng)吹日曬雨淋或海水腐蝕等因素難免會(huì)出現(xiàn)裂縫。而一旦裂縫寬度大于某設(shè)定的臨界值，就需要對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修護(hù)，否則任由裂縫自由發(fā)展，就會(huì)破壞建筑物或構(gòu)筑物的強(qiáng)度、耐久性和穩(wěn)定性。所以，對混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的監(jiān)測，是混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)中的重要課題。

然而，建筑物或構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)表面的某些位置，由于地形、結(jié)構(gòu)、位置等原因，如高樓的外墻或是橋梁的橋墩等，很難進(jìn)行人工監(jiān)測?，F(xiàn)有技術(shù)中，有人提出了利用無人機(jī)進(jìn)行拍照，通過裂縫在照片上顯示的寬度去進(jìn)行換算，進(jìn)而推出裂縫寬度的設(shè)想。然而上述設(shè)想最大的缺陷是，由于無人機(jī)拍攝的角度及與裂縫的距離不確定，且換算時(shí)還需要綜合照片像素分辨率等因素，故最后推算出來的結(jié)果誤差較大，推算出來的數(shù)據(jù)很不精確，根本無法作為是否需要養(yǎng)護(hù)的依據(jù)。

針對上述缺陷，本申請人創(chuàng)造性的提出另一個(gè)設(shè)想，即先用無人機(jī)攜帶某些特殊裝置，當(dāng)無人機(jī)飛到目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫附近時(shí)，被攜帶的裝置動(dòng)作，使得目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生刻度；然后拍照，最后用電腦處理照片，用photoshop軟件將塑料膜上的刻度ps到裂縫上，然后從修改后的照片上直接讀取其刻度。這樣，由于刻度和裂縫均位于同一拍攝角度、同一距離的同一張照片，這就避免了拍攝角度及距離對結(jié)果的干擾，且寬度是在該照片上直接讀取，這就省略了照片像素、分辨率等復(fù)雜的換算，故能精確的測量出裂縫的實(shí)際寬度，誤差很小，足以作為是否需要養(yǎng)護(hù)的依據(jù)。

然而，要實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想最大的難題是，現(xiàn)有技術(shù)中，沒有能在目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面如高樓外墻、橋梁橋墩等特殊位置產(chǎn)生刻度的無人機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能使得目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)刻度的用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)。

本發(fā)明的一種技術(shù)解決方案是，提供一種用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)，它包括機(jī)架，機(jī)架上安裝有攝像頭和螺旋槳，機(jī)架還安裝有用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置。

上述無人機(jī)的工作過程為，無人機(jī)在目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面飛行，當(dāng)攝像頭發(fā)現(xiàn)裂縫后，懸停在裂縫前方，并觸發(fā)裝置動(dòng)作，使得被監(jiān)測的目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫附近出現(xiàn)刻度。

本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

該無人機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了將刻度標(biāo)記在目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫附近，為后期精確測得裂縫的實(shí)際寬度提供了保障和前提。

所述的用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置的一種優(yōu)選為，機(jī)架上設(shè)有貼膜裝置，貼膜裝置與帶刻度的薄膜的后表面可拆式連接，薄膜前表面涂有膠；該裝置動(dòng)作過程為，貼膜裝置將帶刻度的薄膜貼在混凝土墻面后，與薄膜脫離，使得墻面出現(xiàn)刻度。該方式結(jié)構(gòu)合理，功能可靠。

貼膜裝置與帶刻度的薄膜的后表面可拆式連接是指，貼膜裝置前部設(shè)有海綿頂頭，海綿頂頭與薄膜后表面由膠粘結(jié)，薄膜前表面的膠的粘性大于薄膜后表面的膠；這樣，貼膜前，薄膜經(jīng)海綿頂頭穩(wěn)定固定在貼膜裝置上，確保無人機(jī)飛行過程中薄膜不掉落，而貼膜裝置將薄膜推移按壓到墻面后，薄膜前表面與混凝土結(jié)構(gòu)表面由強(qiáng)膠更牢固粘結(jié)，而薄膜后表面與海綿頂頭的弱膠自然脫離，即薄膜固定在墻面后，貼膜裝置與薄膜自然脫離。

