【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于建筑安全檢測領域，具體涉及一種用于建筑外立面大范圍高效檢測的爬壁機器人。
技術介紹
1、隨著城市化發展、建筑物的增多，建筑物安全隱患與安全事故成為備受關注的問題，最常見的是墻體裂縫和墻面脫空帶來的安全隱患和事故。傳統人工檢測方式存在安全隱患，且效率較低、時間成本高，使用外立面檢測爬壁機器人可以避免這些問題，使檢測更加高效智能，并且能夠為建筑物維護提供支持。
2、目前，多用爬壁機器人來檢測垂直立面的缺陷損傷。一方面，現有爬壁機器人均采用負壓原理使爬壁機器人吸附在垂直立面上，不同的立面材質、光滑度等因素會使爬壁機器人爬行時不夠穩定，從而導致爬壁機器人在作業過程中產生晃動甚至掉落的問題。另一方面，現有爬壁機器人的單次檢測范圍較小，受搭載的傳感器本身的檢測范圍所限制。
3、具體地，現有的爬壁機器人多采用吸附方式來實現墻面爬行，例如負壓吸附、磁吸附和仿生吸附等。工程領域上的外立面爬行需要具有一定的魯棒性和安全性，而吸附式爬壁機器人無法保證。首先，吸附式爬壁機器人受墻面本身影響較大，其吸附面需要光滑平整且不能有障礙物，當遇到不平整的位置時機器人容易卡住導致無法正常上下，甚至有掉落的可能性，在實際應用中，需要對墻面進行清理和打磨以保證其吸附效果，提升了操作難度和成本；其次，吸附式爬壁機器人的耗電量較大，一旦電池電量消耗完畢，爬壁機器人可能直接掉落；最后，為了保證工程上的安全性，目前大部分實現方案中的機器人會采用安全繩和系留供電的方式，但是這種方式會增加爬壁機器人的重量，從而需要更多的吸附力，極有可能因電線
4、目前，能達成大范圍檢測目的的多采用的是無人機，而無人機由于無法抵近建筑，導致其檢測精度較低，難以觀察到細小裂縫。因此可抵近檢測的爬壁機器人成為建筑外立面損傷檢測的趨勢。而現有爬壁機器人只是將檢測用的傳感器簡單固定在機器人前方或上方，其檢測范圍更多由傳感器本身決定。
5、綜上，如何通過擴大爬壁機器人的單次檢測范圍，以進一步提升檢測效率是值得研究的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，提供一種用于建筑外立面大范圍高效檢測的爬壁機器人，該爬壁機器人能夠在多種墻面的豎直外立面穩定上下爬升，并具有較大的檢測范圍，能夠進行建筑外立面裂縫損傷的大范圍檢測。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種用于建筑外立面大范圍高效檢測的爬壁機器人，包括機身以及安裝于所述機身的爬升模塊、螺旋槳推進模塊和檢測模塊；所述爬升模塊適于使得所述爬壁機器人沿繩索爬升或下降；所述螺旋槳推進模塊適于推進所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面；所述檢測模塊采用旋轉云臺搭載相機，并且通過所述旋轉云臺大范圍轉動而帶動所述相機在所述爬壁機器人爬升或下降的過程中對所述建筑外立面進行大范圍損傷檢測。
4、可選地，所述爬升模塊包括設置于所述機身內的固定架以及安裝于所述固定架的電機、齒輪、安全繩和兩個滑輪；所述電機和所述齒輪之間驅動連接；所述安全繩依次繞過所述兩個滑輪中的一個滑輪、所述齒輪以及所述兩個滑輪中的另一個滑輪，并且所述安全繩的一端固定于建筑物的頂部、另一端捆綁重物；當所述電機驅動所述齒輪轉動時，帶動所述兩個滑輪轉動，從而使所述爬壁機器人沿所述安全繩爬升或下降。
5、可選地，所述電機為減速電機，并且采用動力電磁供電。
6、可選地，所述螺旋槳推進模塊包括螺旋槳固定桿和兩個螺旋槳；所述螺旋槳固定桿安裝于所述機身的頂部，所述兩個螺旋槳分別安裝于所述螺旋槳固定桿的左右兩端；所述兩個螺旋槳旋轉時產生推進力而使所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面。
7、可選地，所述檢測模塊安裝于所述機身的頂部并且包括所述旋轉云臺以及安裝于所述旋轉云臺的檢測桿和安裝于所述檢測桿的所述相機；所述旋轉云臺適于大范圍轉動以通過所述檢測桿帶動所述相機同步轉動而進行大范圍損傷檢測。
