一种建筑物结构安全检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种建筑物结构安全检测系统及其检测方法，涉及土木工程检测领域，包括多个布置在建筑物四周的摄像头，多个摄像头与控制终端电连接，U型板的两个竖直段内侧壁上铰接设置有壳体；在安装座中部水平转动设置有从动齿轮，与从动齿轮啮合的蜗杆水平转动设置在两个固定块上，在蜗杆的延伸段上设有伞齿轮；水平电机输出端上设有驱动齿轮，在驱动齿轮的转轴上设有定位组件。本发明专利技术利用其摄像头的安装点位限制小、固定稳定性高且检测精度高的特点，应用于诸如房建、网架、边坡、场地等为测量目标的长期系统性测量环境中，并且通过多个摄像头的精准采集，以供远程计算机后端的有效数据整理、对比以及出具可靠的数据信息报告。告。告。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑物结构安全检测系统及其检测方法


[0001]本专利技术涉及土木工程检测
，尤其涉及一种建筑物结构安全检测系统及其检测方法。

技术介绍

[0002]建筑物的3D检测，已经开始用于土木工程行业的各个方面，为工程管理、造价控制、抢险救灾带来了非常大的帮助；但由于目前的数据采集设备主要是激光雷达，虽然精度较高，但激光雷达成本较高，且激光对人眼构成一定安全风险、设备不宜维护、且每次需要专用设备进出场无法做到实时监测。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种建筑物结构安全检测系统及其检测方法，以解决上述问题。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：一种建筑物结构安全检测系统，包括多个布置在建筑物四周的摄像头，多个摄像头与控制终端电连接，在每一个所述摄像头底部均设置有倒置的U型板，且U型板的两个竖直段内侧壁上铰接设置有下端开放的壳体，壳体底部设有安装座；在所述安装座中部水平转动设置有从动齿轮，安装座上设有竖直电机，竖直电机倒置且其输出端上设有与从动齿轮啮合的锥形齿轮，在安装座上设有两个固定块，与从动齿轮啮合的蜗杆水平转动设置在两个固定块上，蜗杆任一端活动贯穿一个固定块后向靠近锥形齿轮的方向延伸，且在蜗杆的延伸段上设有与锥形齿轮啮合的伞齿轮；在从动齿轮的上端面中部设有连接筒，倒置的气缸轴线与连接筒的轴线重合，且气缸的输出端与连接筒上端连接，气缸的本体端上与之轴线垂直的连接柱，连接柱的两端转动设置的壳体相对的两个内侧壁上；在连接柱上固定有水平电机，水平电机输出端上设有驱动齿轮，在壳体内侧壁上转动设有与驱动齿轮啮合的调节齿轮，且调节齿轮的转轴远离水平电机的一端端部活动贯穿壳体内壁后与U型板的一个竖直段内侧壁连接，且在驱动齿轮的转轴上设有定位组件。现有技术中建、构筑物和土木工程项目的实时3D监测效果不理想，归结其原因在于，传统的高清摄像头因其点位布置不合理（只能定点采集数据，且采集范围偏小），或是采集数据失真（流动采集时摄像头的支座晃动或是支座形变而导致），亦或是采用高性能的激光雷达时成本高昂，且容易对人体人眼造成危害；针对上述缺陷，申请人设计出一种用于土木工程项目的3D实时检测系统，利用其摄像头的安装点位限制小、固定稳定性高且检测精度高的特点，应用于诸如房建、网架、边坡、场地等为测量目标的长期系统性测量环境中，并且通过多个摄像头的精准采集，以供远程计算机后端的有效数据整理、对比以及出具可靠的数据信息报告（如输出位移数据、房屋危险情况告警等）；同时通过特殊设计的安装座能使得摄像头应对各类安装点位，确保检测精度不受影响，而提取的实时监测数据、历史监测数据可提供
