自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，主要包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统；人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器和人工智能(AI)电脑；行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器、行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成机器人足混凝土裂缝检测器；本发明专利技术能够实现机器人行走时自动检测混凝土裂缝、修复混凝土裂缝以及具备自发电功能。

【技术实现步骤摘要】
自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人
本专利技术属于人工智能、机器人及混凝土修复
，更具体地涉及一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人。
技术介绍
混凝土技术广泛应用于公路、桥梁、工程、地下隧道和各类建筑领域。在冲击荷载、疲劳荷载以及外界环境的长期作用下，加之混凝土材料自身性能存在一定的缺陷(尤其是收缩)，因此水泥混凝土开裂是难以避免的现象。水泥混凝土结构在温度应力、碳化、干湿交替、环境水侵蚀及荷载等因素作用下，会产生不同状态的裂缝，其表面和微观裂缝可继续发展成为具有破坏性的深层和贯穿性宏观裂缝，破坏公路、桥梁、工程、地下隧道和各类建筑结构的整体性，改变受力条件，致使混凝土失去设计功能，会造成重大安全隐患。裂缝对水泥混凝土的危害主要为：(1)裂缝影响混凝土结构的整体承载能力：裂缝会降低其刚度和抗剪强度，使混凝土结构中的钢筋承受拉力大于设计拉力，从而影响其承载力，并可能带来工程坍塌的危险；(2)裂缝会引起混凝土结构中的钢筋锈蚀：裂缝的存在会使水分或各种腐蚀介质及液体渗入结构体内，导致混凝土结构中的钢筋锈蚀或降低骨料强度而对整体结构带来严重危害。在寒冷环境条件下，混凝土结构中的裂缝存在会加重冻融对混凝土结构的损伤，使许多保护涂层发生开裂、脱落而失去其保护功能；(3)影响整体结构的耐久性：混凝土结构中的裂缝会使各种有害杂质进入混凝土裂缝中，加快了钢筋的锈蚀和混凝土的碳化，使得混凝土整体结构的耐久性显著降低；(4)影响结构的封闭性：在核电站、疫苗培养空间等重要场所，人们要求混凝土整体结构具有良好的封闭性，一旦发生裂缝现象将会带来严重的后果；(5)影响结构的舒适度：混凝土裂缝严重时可能导致构件，甚至工程全部报废，造成较大的经济损失，并会造成较严重的安全问题。水泥混凝土裂缝的形成和发展演化具有一定的复杂性，外部环境的影响以及混凝土材料存在的系列缺陷，两者的相互作用及相互影响，随着时间的推移逐步会形成混凝土裂缝，其对整体结构的使用性、安全性和耐久性影响重大，实现对混凝土裂缝的有效控制和及时修复更是一个系统性工程方面的技术难题，涉及混凝土裂缝的检测发现、混凝土裂缝位置的精确定位、混凝土裂缝形态及性质分析和混凝土裂缝的及时修复等方面。综上所述，当混凝土出现裂缝，特别是在气候和介质环境恶劣的服役环境中，须尽早选择高性能修补材料开展对混凝土裂缝的修复。及时开展对混凝土裂缝进行修复，对提高结构的安全性、可靠性具有重要意义。当前，如何及时发现混凝土出现的裂缝；如何准确定位混凝土裂缝的具体位置、深度、程度及形态；如何将修复混凝土裂缝工作与人工智能(AI)机器人结合起来，来提高修复混凝土裂缝的准确性、有效性、高效性；这些问题有待人们去解决。
技术实现思路
针对当前在修复混凝土裂缝领域技术发展存在的系列问题，本专利技术提供一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，以达到优化提高对混凝土裂缝修复的各项性能指标。本专利技术提供的一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体、机器人头、人工智能(ArtificialIntelligence，AI)机器人行走敲击检测系统；所述人工智能(AI)机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器和人工智能(AI)电脑；所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上，所述人工智能电脑装配在机器人头上；所述机器人足混凝土裂缝检测器由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器包括：行走敲击混凝土音响传感器、行走敲击混凝土音响回传信息存储器，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据；所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器与北斗定位系统或GPS定位系统相结合；所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储机器人行走时的精确定位数据，所述行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储的数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储的数据通过无线连接实时传送给人工智能电脑。进一步地，所述人工智能(AI)电脑上建立机器人行走敲击混凝土正常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土各种裂缝异常回音数据模型、机器人行走敲击混凝土裂缝深度数据模型和机器人行走敲击混凝土裂缝程度及裂缝形态数据模型；所述人工智能(AI)电脑与云数据库相连接。