一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，包括飞行机构，包括连接有若干个水平旋翼的机身；测膜机构，包括利用转轴装配在机身上设备板，设备板具备绕转轴轴线至少在平角范围内的转动自由度，设备板上固定有测膜探头；吸附与分离机构，测膜机构、吸附与分离机构均布置在设备板的同一面上，吸附与分离机构包括垂直固定在设备板上的立杆和顶升机构，立杆的顶端设有永磁体，顶升机构具备沿平行于立杆方向的直线往复自由度，永磁体距离设备板的垂直距离介于顶升机构顶端两个极限位置时与设备板的垂直距离之间。采用此发明专利技术能对人员难以触及的高处的钢结构进行漆膜的检测，对钢结构上表面、侧立面、下表面均能检测，适用面广。

A kind of UAV for measuring coating film thickness of high-rise steel structure

The invention discloses a UAV for measuring the coating film thickness of high-rise steel structure, including a flying mechanism, including a fuselage connected with several horizontal rotors; a film measuring mechanism, including an equipment board assembled on the fuselage by using a rotating shaft, the equipment board has a rotational freedom at least within a flat angle around the axis of the rotating shaft, and a film measuring probe is fixed on the equipment board; an absorption and separation mechanism, measuring The membrane mechanism, adsorption and separation mechanism are all arranged on the same side of the equipment board. The adsorption and separation mechanism includes a vertical pole fixed on the equipment board and a jacking mechanism. The top of the pole is equipped with permanent magnet, and the jacking mechanism has a linear reciprocating degree of freedom parallel to the pole direction. When the vertical distance between the permanent magnet and the equipment board is between the two limit positions on the top of the jacking mechanism, it is the same with the equipment Between the vertical distances of the plates. The invention can detect the paint film of the high steel structure which is hard to touch by the personnel, and can detect the upper surface, the side elevation and the lower surface of the steel structure, with a wide range of applications.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机
本专利技术涉及测漆膜厚设备领域，具体涉及一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机。
技术介绍
钢结构刷涂涂层以后，涂层会因为老化、粉化等原因会逐步变薄而慢慢失效，涂层过薄会导致钢结构受到腐蚀而发生破坏。同时有一些涂层在涂装施工时质量就不合格，施工完成后业主提出复检，所以要对钢结构进行涂层膜厚检测。而高层钢结构的膜厚检测比较困难，人员难以到达，检测成本高。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于提供一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，能对人员难以触及的高处的钢结构进行漆膜的检测，对钢结构上表面、侧立面、下表面均能检测，适用面广。为解决上述问题，本专利技术提供一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，包括：飞行机构，包括连接有若干个水平旋翼的机身；测膜机构，包括利用转轴装配在机身上设备板，设备板具备绕转轴轴线至少在平角范围内的转动自由度，设备板上固定有测膜探头；吸附与分离机构，测膜机构、吸附与分离机构均布置在设备板的同一面上，吸附与分离机构包括垂直固定在设备板上的立杆和顶升机构，立杆的顶端设有永磁体，顶升机构具备沿平行于立杆方向的直线往复自由度，永磁体距离设备板的垂直距离介于顶升机构顶端两个极限位置时与设备板的垂直距离之间。采用上述技术方案的有益效果是：对于高层的钢结构表面涂漆后的检测，本申请文件中的无人机可以对钢结构的上表面、侧里面、下表面的涂层均进行测量。无人机可以达到很多人力难达到的高度或者小尺寸的空间，只需改变设备板的角度，继而改变了测膜机构、吸附与分离机构的朝向。测量时，先调好测膜机构、吸附与分离机构的朝向，无人机飞抵所测钢结构处，永磁体吸住钢结构，无人机空间状态便比较稳定，不易晃动，以便让测膜探头完成对油漆厚度的测量。测量完成后，顶升机构伸出，将无人机顶离钢结构，让无人机再次自由飞行，来进行下一个部位的检测。永磁体相比电磁吸盘等由电来转换成磁吸力的设备，永磁体相对重量低却能提供足够的磁吸力了，永磁体吸附钢结构时并不承担无人机的所有重力，水平旋翼依旧提供升力，永磁体起到辅助稳定作用。转轴搭配设备板，使得测膜机构、吸附与分离机构的朝向具备朝上、朝一侧、朝下的自由度，对钢结构的测量面广。作为本专利技术的进一步改进，设备板上设有伺服电机，伺服电机的自身轴线垂直于设备板，测膜机构还包括悬臂，悬臂的两端分别连接伺服电机、测膜探头。采用上述技术方案的有益效果是：测膜探头可以以悬臂为半径，以伺服电机为圆心做弧线运动，可以保证在无人机、移动板空间位置静止的状态下，通过摆动悬臂来改变测膜探头的位置，通过同在一条弧线上但不同的局部点的数据采集进而求平均值，来保证测膜的准确性。作为本专利技术的更进一步改进，立杆、永磁体各设有四个，顶升机构设有一个，并且顶升机构距离各个立杆的距离相等。采用上述技术方案的有益效果是：四个立杆便于确定一个面，与钢结构接触后能够比较稳定，顶升机构位于立杆的中心，将无人机顶离时便于立杆同时脱离钢结构。作为本专利技术的又进一步改进，顶升机构为直线式电动缸，立杆不与悬臂的摆动路径干涉。采用上述技术方案的有益效果是：所有动力件均为统一的电动件，其中没有气动件，方便利用统一的电源驱动，防止设备累赘。作为本专利技术的又进一步改进，机身具备水平相向延伸的两根延伸臂，转轴自身轴线呈水平方向并与一根延伸臂装配，另一个延伸臂装配有竖直旋翼，竖直旋翼与水平旋翼的旋转平面相互垂直。采用上述技术方案的有益效果是：将吸附装置和测量装置放在无人机的侧面，这样就方便对钢结构的侧面进行吸附，完成对钢结构的侧面的膜厚测量。当测量竖立面的漆膜厚度时，竖直旋翼可以提供反推力，保证测膜探头能与被测钢结构接触，整体不易滑脱。作为本专利技术的又进一步改进，竖直旋翼的质量等于测膜机构、吸附与分离机构的质量。采用上述技术方案的有益效果是：同时竖直旋翼与设备板以及设备板是在无人机上对称布局的，平衡了改装后的无人机的重心，改装后的无人机的重心与初始的无人机的重心吻合。作为本专利技术的又进一步改进，转轴的自身轴线方向垂直于延伸臂的长度方向，转轴与设备板的中部固定。采用上述技术方案的有益效果是：设备板的转动不易与水平旋翼、机车干涉，能够获得较好的水平或竖直的状态。作为本专利技术的又进一步改进，转轴为自由停顿转轴，或者转轴连接有间歇式槽轮，间歇式槽轮的单位转动角度为90°。采用上述技术方案的有益效果是：转轴为自由停顿转轴时，设备板可以掰到任意角度并静止，间歇式槽轮可以控制设备板在一个竖直状态、两个水平状态下的稳定性，通过改变设备板自身的角度，每改变90°，既可以实现对钢结构的上平面、下平面、侧立面贴合并检测。作为本专利技术的又进一步改进，机身具备四个水平旋翼，延伸臂的两侧各具备两个水平旋翼，机身的底部具备底座。采用上述技术方案的有益效果是：便于通过现有市面上成熟的四轴无人机来改装。改装出的设备主体还是对称的，便于重力均匀分配，便于保证飞行的稳定性。作为本专利技术的又进一步改进，测膜探头与永磁体处在同一空间平面上，伺服电机、直线式电动缸位于同一空间竖直平面上。采用上述技术方案的有益效果是：永磁体吸附上钢结构后，测膜探头也和钢结构正好接触，随着设备板的摆动，伺服电机、直线式电动缸依然难改变无人机整体的重心，防止无人机飞行时歪斜。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种实施方式的立体图。1-水平旋翼；2-机身；3-延伸臂；4-竖直旋翼；5-底座；6-设备板；7-转轴；8-测膜探头；9-悬臂；10-伺服电机；11-立杆；12-永磁体；13-直线式电动缸。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术的内容做进一步的详细说明：为了达到本专利技术的目的，一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，包括：飞行机构，包括连接有若干个水平旋翼1的机身2；测膜机构，包括利用转轴7装配在机身2上设备板6，设备板6具备绕转轴7轴线至少在平角范围内的转动自由度，设备板6上固定有测膜探头8；吸附与分离机构，测膜机构、吸附与分离机构均布置在设备板6的同一面上，吸附与分离机构包括垂直固定在设备板6上的立杆11和顶升机构，立杆11的顶端设有永磁体12，顶升机构具备沿平行于立杆11方向的直线往复自由度，永磁体12距离设备板6的垂直距离介于顶升机构顶端两个极限位置时与设备板6的垂直距离之间。采用上述技术方案的有益效果是：对于高层的钢结构表面涂漆后的检测，本申请文件中的无人机可以对钢结构的上表面、侧里面、下表面的涂层均进行测量。无人机可以达到很多人力难达到的高度或者小尺寸的空间，只需改变设备板的角度，继而改变了测膜机构、吸附与分离机构的朝向。测量时，先调好测膜机构、吸附与分离机构的朝向，无人机飞抵所测钢结构处，永磁体吸住钢结构，无人机空间状态便比较稳定，不易晃动，以便让测膜探头完成对油漆厚度的测量。测量完成后，顶升机构伸出，将无人机顶离钢结构，让无人机再次自由飞行，来进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，其特征在于，包括：飞行机构，包括连接有若干个水平旋翼的机身；测膜机构，包括利用转轴装配在机身上设备板，所述设备板具备绕转轴轴线至少在平角范围内的转动自由度，所述设备板上固定有测膜探头；吸附与分离机构，所述测膜机构、吸附与分离机构均布置在设备板的同一面上，所述吸附与分离机构包括垂直固定在设备板上的立杆和顶升机构，所述立杆的顶端设有永磁体，所述顶升机构具备沿平行于立杆方向的直线往复自由度，所述永磁体距离设备板的垂直距离介于顶升机构顶端两个极限位置时与设备板的垂直距离之间。