直观的设计、施工、维护依据，全项目流程的过程数据可形成数据资产用于研究或销售。
[0005]在不考虑安装点位时，本技术方案的具体工作原理如下：U型板与摄像头连接成整体，U型板与壳体铰接，通过安装座将壳体固定在对应的安装点位上，安装点位的设计要求检测范围能将检测目标环绕包围，根据预设的检测角度，启动竖直电机，以实现锥形齿轮与从动齿轮的配合，继而带动气缸、壳体以及摄像头绕从动齿轮的轴线转动；与此同时，还能在气缸启动后对摄像头的安装初始高度进行有效调节，即气缸会带动壳体和摄像头在竖直方向上远离安装座；而在调节摄像头的仰角时，启动水平电机，水平电机带动驱动齿轮与调节齿轮啮合，继而带动U型板绕其铰接轴进行间歇或是持续性翻转运动，上述三种调整均能同步进行，以快速实现当前阶段最佳的采集视角。需要说明的是，在水平方向以及竖直方向上的齿轮调节时，需要确保摄像头在到达指定采集视角后，摄像头的状态即能确定稳固下来，此时位于驱动齿轮的转轴上的定位组件，即能将驱动齿轮与调节齿轮瞬时固定，以避免摄像头错过最佳的采集视角，并且在停机时，定位组件仍旧能保持对驱动齿轮的位置限定，以防止摄像头随U型板自由晃动；而转动设置在两个固定块之间的蜗杆始终与从动齿轮保持啮合，且当竖直电机停机时，蜗杆上的伞齿轮与锥形齿轮传动停止，即蜗杆无法继续转动，此时从动齿轮与蜗杆之间因摩擦角的提前涉及，使得蜗杆能对从动齿轮进行锁紧；因此，本技术方案中的摄像头能实现多个采集视角的快速稳定。
[0006]所述安装座包括固定座、螺杆以及底盘，底盘位于壳体开放端下部，固定座呈圆台形且在其上端面开有螺孔，螺杆下端与螺孔配合，螺杆的上端部与底盘下表面连接，从动齿轮转动设置在底盘上表面，固定座上开有多个用于安装的固定孔。进一步地，安装座的主要目的在于紧固壳体以及摄像头，利用其圆形形状，能定点安装时保持与墙面、平台的接触面积，同样地对于杆件或是管件等安装位亦能通过抱箍或是钢绳与其固定连接；同时螺杆与固定座之间螺纹配合，可对壳体或是摄像头的初始高度进行微调，以避让或是绕过影响安装的障碍物。
[0007]沿所述固定座的周向在其外圆周壁上设有安装环，安装环上设有多个连杆，且在每一个连杆外壁上均固定有与之同轴的拉伸弹簧，拉伸弹簧与底盘下表面连接。进一步地，在摄像头进行活动点位安装时，其载具包括无人机、机械狗或是车辆等，在其移动时必定会产生一定的晃动或是倾斜，为避免摄像头在该类工况下出现晃动或是偏移，本技术方案在固定座外圆周壁上设置安装环，同时利用安装环上的多个连杆与拉伸弹簧，能将由载具传递至壳体的作用力消除，由于多个拉伸弹簧的分布是呈环形分布的，因此，不同角度的作用应力均能被拉伸弹簧的形变以及形变回复所抵消。
[0008]所述定位组件包括外套筒、传动轴以及驱动盘，传动轴的一端与驱动齿轮侧壁连接，传动轴另一端与锁紧块连接，驱动盘的一端与水平电机的输出端连接，沿驱动盘的周向在其另一端端面上开有多个呈半球形的凹槽；所述外套筒正对驱动齿轮的一端内径沿其轴线朝远离驱动齿轮的方向递减，所述锁紧块为圆台形且其外壁与外套筒内径递减的一端内壁接触，在外套筒内壁中部设有缩小段，且缩小段的内径与锁紧块的最小端直径相同，在锁紧块的最小直径端端面设有对接盘，沿对接盘的周向在其端面上设有多个与凹槽对应的卡槽，且相互对应的凹槽与卡槽形成一个球形腔，每一个球形腔内均设有滚珠；在传动轴上套设有复位弹簧，且复位弹簧位于锁紧块的大直径端端面与驱动齿轮
