建筑结构振动智能检测机器人小车制造技术

一种建筑结构振动智能检测机器人小车，包括一个车架、四个磁轮和一个用于实现待检测建筑结构振动检测的加速度传感器，所述四个磁轮两两布置在所述车架侧面前后方，所述磁轮与用于带动磁轮转动的行走驱动装置连接，所述车架上设有无线通信单元；所述车架上安装用于带动加速度传感器上下运动的升降装置，所述升降装置的动作端与上固定片连接，所述上固定片与缓冲弹簧的上端连接，所述缓冲弹簧的下端与下固定片连接，所述下固定片的底面安装所述加速度传感器。本实用新型专利技术提供一种检测方式灵活、且成本低、携带方便、有效消除检测盲区、检测更为全面的建筑结构振动智能检测机器人小车。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人领域，具体涉及一种建筑结构振动智能检测机器人小车。
技术介绍
随着我国经济建设迅猛发展，各种复杂大型钢结构建筑不断出现。其中，钢结构被广泛应用于大型桥梁、大型空间结构、高层建筑、大型铁路交通枢纽、石油管道、核电站。然而由于超负荷运营、检测维护不力等因素，甚至有些建筑存在结构设计缺陷，施工质量差等问题，导致事故时有发生，严重威胁着人民的生命财产安全。因此，加强建筑结构健康检测，及时进行维修显得尤为重要。目前结构健康检测中广泛采用有线的数据采集法，但是其布线繁琐，需要花费大量人力成本；基于无线传感网络的建筑结构健康检测技术需要解决系统长时间工作时的供电问题以及信号传输的可靠性问题。以上这两种检测方式由于传感器位置固定，均存在检测盲区和检测不全面的问题。
技术实现思路
为了克服已有建筑结构健康检测方式的安装繁琐，人工铺设电缆危险、成本高、存在检测盲区、检测不全面的不足，本技术提供一种检测方式灵活、且成本低、携带方便、有效消除检测盲区、检测更为全面的建筑结构振动智能检测机器人小车。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种建筑结构振动智能检测机器人小车，包括一个车架、四个磁 轮和一个用于实现待检测建筑结构振动检测的加速度传感器，所述四个磁轮两两布置在所述车架侧面前后方，所述磁轮与用于带动磁轮转动的行走驱动装置连接，所述车架上设有无线通信单元；所述车架上安装用于带动加速度传感器上下运动的升降装置，所述升降装置的动作端与上固定片连接，所述上固定片与缓冲弹簧的上端连接，所述缓冲弹簧的下端与下固定片连接，所述下固定片的底面安装所述加速度传感器。进一步，所述升降装置包括一个检测电机、螺杆和导向滑块，所述检测电机的输出轴呈竖直分布，所述检测电机的输出轴与螺杆的顶端固定连接，所述导向滑块与螺杆螺纹配合，所述导向滑块可上下滑动地套装在导向套内，所述导向套固定在所述车架底部。优选的，所述升降装置位于车架的中部。更进一步，所述机器人小车还包括横向支架，两个横向支架分别安装在车架的前后两端，所述横向支架上安装红外传感器。更进一步，所述机器人小车还包括纵向支架，两个纵向支架分别安装在车架的左右两端，所述纵向支架上安装霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器位于所述磁轮的侧方，所述磁轮上一圈设有至少两块条状磁片，相邻的条状磁片的极性相反。所述机器人小车还包括支撑柱，所述支撑柱固定在车架上，控制模块安装在支撑柱上，所述控制模块包括模数转换单元、单片机主控单元、电机驱动单元和无线通信单元，所述模数转换单元、电机驱动单元和无线通信单元均与所述单片机主控单元连接，所述行走驱动装置与所述电机驱动单元连接，所述红外传感器、霍尔电压传感器均与 所述模数转换单元连接。所述模数转换单元通过高速串行外设接口和单片机主控单元相连接，所述单片机主控单元发出脉宽调制信号，通过电机驱动单元控制电机与磁轮动作；所述无线通信单元通过通用异步接收器和发送器接口和单片机主控单元相连接，所述单片机主控单元通过无线通信单元与其它移动传感节点或计算机服务器传输无线信号。所述机器人小车还包括四节电池，其中两节电池与行走驱动装置连接，第三节电池与检测电机连接，第四节电池分别与控制模块、红外传感器和霍尔传感器连接。本技术的技术构思为：利用无线传感网络技术，众多智能检测小车可以形成一个移动无线网络系统，每个智能检测小车都是一个可以自主运动和采集数据的独立机器人。而智能检测小车之间可以通过无线通信相互交流与协作，共同完成结构健康检测，因此可以有效节省施工时间，节约人力成本，同时降低人工布线的危险程度。每个智能检测机器人小车成本很低，使得整个移动无线传感检测网络总成本比传统静态检测网络成本低很多。由于大部分的钢结构建筑材料都具有较强的铁磁性能，而智能检测小车可以在一切具有铁磁性表面材料的建筑结构上面移动，并完成结构健康检测。智能检测小车在通过铁磁性表面材料的建筑结构时通过磁轮吸附在被测表面上，再通过检测电机带动螺杆转动，螺杆带动导向滑块向下运动，通过缓冲弹簧将加速度传感器压紧在被测表面实现钢结构振动检测工作，具有良好的环境适应性，检测方式灵活，且成本低、携带方便，能够对建筑结构实现全面检测。本技术的有益效果主要表现在：1)成本低：由于每个建筑结构振动智能检测机器人小车成本很低，整个移动无线检测传感网络的总体成本相比传统的静态检测网络成本低很多。2)攀爬性能强：该机器人小车适合在一切具有铁磁性表面材料的建筑结构上面攀爬，并完成结构振动检测。3)便携性：该智能检测小车体积小、重量轻，携带方便。4)移动无线网络：每个机器人小车都是无线传感网络系统中的一个节点，节点之间可无线传输数据，整个移动无线网络可以实现自动组网，多跳路由，动态拓扑。5)移动性：该智能检测小车可以自行移动到被测位置，完成测量后，自主前往下一位置进行测量，解决目前桥梁检测中存在检测盲区与检测不全面等问题。6)节点数量少：利用其移动性，每个机器人小车可以检测多个位置，从而减少智能检测小车的数量。7)续航能力持久：当电量不足时，该机器人小车可以自行移动到基站充电,从而解决供电问题。8)智能环境识别：对周围环境进行智能识别，具有良好的环境适应性。附图说明图1是建筑结构振动智能检测机器人小车的整体结构示意图。图2是建筑结构振动智能检测机器人小车的仰视图。图3是建筑结构振动智能检测机器人小车的剖视图。图4是建筑结构振动智能检测机器人小车工作在钢结构表面运动的示意图。图5是建筑结构振动智能检测机器人小车工作在钢结构表面检测的示意图。图6是建筑结构振动智能检测机器人小车中磁轮结构图。图7是建筑结构振动智能检测机器人小车中车架结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1～图7，一种建筑结构振动智能检测机器人小车，包括一个车架4、四个磁轮3和一个用于实现待检测建筑结构振动检测的加速度传感器19，所述四个磁轮3两两布置在所述车架4侧面前后方，所述磁轮3与用于带动磁轮转动的行走驱动装置15连接，所述车架4上设有无线通信单元11；所述车架4上安装用于带动加速度传感器上下运动的升降装置，所述升降装置的动作端与上固定片22连接，所述上固定片22与缓冲弹簧21的上端连接，所述缓冲弹簧21的下端与下固定片20连接，所述下固定片20的底面安装所述加速度传感器19。进一步，所述升降装置包括一个检测电机16、螺杆23和导向滑块25，所述检测电机16的输出轴呈竖直分布，所述检测电机16的输出轴与螺杆23的顶端固定连接，所述导向滑块25与螺杆23螺纹配合，所述导向滑块25可上下滑动地套装在导向套18内，所述导向套18固定在所述车架4底部。优选的，所述升降装置位于车架4的中部。当然，也可以在其他位置。由图1和图2可见，所述建筑结构振动智能检测机器人小车，其 车架4前后两端均固定安装有两个横向支架13，左右两端各固定安装有一个纵向支架17。红外传感器14用螺钉固定在横向支架13上。霍尔电压传感器16固定安装在纵向支架17上。四个红外传感器14与四个霍尔电压传感器16与控制模块7中的模数转换单元8相连接。加速度传感器19固定连接在方形铁片20上。四个动力电机15分别驱动四个磁轮3。动力电机15安装在车架4底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述机器人小车包括一个车架、四个磁轮和一个用于实现待检测建筑结构振动检测的加速度传感器，所述四个磁轮两两布置在所述车架侧面前后方，所述磁轮与用于带动磁轮转动的行走驱动装置连接，所述车架上设有无线通信单元；所述车架上安装用于带动加速度传感器上下运动的升降装置，所述升降装置的动作端与上固定片连接，所述上固定片与缓冲弹簧的上端连接，所述缓冲弹簧的下端与下固定片连接，所述下固定片的底面安装所述加速度传感器。