进一步地，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足包括：足部自发电器、质量块、足踝关节、足压力杆、缓冲块、足压力块、足压力板、足外层、碳纤维板层、足后跟垫块；所述质量块装配在机器人足的足底前端，具有行走敲击混凝土后产生音响回声数据信息功能；所述质量块的上端与足压力板相连接；所述足压力块的上端与足压力板相连接；所述足压力块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述足部自发电器装配在机器人足的足后跟较下端；所述足部自发电器的下端与碳纤维板层相连接；所述碳纤维板层的下端与足后跟垫块相连接；所述足部自发电器的上端通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的外表有足外层。进一步地，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在质量块与足部自发电器之间；所述机器人足混凝土裂缝检测器的上端与缓冲块相连接。进一步地，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂包括：一个或多个多功能修复混凝土裂缝的左手臂、一个或多个多功能修复混凝土裂缝的右手臂，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂采用激光式修复混凝土裂缝的手臂或修复剂式修复混凝土裂缝的手臂；所述激光式修复混凝土裂缝的手臂利用激光器激光加热的方式修复混凝土裂缝，其包括：激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修复手臂、激光加热混凝土裂缝中形状记忆合金的修复手臂。进一步地，所述机器人身体包括：修复剂容器、激光器、蓄电池、修复剂工作泵、一个或多个多功能修复左手臂接口、一个或多个多功能修复右手臂接口；所述修复剂容器内放置各种修复剂，所述修复剂采用的材料包括：无机型修复材料、有机型修复材料、复合型修复材料、水；所述机器人身体的下端与自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足相连接；所述机器人身体的左端通过多功能修复左手臂接口与多功能修复混凝土裂缝的左手臂相连接；所述机器人身体的右端通过多功能修复右手臂接口与多功能修复混凝土裂缝的右手臂相连接；所述机器人身体的多种多功能修复手臂的多个接口分别与多个多功能修复手臂相连接；所述机器人身体的上端与机器人头相连接。进一步地，所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂包括：一个或多个中空软管、修复剂工作器；所述中空软管的一端与修复剂工作泵相连接，所述中空软管的另一端与修复剂工作器相连接；所述修复剂工作器包括：修复剂注射工作头、修复剂喷头、混凝土裂缝清洁工作头、混凝土裂缝打磨工作头、混凝土裂缝加热工作头、混凝土裂缝干燥工作头、混凝土裂缝底涂工作头；所述修复剂工作器在行走敲击混凝土裂缝精确定位器的指引下能够进入混凝土裂缝的需要修复位置，开展多功能修复；在人工智能(AI)电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体、机器人头、人工智能机器人行走敲击检测系统；所述人工智能机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器和人工智能电脑；所述机器人头连接在机器人身体的上端，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足连接在机器人身体的下端，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂连接在机器人身体的左端和右端，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上，所述人工智能电脑装配在机器人头上；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上装配质量块和足部自发电器，所述机器人身体上装配蓄电池，所述蓄电池与足部自发电器相连接，所述机器人头上装配激光扫描仪；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足在需要检测的混凝土表面进行行走时，所述机器人头上装配的激光扫描仪对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能电脑存储，所述人工智能电脑根据检测数据判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝；所述质量块在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中不断敲击混凝土表面，敲击发出的回声被机器人足混凝土裂缝检测器收集存储，所述机器人足混凝土裂缝检测器将回声数据传输给人工智能电脑，所述人工智能电脑根据回声数据判断混凝土裂缝的位置、深度、裂缝程度及裂缝状态，然后所述人工智能电脑控制多功能修复混凝土裂缝的手臂对混凝土裂缝进行修复；所述足部自发电器在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中进行自发电，所述足部自发电器产生的电能输送给蓄电池储存，所述蓄电池给自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人提供工作电能。...