的侧壁之间，当驱动齿轮转动时，复位弹簧处于压缩状态。进一步地，定位组件的主要目的在于对驱动齿轮的转动进行限定，具体工作原理如下：传动轴与锁紧块之间的连接方式为活动连接，即锁紧块端面中部设置有通孔，通孔内壁上设有与之轴线平行的键槽，传动轴外壁上设有与键槽配合的锁定键，而水平电机的输出端与驱动盘之间的连接为固定连接；水平电机启动后，利用滚珠与对接盘之间的作用力，使得锁紧块朝靠近驱动齿轮的方向移动，此时锁紧块的外壁与外套筒的缩小段分离，复位弹簧被压缩，驱动齿轮、传动轴、锁紧块以及驱动盘随水平电机的输出端一并转动，以实现U型板以及摄像头的翻转；而当水平电机停机后，驱动盘停止转动，即滚珠无法继续提供迫使锁紧块转动的摩擦力，同时在复位弹簧形变恢复的前提下，锁紧块外壁重新与外套筒的渐变段接触，而同为锥形面的锁紧块与渐变段之间的摩擦力增大，足够对传动轴转动进行限制，即将传动轴锁紧，驱动齿轮无法继续转动，且保持与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑物结构安全检测系统，包括多个布置在建筑物四周的摄像头（1），多个摄像头（1）与控制终端电连接，其特征在于：在每一个所述摄像头（1）底部均设置有倒置的U型板（2），且U型板（2）的两个竖直段内侧壁上铰接设置有下端开放的壳体（4），壳体（4）底部设有安装座；在所述安装座中部水平转动设置有从动齿轮（19），安装座上设有竖直电机（16），竖直电机（16）倒置且其输出端上设有锥形齿轮，在安装座上设有两个固定块（20），与从动齿轮（19）啮合的蜗杆（18）水平转动设置在两个固定块（20）上，蜗杆（18）任一端活动贯穿一个固定块（20）后向靠近锥形齿轮的方向延伸，且在蜗杆（18）的延伸段上设有与锥形齿轮啮合的伞齿轮；在从动齿轮（19）的上端面中部设有连接筒（17），倒置的气缸（15）轴线与连接筒（17）的轴线重合，且气缸（15）的输出端与连接筒（17）上端连接，气缸（15）的本体端上与之轴线垂直的连接柱（14），连接柱（14）的两端转动设置的壳体（4）相对的两个内侧壁上；在连接柱（14）上固定有水平电机（13），水平电机（13）输出端上设有驱动齿轮（28），在壳体（4）内侧壁上转动设有与驱动齿轮（28）啮合的调节齿轮，且调节齿轮的转轴远离水平电机（13）的一端端部活动贯穿壳体（4）内壁后与U型板（2）的一个竖直段内侧壁连接，且在驱动齿轮（28）的转轴上设有定位组件（11）。2.根据权利要求1所述的一种建筑物结构安全检测系统，其特征在于：所述安装座包括固定座（7）、螺杆（6）以及底盘（5），底盘（5）位于壳体（4）开放端下部，固定座（7）呈圆台形且在其上端面开有螺孔，螺杆（6）下端与螺孔配合，螺杆（6）的上端部与底盘（5）下表面连接，从动齿轮（19）转动设置在底盘（5）上表面，固定座（7）上开有多个用于安装的固定孔（21）。3.根据权利要求2所述的一种建筑物结构安全检测系统，其特征在于：沿所述固定座（7）的周向在其外圆周壁上设有安装环（10），安装环（10）上设有多个连杆（9），且在每一个连杆（9）外壁上均固定有与之同轴的拉伸弹簧（8），拉伸弹簧（8）与底盘（5）下表面连接。4.根据权利要求1所述的一种建筑物结构安全检测系统，其特征在于：所述定位组件（11）包括外套筒、传动轴（31）以及驱动盘（33），传动轴（31）的一端与驱动齿轮（28）侧壁连接，传动轴（31）另一端与锁紧块（30）连接，驱动盘（33）的一端与水平电机（13）的输出端连接，沿驱动盘（33）的周向在其另一端端面上开有多个呈半球形的凹槽；所述外套筒正对驱动齿轮（28）的一端内径沿其轴线朝远离驱动齿轮（28）...

【专利技术属性】
技术研发人员：弋理，袁浩，韩扉，王永红，袁春林，张国昊，彭湘蓉，
申请(专利权)人：中建西南咨询顾问有限公司，
类型：发明
国别省市：