【技术特征摘要】
1.一种建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述机器人小车包括一个车架、四个磁轮和一个用于实现待检测建筑结构振动检测的加速度传感器，所述四个磁轮两两布置在所述车架侧面前后方，所述磁轮与用于带动磁轮转动的行走驱动装置连接，所述车架上设有无线通信单元；所述车架上安装用于带动加速度传感器上下运动的升降装置，所述升降装置的动作端与上固定片连接，所述上固定片与缓冲弹簧的上端连接，所述缓冲弹簧的下端与下固定片连接，所述下固定片的底面安装所述加速度传感器。2.如权利要求1所述的建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述升降装置包括一个检测电机、螺杆和导向滑块，所述检测电机的输出轴呈竖直分布，所述检测电机的输出轴与螺杆的顶端固定连接，所述导向滑块与螺杆螺纹配合，所述导向滑块可上下滑动地套装在导向套内，所述导向套固定在所述车架底部。3.如权利要求2所述的建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述升降装置位于车架的中部。4.如权利要求1～3之一所述的建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述机器人小车还包括横向支架，两个横向支架分别安装在车架的前后两端，所述横向支架上安装红外传感器。5.如权利要求1～3之一所述的建筑结构振动智能检测机器人小车，其特征在于：所述机器人小车还包括纵向支架，两个纵向支架分别安装在车架的左右两端，所述纵向支架上安装霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器位于所述磁轮的侧方，所述磁轮上一圈设有至少两块...

【专利技术属性】
技术研发人员：简燕梅，艾青林，
申请(专利权)人：简燕梅，
类型：新型
国别省市：浙江;33