基于机器人的幕墙损伤检测识别系统及方法技术方案

一种基于机器人的幕墙损伤检测识别系统及方法，该检测识别系统包括搭载到幕墙检测机器人上的敲击装置、激光检测装置和声音采集处理装置，敲击装置上带有的力信号传感器和加速度传感器与振动信号采集仪连接；激光检测装置包括线激光发射器和摄像头，水平方向和垂直方向各放置两个激光发射器，摄像头对线激光发射器发射的线激光视觉图像进行特征信息识别；声音采集处理装置包括敲击电磁铁以及依次连接的麦克风、前置放大器和频率采集模数转换器。其方法是三种装置分别进行检测结构胶的损伤状况、对幕墙玻璃面板的间距和平行度检测识别和对玻璃幕墙结构的粘结完整性检测。本发明专利技术安装简单、易于操作，能够对幕墙进行全面的检测及损伤识别。及损伤识别。及损伤识别。

【技术实现步骤摘要】
基于机器人的幕墙损伤检测识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种用于对幕墙损伤情况进行检测及识别的方法，属于幕墙检测


技术介绍

[0002]隐框玻璃幕墙完全依靠结构胶(硅酮结构胶)把玻璃面板(热反射镀膜玻璃)粘结在铝型材框架(附框)上。随着使用寿命的增加，由于长期的热应力和环境老化的影响，隐框玻璃幕墙不可避免地会出现裂缝、气泡、分层、脱胶等缺陷，结构胶脱胶缺陷非常常见。一旦出现脱胶缺陷，就可能导致幕墙玻璃脱落，从而可能导致事故和重大的财产损失。
[0003]隐式框架支撑玻璃幕墙的脱粘检测有多种方法，常用的检测方法有吸盘法和气球法，通过吸盘或气球对玻璃施加压力来模拟风荷载，用应力和位移来评价玻璃幕墙的质量。然而，在测试之前，必须安装气球或机械装置以施加适当的负载，这导致效率低。与吸盘法和球囊法相比，振动检测方法大大改进了检测过程。同时，针对脱粘缺陷的检测，提出了各种超声检测方法，如超声扫描、超声导波等。总的来说，超声导波法对检测大型缺陷是有效的，但对小型脱胶缺陷的研究很少，只有一些模拟研究。
[0004]论文《一种基于FFT功率谱的全隐框玻璃幕墙结构胶脱粘长度检测方法》(《New damage detection method of structural silicone sealant in hidden frame supported glass curtain wall based on FFT power spectrum》.Sichuan Build.Sci.2009,35,104
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107.)中使用FFT功率谱方法检测并评估脱粘缺陷，功率谱峰值对总功率的贡献被用作脱粘长度的评估指标。《基于Hilbert
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Huang变换和传递函数的玻璃幕墙损伤识别研究》(Investigation of damage identification for glass curtain wall based on Hilbert
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Huang transform and transmissibility function.Int.J.Model.Identif.Control 2011,13,38
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45.)开发了隐藏框架支撑玻璃幕墙的动态识别方法，并将振动传递率用作基于HHT的损伤识别指标。《金属断裂前不锈钢纤维金属层合板的冲击损伤与同向粘结》(《Debonding and impact damage in stainless steel fibre metal laminates prior to metal fracture》.Compos.Struct.2015,119,777
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786.)通过超声扫描评估了脱粘和冲击损伤，以研究脱粘缺陷与金属表面形态之间的关系。上述的结构胶识别方法缺陷是测试时间很长，测点多，难以在实际工程中使用。
[0005]中国专利文献CN109959709A公开一种全隐框玻璃幕墙边界结构密封胶损伤识别方法，该方法在玻璃面板上长边四分之一与短边四分之一相交位置安装加速度传感器，通过力锤在加速度传感器附近敲击面板，得到加速度和脉冲信号，计算频率响应函数及幅值。再计算损伤前后玻璃幕墙频响函数的相对累计误差，根据相对累计误差的大小，可识别出全隐框式玻璃幕墙的损伤情况。
[0006]CN114580238A公开一种结构密封胶损伤程度评估方法，首先对隐框玻璃幕墙面板单元进行有限元建模，在不同损伤程度下，采用谐响应分析方法计算面板单元长边与短边十六分之一点激振八分之一点响应的跨点频响函数并取对数，计算对数跨点频响函数的相
对累积差异，将相对累积差异和损伤程度进行线性拟合，得出结构密封胶损伤程度与相对累计差异间的函数关系。再对面板单元进行十六分之一点激振八分之一点响应的锤击试验，得到面板单元的对数跨点频响函数的相对累积差异Et，根据拟合方程计算面板单元结构密封胶的损伤程度。
[0007]上述方法在结构胶损伤检测上都只能定性的分析损伤，无法让检测者直观地感知结构胶损伤程度和损伤位置，导致经常发生对隐框玻璃幕墙面板安全状态的误判，或者结构胶已经发生了脱胶，检测人员还不知道，一旦玻璃幕墙结构胶已经有缺陷，再使用下去极有可能会发生面板脱落，无法保证人们生命和财产的安全，也让其使用评价变差。
[0008]CN114235814A公开一种建筑玻璃幕墙裂纹识别方法，包括如下步骤：采集玻璃幕墙图像；预处理所述玻璃幕墙图像，得到待检图像；提取所述待检图像中的边缘，得到边缘图像；提取所述边缘图像的特征向量，特征向量包括分布密度特征和on像素特征；构建并训练分类模型；将所述边缘图像的特征向量输入至分类模型，得到分类结果，所述分类结果包括裂纹和非裂纹。该方法没有给出面板间断点的偏移情况，不能准确地对幕墙玻璃面板的损伤情况进行定量的分析。
[0009]CN114677336A公开一种基于红外图像的幕墙面板损伤识别方法，包括以下步骤：S1.获取幕墙红外图像，预处理后获得幕墙灰度图像；S2.通过亮度补偿，调整幕墙灰度图像中杂物倒影阴影区的亮度值，使其小于损伤部位的亮度值，然后将调整后的幕墙灰度图像进行K均值聚类，得到待匹配图像；S3.用平方差匹配法将损伤模板与待匹配图像进行匹配，识别出与损伤模板最匹配的区域作为疑似损伤区域，并确定其位置；损伤模板为损伤幕墙面板红外图像经预处理后的灰度图像。该方法是对大面积的幕墙面板进行扫描识别，没有专注与整个幕墙中单块面板的检测，无法去分析单块面板是否需要更换与维护。
[0010]此外现有幕墙损伤的检测技术并不全面，不能对结构胶和面板的损伤进行全面检测。
[0011]因此，在幕墙损伤检测领域，仍然需要简单易操作、快速且全面的隐框玻璃幕墙损伤检测识别方法。