【技术特征摘要】
1.一种用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，其特征在于，包括：飞行机构，包括连接有若干个水平旋翼的机身；测膜机构，包括利用转轴装配在机身上设备板，所述设备板具备绕转轴轴线至少在平角范围内的转动自由度，所述设备板上固定有测膜探头；吸附与分离机构，所述测膜机构、吸附与分离机构均布置在设备板的同一面上，所述吸附与分离机构包括垂直固定在设备板上的立杆和顶升机构，所述立杆的顶端设有永磁体，所述顶升机构具备沿平行于立杆方向的直线往复自由度，所述永磁体距离设备板的垂直距离介于顶升机构顶端两个极限位置时与设备板的垂直距离之间。2.根据权利要求1所述的用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，其特征在于：所述设备板上设有伺服电机，所述伺服电机的自身轴线垂直于设备板，所述测膜机构还包括悬臂，所述悬臂的两端分别连接伺服电机、测膜探头。3.根据权利要求2所述的用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，其特征在于：所述立杆、永磁体各设有四个，所述顶升机构设有一个，并且顶升机构距离各个立杆的距离相等。4.根据权利要求3所述的用于高层钢结构涂层膜厚测量的无人机，其特征在于：所述顶升机构为直线式电动缸，所述立杆不与悬臂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锋，林盛昌，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32