所述貼膜裝置的一種優(yōu)選為，機(jī)架還設(shè)有弓弩和用于觸發(fā)弓弩扳機(jī)的裝置，帶刻度的薄膜的后表面可拆式連接在弓弩的弩箭頭部；這樣，無人機(jī)在目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面飛行，當(dāng)攝像頭發(fā)現(xiàn)裂縫后，懸停在裂縫前方，然后飛機(jī)向垂直于混凝土結(jié)構(gòu)表面的方向前進(jìn)，觸發(fā)裝置動(dòng)作，扳動(dòng)扳機(jī)，弩箭射出，利用弩箭對墻面的撞擊力，使得帶刻度的薄膜粘結(jié)在混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫附近后，弩箭與薄膜脫離。上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)為，粘結(jié)的動(dòng)力由弩箭發(fā)出，發(fā)力時(shí)間短、發(fā)力速度快，無人機(jī)受到向后的反作用力較小，不會(huì)干涉到無人機(jī)的平衡，使無人機(jī)飛機(jī)平穩(wěn)，避免無人機(jī)受力傾覆。

用于觸發(fā)弓弩扳機(jī)的裝置優(yōu)選為，機(jī)架的頂部設(shè)有一個(gè)水平套筒，水平套筒內(nèi)活動(dòng)套合有一根觸桿，觸桿尾部與弓弩的扳機(jī)之間經(jīng)一根拉索連接；弓弩上弦時(shí)，觸桿前端前凸于弩箭前端，上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)作過程為，無人機(jī)向混凝土結(jié)構(gòu)表面垂直飛行，觸桿輕微觸碰到墻面后，后推觸桿，帶動(dòng)拉索向后，觸發(fā)扳機(jī)，使得弩箭射出；上述觸發(fā)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便；而且，觸桿與墻面輕微接觸就能發(fā)射，接觸過程時(shí)間短、反作用力小，不會(huì)破壞無人機(jī)的平衡；況且，上述裝置均是純機(jī)械式連接和傳動(dòng)，而無人機(jī)由于無線控制，客觀上需要盡可能的減少電磁干擾，而機(jī)械式連接和傳動(dòng)，沒有增加任何電器件，不會(huì)對無人機(jī)形成任何電磁干擾，進(jìn)一步確保無人機(jī)的穩(wěn)定性。

作為又進(jìn)一步優(yōu)選，弩箭后端與弓弩之間設(shè)有連接繩，這樣，弩箭與薄膜分離之后，不會(huì)自由掉落造成意外，而是柔性連接在弓弩上，便于回收和再利用。

所述貼膜裝置的另一種優(yōu)選為，機(jī)架設(shè)有向前的頂推氣缸和重心平衡裝置，帶刻度的薄膜的后表面可拆式連接在頂推氣缸的活塞桿上；這樣，當(dāng)攝像頭發(fā)現(xiàn)裂縫后，懸停在裂縫前方，啟動(dòng)頂推氣缸，將帶刻度的薄膜粘結(jié)在混凝土結(jié)構(gòu)表面，頂推氣缸前推薄膜時(shí)，重心平衡裝置同時(shí)動(dòng)作，防止飛機(jī)受到反作用力而傾覆。薄膜在混凝土結(jié)構(gòu)表面粘結(jié)牢固后，頂推氣缸回縮，與薄膜脫離。

重心平衡裝置的優(yōu)選為，它包括一個(gè)向后的平衡氣缸，平衡氣缸的活塞桿上設(shè)有配重塊，平衡氣缸的缸體固定在機(jī)架的兩根橫梁上；這樣，當(dāng)頂推氣缸向前推移按壓薄膜，平衡氣缸也同步后推配重塊，前后兩端同步雙向伸縮，確保無人機(jī)受到墻面反作用力時(shí)，仍然能保持平衡。