技术实现思路

[0012]针对现有建筑幕墙的损伤检测识别技术存在的不足，本专利技术提供一种能够快速分析并全面、直观地感知损伤程度和损伤位置的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，及其检测识别方法，适用于所有幕墙检测机器人。
[0013]本专利技术基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，采用以下技术方案：
[0014]该检测识别系统，包括敲击装置、激光检测装置和声音采集处理装置，这三个装置均搭载到幕墙检测机器人上；
[0015]敲击装置包括敲击电磁铁，敲击电磁铁的一端为接触幕墙面板的敲击端，另一端与面板不接触并带有一个力信号传感器，敲击端外侧设置有伸缩杆，加速度传感器固定于伸缩杆上。所述伸缩杆采用电动伸缩杆，从而确保非接触式加速度传感器可以准确的获取振动参数，可以在检测前根据检测机器人距离面板高度以及伸缩杆的行程来确定非接触时加速度传感器的安装方式以及确定与玻璃面板的距离。力信号传感器和加速度传感器均通过传输信号线与振动信号采集仪连接，将测得的信号传递到振动信号采集仪中，获得各阶
固有频率，再进行损伤判别。
[0016]激光检测装置包括线激光发射器和摄像头，其中线激光发射器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：包括敲击装置、激光检测装置和声音采集处理装置，这三个装置均搭载到幕墙检测机器人上；敲击装置包括敲击电磁铁，敲击电磁铁的一端为接触幕墙面板的敲击端，另一端与面板不接触并带有一个力信号传感器，敲击端外侧设置有伸缩杆，加速度传感器固定于伸缩杆上。力信号传感器和加速度传感器均通过传输信号线与振动信号采集仪连接；激光检测装置包括线激光发射器和摄像头，其中线激光发射器采用四组，呈十字对称排布，水平方向和垂直方向各放置两个；摄像头对线激光发射器发射的线激光视觉图像进行特征信息识别；声音采集处理装置包括敲击电磁铁、麦克风、前置放大器和频率采集模数转换器，敲击电磁铁的敲击端为接触幕墙面板的敲击球头，敲击端外侧设置有支架，麦克风安装在该支架上，麦克风连接前置放大器模块，前置放大器连接频率采集模数转换器。2.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述伸缩杆采用电动伸缩杆。3.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述线激光发射器末端装有舵机，通过舵机调整激光发射器射出激光的角度，四个激光发射器的偏转角度相同。4.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述摄像头的高度需根据检测机器人距离幕墙面板的高度来确定。5.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述敲击球头是在一个圆柱体末端开设的U型槽中安装的球状敲击头。6.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述麦克风高灵敏度端靠近敲击球头。7.根据权利要求1所述的基于机器人的幕墙损伤检测识别系统，其特征是：所述麦克风垂直于幕墙玻璃面板方向。8.一种权利要求1
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7任一项幕墙损伤检测识别系统进行检测识别的方法，其特征是，包括以下步骤:(1)敲击装置检测结构胶的损伤状况：通过敲击装置中敲击电磁铁的敲击端对幕墙玻璃面板进行敲击，由敲击装置上的力信号传感器和加速度传感器获得包括敲击力和加速度的振动信号，振动信号传递到振动信号采集仪中，由振动信号采集仪获得各阶固有频率；敲击结构胶完好幕墙玻璃面板获得的固有频率称为标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱燕明，曲京儒，阎玉芹，孙捷，陈友玲，
申请(专利权)人：江苏恒尚节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：