【技术特征摘要】
1.一种自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，包括：自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足、多功能修复混凝土裂缝的手臂、机器人身体、机器人头、人工智能机器人行走敲击检测系统；所述人工智能机器人行走敲击检测系统包括：机器人足混凝土裂缝检测器和人工智能电脑；所述机器人头连接在机器人身体的上端，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足连接在机器人身体的下端，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂连接在机器人身体的左端和右端，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上，所述人工智能电脑装配在机器人头上；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足上装配质量块和足部自发电器，所述机器人身体上装配蓄电池，所述蓄电池与足部自发电器相连接，所述机器人头上装配激光扫描仪；所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足在需要检测的混凝土表面进行行走时，所述机器人头上装配的激光扫描仪对混凝土表面进行检测，并将检测数据传输给人工智能电脑存储，所述人工智能电脑根据检测数据判断混凝土表面是否存在混凝土裂缝；所述质量块在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中不断敲击混凝土表面，敲击发出的回声被机器人足混凝土裂缝检测器收集存储，所述机器人足混凝土裂缝检测器将回声数据传输给人工智能电脑，所述人工智能电脑根据回声数据判断混凝土裂缝的位置、深度、裂缝程度及裂缝状态，然后所述人工智能电脑控制多功能修复混凝土裂缝的手臂对混凝土裂缝进行修复；所述足部自发电器在自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的行走过程中进行自发电，所述足部自发电器产生的电能输送给蓄电池储存，所述蓄电池给自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人提供工作电能。2.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述机器人足混凝土裂缝检测器装配在质量块与足部自发电器之间；所述机器人足混凝土裂缝检测器由行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器、行走敲击混凝土裂缝精确定位器和行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器构成，所述行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储机器人行走敲击混凝土正常状态回音数据与混凝土裂缝各种异常状态回音数据，所述行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储机器人行走时的精确定位数据，所述行走敲击混凝土裂缝综合信息传送器将行走敲击混凝土音响回传信息接收存储器收集存储的数据和行走敲击混凝土裂缝精确定位器收集存储的数据通过无线连接实时传送给人工智能电脑。3.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足还包括：足踝关节、足压力杆、缓冲块、足压力块、足压力板、足外层、碳纤维板层、足后跟垫块；所述足压力板与质量块的上端相连接；所述足压力块的上端与足压力板相连接；所述足压力块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述碳纤维板层与足部自发电器的下端相连接；所述碳纤维板层的下端与足后跟垫块相连接；所述足部自发电器的上端通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块通过足压力杆与足踝关节相连接；所述缓冲块与机器人足混凝土裂缝检测器的上端相连接；所述足外层位于自发电型行走检测混凝土裂缝的机器人足的外表。4.根据权利要求1所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述机器人身体包括激光器、修复剂容器和修复剂工作泵，所述修复剂容器内放置各种修复剂，所述多功能修复混凝土裂缝的手臂包括多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂的数量为一个或多个，所述多功能修复混凝土裂缝的左手臂和多功能修复混凝土裂缝的右手臂采用激光式修复混凝土裂缝的手臂或修复剂式修复混凝土裂缝的手臂；所述激光式修复混凝土裂缝的手臂利用激光器激光加热的方式修复混凝土裂缝；所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂包括：中空软管、修复剂工作器；所述中空软管的数量为一个或多个，所述中空软管的一端与修复剂工作泵相连接，所述中空软管的另一端与修复剂工作器相连接；在人工智能电脑的指令下，所述修复剂工作泵选择性地抽取某种性能的修复剂进入相应中空软管，再由修复剂工作器控制注入混凝土裂缝中；所述修复剂式修复混凝土裂缝的手臂采用的工作方法包括：环境响应高分子自修复法、聚脲技术修复法、灌缝胶注射修复法、压力注浆修复法、渗透结晶修复法、表面修复法；所述修复剂采用的材料包括：无机型修复材料、有机型修复材料、复合型修复材料、水；所述多功能修复混凝土裂缝的手臂中的多个中空软管能够根据混凝土所处环境，或混凝土裂缝所处位置及材料组成、裂缝大小、裂缝程度或裂缝性能，在人工智能电脑的指令下选择通入不同性能的修复剂材料来进行修复。5.根据权利要求4所述的自发电型检测与修复混凝土裂缝的多功能机器人，其特征在于，所述激光式修复混凝土裂缝的手臂包括激光加热混凝土中纳微胶囊释放修复剂的修...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁曦明，袁一楠，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42