所述的用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置的另一種優(yōu)選為，機(jī)架上還設(shè)有墨盒和擋板，擋板上貫穿有多個(gè)平行的長通孔，墨盒前部設(shè)有一個(gè)噴射裝置，擋板位于噴射裝置的前部；這樣，在目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)表面飛行的無人機(jī)發(fā)現(xiàn)裂縫后，懸停在裂縫前，噴射裝置向前噴墨，墨汁經(jīng)過擋板的各個(gè)長通孔，在混凝土結(jié)構(gòu)表面噴涂出多條寬度不同的墨跡，即刻度。該設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)在于，無人機(jī)與混凝土結(jié)構(gòu)表面始終無接觸，自然不會(huì)受到任何反作用力，故飛機(jī)平衡性好，避免抵靠墻面時(shí)反作用力過大而傾覆的狀況。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架上設(shè)有一個(gè)向前的延展氣缸，擋板固定在延展氣缸活塞桿的前段，墨盒位于延展氣缸活塞桿中段，延展氣缸的存在，能使得噴射裝置盡可能的接近目標(biāo)混凝土表面，減少了噴墨距離，確保墻面上刻度的墨跡清晰，而且，避免了無人機(jī)為噴墨清晰而過于接近混凝土表面從而發(fā)生傾覆意外的狀況，進(jìn)一步增大安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的又一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示1、機(jī)架，1.1、橫梁，2、攝像頭，3、螺旋槳，4、薄膜，5、海綿頂頭，6、弓弩，6.1、扳機(jī)，6.2、弩箭，7、套筒，8、觸桿，9、拉索，10、頂推氣缸，11、平衡氣缸，12、配重塊，13、墨盒，14、擋板，15、長通孔，16、噴嘴，17、延展氣缸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的一種實(shí)施例，它包括機(jī)架1，機(jī)架1上安裝有攝像頭2和螺旋槳3，螺旋槳3為四個(gè)，固定在機(jī)架1的頂部四角。機(jī)架1還設(shè)有用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置。

所述的用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置優(yōu)選為，機(jī)架1上設(shè)有貼膜裝置，貼膜裝置與帶刻度的薄膜4的后表面可拆式連接，薄膜4前表面涂有膠。具體的說，所述的貼膜裝置是指，機(jī)架1還設(shè)有弓弩6和用于觸發(fā)弓弩6扳機(jī)6.1的裝置，帶刻度的薄膜4的后表面可拆式連接在弓弩6的弩箭6.2頭部。

上述的可拆式連接是指，弩箭6.2頭部設(shè)有海綿頂頭5，海綿頂頭5與薄膜4后表面由膠粘結(jié)，薄膜4前表面的膠的粘性大于薄膜4后表面的膠。當(dāng)然，可拆式連接還可以是，薄膜4后表面設(shè)有兩彈片，弩箭6.2頭部卡入兩彈片之間，實(shí)現(xiàn)薄膜4后表面與弩箭6.2的臨時(shí)可拆式連接，薄膜4前表面與墻面粘結(jié)后，一旦輕微拉動(dòng)弩箭6.2尾部，又可以方便實(shí)現(xiàn)兩者脫離。薄膜4還可以選擇加入磁性材料，而弩箭6.2頭部為磁鐵，兩者臨時(shí)吸附連接，弩箭6.2發(fā)射后與墻面撞擊可以實(shí)現(xiàn)兩者分離。

用于觸發(fā)弓弩6扳機(jī)6.1的裝置是指，機(jī)架1的頂部設(shè)有一個(gè)水平套筒7，水平套筒7內(nèi)活動(dòng)套合有一根觸桿8，觸桿8尾部與弓弩6的扳機(jī)6.1之間經(jīng)一根拉索9連接；本實(shí)施例中的水平套筒7為方塊狀且貫通有一個(gè)供觸桿8穿過的孔。