8、可選地，所述旋轉云臺包括云臺轉盤、平面軸承、舵盤和舵機；所述舵機安裝于所述機身的頂部，并且所述舵機的頂部設置有齒輪；所述舵盤安裝于所述舵機頂部的所述齒輪上，并且所述舵盤上方安裝有內徑大于所述平面軸承內徑的圓盤；所述平面軸承安裝于所述圓盤上；所述云臺轉盤安裝于所述平面軸承上；所述檢測桿安裝于所述云臺轉盤；所述舵機適于大范圍轉動，以依次帶動所述舵盤、所述平面軸承、所述云臺轉盤和所述檢測桿大范圍轉動。
9、可選地，所述舵機采用270度的最大旋轉角度。
10、可選地，所述相機包括適于進行裂縫檢測的雙目立體視覺相機；所述雙目立體視覺相機旋轉90度安裝，以將水平視場角變為垂直視場角，從而在其跟隨所述旋轉云臺旋轉時能夠覆蓋更廣闊的檢測區域。
11、可選地，所述相機包括紅外熱成像相機；所述紅外熱成像相機適于進行滲水檢測。
12、可選地，所述的爬壁機器人還包括安裝于所述機身的敲擊模塊；所述敲擊模塊安裝于所述機身的底部用于檢測空鼓；所述敲擊模塊包括敲擊錘和功放；所述敲擊錘每敲擊一次，所述功放播放一次敲擊聲。
13、相較于現有技術，本專利技術的技術方案至少具有以下有益效果：
14、例如，該爬壁機器人能夠在多種墻面包括不平整墻面的豎直外立面穩定上下爬升，并具有較大的檢測范圍，能夠進行建筑外立面裂縫損傷的大范圍檢測。
15、又例如，由于現有技術中吸附式爬行的穩定性和安全性不足，考慮到高層作業中常需要使用安全繩來保證安全，本專利技術設計了一種沿繩索上下爬升的爬升模塊。不僅，可以實現爬壁機器人的立面爬升功能，還能通過爬升模塊的斷電鎖死功能在極端情況下例如空中斷電時自鎖，從而保證作業的安全性，防止因電量耗盡等原因導致爬壁機器人直接掉落。
16、又例如，該爬壁機器人同時采用了螺旋槳推進貼附的設計，使得爬壁機器人在爬升和檢測過程中能夠始終穩定地貼附在外墻表面。
17、又例如，為了提升爬壁機器人的檢測范圍，本專利技術在機身上設計了270度旋轉云臺并搭載了端頭設置有雙目立體視覺相機的檢測桿，使得爬壁機器人在爬升過程的同時能夠控制旋轉云臺進行掃描，從而大幅度擴大檢測范圍。
18、又例如，為了使得旋轉云臺在轉動過程中克服風吹、震動等因素帶來的不穩定影響，設計了與檢測桿尺寸一致的方管插槽，并將方管插槽分為了前后兩個部分，使得重量能夠減輕，另外方管插槽開了兩個固定孔，使得檢測桿能夠穩定的固定在云臺上。
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1.一種用于建筑外立面大范圍高效檢測的爬壁機器人，其特征在于，包括機身以及安裝于所述機身的爬升模塊（200）、螺旋槳推進模塊和檢測模塊（400）；所述爬升模塊（200）適于使得所述爬壁機器人沿繩索爬升或下降；所述螺旋槳推進模塊適于推進所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面；所述檢測模塊（400）采用旋轉云臺搭載相機，并且通過所述旋轉云臺大范圍轉動而帶動所述相機在所述爬壁機器人爬升或下降的過程中對所述建筑外立面進行大范圍損傷檢測。
2.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述爬升模塊（200）包括設置于所述機身內的固定架以及安裝于所述固定架的電機（201）、齒輪（202）、安全繩（209）和兩個滑輪（203）；所述電機（201）和所述齒輪（202）之間驅動連接；所述安全繩（209）依次繞過所述兩個滑輪（203）中的一個滑輪（203）、所述齒輪（202）以及所述兩個滑輪（203）中的另一個滑輪（203），并且所述安全繩（209）的一端固定于建筑物的頂部、另一端捆綁重物；當所述電機（201）驅動所述齒輪（202）轉動時，帶動所述兩個滑輪（203）轉動，從而使所述爬壁機器人
3.根據權利要求2所述的爬壁機器人，其特征在于：所述電機（201）為減速電機，并且采用動力電磁供電。
4.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述螺旋槳推進模塊包括螺旋槳固定桿（302）和兩個螺旋槳（301）；所述螺旋槳固定桿（302）安裝于所述機身的頂部，所述兩個螺旋槳（301）分別安裝于所述螺旋槳固定桿（302）的左右兩端；所述兩個螺旋槳（301）旋轉時產生推進力而使所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面。
5.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述檢測模塊（400）安裝于所述機身的頂部并且包括所述旋轉云臺以及安裝于所述旋轉云臺的檢測桿（405）和安裝于所述檢測桿（405）的所述相機；所述旋轉云臺適于大范圍轉動以通過所述檢測桿（405）帶動所述相機同步轉動而進行大范圍損傷檢測。
6.根據權利要求5所述的爬壁機器人，其特征在于：所述旋轉云臺包括云臺轉盤（401）、平面軸承（402）、舵盤（403）和舵機（404）；所述舵機（404）安裝于所述機身的頂部，并且所述舵機（404）的頂部設置有齒輪；所述舵盤（403）安裝于所述舵機（404）頂部的所述齒輪上，并且所述舵盤（403）上方安裝有內徑大于所述平面軸承（402）內徑的圓盤；所述平面軸承（402）安裝于所述圓盤上；所述云臺轉盤（401）安裝于所述平面軸承（402）上；所述檢測桿（405）安裝于所述云臺轉盤（401）；所述舵機（404）適于大范圍轉動，以依次帶動所述舵盤（403）、所述平面軸承（402）、所述云臺轉盤（401）和所述檢測桿（405）大范圍轉動。
7.根據權利要求6所述的爬壁機器人，其特征在于：所述舵機（404）采用270度的最大旋轉角度。
8.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述相機包括適于進行裂縫檢測的雙目立體視覺相機（406）；所述雙目立體視覺相機（406）旋轉90度安裝，以將水平視場角變為垂直視場角，從而在其跟隨所述旋轉云臺旋轉時能夠覆蓋更廣闊的檢測區域。
9.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述相機包括紅外熱成像相機（409）；所述紅外熱成像相機（409）適于進行滲水檢測。
10.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：還包括安裝于所述機身的敲擊模塊（500）；所述敲擊模塊（500）安裝于所述機身的底部用于檢測空鼓；所述敲擊模塊（500）包括敲擊錘（501）和功放（502）；所述敲擊錘（501）每敲擊一次，所述功放（502）播放一次敲擊聲。
...【技術特征摘要】
1.一種用于建筑外立面大范圍高效檢測的爬壁機器人，其特征在于，包括機身以及安裝于所述機身的爬升模塊（200）、螺旋槳推進模塊和檢測模塊（400）；所述爬升模塊（200）適于使得所述爬壁機器人沿繩索爬升或下降；所述螺旋槳推進模塊適于推進所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面；所述檢測模塊（400）采用旋轉云臺搭載相機，并且通過所述旋轉云臺大范圍轉動而帶動所述相機在所述爬壁機器人爬升或下降的過程中對所述建筑外立面進行大范圍損傷檢測。
2.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述爬升模塊（200）包括設置于所述機身內的固定架以及安裝于所述固定架的電機（201）、齒輪（202）、安全繩（209）和兩個滑輪（203）；所述電機（201）和所述齒輪（202）之間驅動連接；所述安全繩（209）依次繞過所述兩個滑輪（203）中的一個滑輪（203）、所述齒輪（202）以及所述兩個滑輪（203）中的另一個滑輪（203），并且所述安全繩（209）的一端固定于建筑物的頂部、另一端捆綁重物；當所述電機（201）驅動所述齒輪（202）轉動時，帶動所述兩個滑輪（203）轉動，從而使所述爬壁機器人沿所述安全繩（209）爬升或下降。
3.根據權利要求2所述的爬壁機器人，其特征在于：所述電機（201）為減速電機，并且采用動力電磁供電。
4.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述螺旋槳推進模塊包括螺旋槳固定桿（302）和兩個螺旋槳（301）；所述螺旋槳固定桿（302）安裝于所述機身的頂部，所述兩個螺旋槳（301）分別安裝于所述螺旋槳固定桿（302）的左右兩端；所述兩個螺旋槳（301）旋轉時產生推進力而使所述爬壁機器人貼緊所述建筑外立面。
5.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于：所述檢測模塊（400）安裝于所述機身的頂部并且包括所述旋轉云臺以及安裝于所述...
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