弓弩6上弦時(shí)，觸桿8前端前凸于弩箭6.2前端。當(dāng)然，上述的觸發(fā)裝置不僅僅限于以上一種結(jié)構(gòu)，還可以直接安裝一個(gè)小氣缸，而氣缸的活塞桿與扳機(jī)3.1固定，靠活塞桿運(yùn)動(dòng)來扣扳機(jī)3.1實(shí)現(xiàn)發(fā)射，等等。

弩箭6.2后端與弓弩6之間設(shè)有連接繩。

圖1因?yàn)槭歉╊慕嵌?，故攝像頭2看不到，但在圖2、圖3中可以清晰看到攝像頭2。

如圖2所示，本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的另一種實(shí)施例，該實(shí)施例與上一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于貼膜裝置具體結(jié)構(gòu)不同。所述的貼膜裝置還可以采用以下具體結(jié)構(gòu)，機(jī)架1設(shè)有向前的頂推氣缸10和重心平衡裝置，帶刻度的薄膜4的后表面可拆式連接在頂推氣缸10的活塞桿上。薄膜4前表面涂膠，頂推氣缸5的活塞桿前端設(shè)有海綿頂頭8，海綿頂頭8與薄膜4后表面由膠粘結(jié)，薄膜4前表面的膠的粘性大于薄膜4后表面的膠

重心平衡裝置包括一個(gè)向后的平衡氣缸11，平衡氣缸11的活塞桿上設(shè)有配重塊12，平衡氣缸11的缸體固定在機(jī)架1的底部的兩根橫梁1.1上，頂推氣缸10也固定在兩根橫梁1.1上，且上述的頂推氣缸10和平衡氣缸11左右相互錯(cuò)開。

如圖3所示，本發(fā)明用于監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫寬度的無人機(jī)的又一種實(shí)施例，該實(shí)施例與前兩個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置的具體結(jié)構(gòu)不同。

用于使得目標(biāo)混凝土表面出現(xiàn)刻度的裝置的具體結(jié)構(gòu)為：機(jī)架1上還設(shè)有墨盒13和擋板14，墨盒13前部設(shè)有一個(gè)噴射裝置，擋板14位于噴射裝置的前部。

所述的噴射裝置優(yōu)選為一個(gè)帶液壓泵的噴嘴16，遙控器啟動(dòng)液壓泵，噴嘴16噴墨。當(dāng)然，噴射裝置還可以是與墨盒13連通的噴槍，噴槍的扳機(jī)附近還可以設(shè)置微型氣缸或電磁鐵，通過微型氣缸或電磁鐵來推移扳機(jī)，使得噴槍噴墨。綜上，噴射裝置的具體結(jié)構(gòu)可以是多種多樣的，噴射裝置本身不是發(fā)明點(diǎn)，把噴射裝置安裝于無人機(jī)才是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)。

機(jī)架1底部的兩橫梁1.1上設(shè)有一個(gè)向前的延展氣缸17，擋板14固定在延展氣缸17活塞桿的前段，墨盒13位于延展氣缸17活塞桿中段。

本實(shí)施例中，擋板14上貫穿有多個(gè)平行的長通孔15，這樣，就在目標(biāo)混凝土表面形成了粗細(xì)不同墨水橫條，拍照并后期處理時(shí)，將不同寬度的墨水橫條與裂縫進(jìn)行比對，從而獲得與裂縫寬度相吻合的墨水橫條，該墨水橫條對應(yīng)的寬度就是裂縫實(shí)際寬度。當(dāng)然，還可以在擋板14上設(shè)全部等寬度的長通孔15，這樣，就形成了均等的刻度，通過刻度比對裂縫，也可以獲得裂縫的實(shí)際寬度。