本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爬壁機(jī)器人混凝土裂縫檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

自50 年代第一臺(tái)機(jī)器人研制成功至今，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展基本上經(jīng)歷了3個(gè)階段：第一段為示教再現(xiàn)型，它重復(fù)最初示教的工作；第二代為具有感知功能的可編程型，具有視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)及接近覺(jué)等感知功能，這兩代機(jī)器人主要為大規(guī)模生產(chǎn)所采用，如裝配、鍛壓、噴漆、焊接及檢修等工作；第三代為智能型，這種機(jī)器人裝有多種傳感器，基于人的思維方式進(jìn)行判斷，對(duì)作業(yè)環(huán)境具有適應(yīng)性，能夠基于環(huán)境的變化自動(dòng)編程，從而確定動(dòng)作。第三代機(jī)器人與第五代計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)，對(duì)于機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外機(jī)器人專家公認(rèn)為應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展工作于惡劣環(huán)境下的特種機(jī)器人。建筑行業(yè)是僅次于礦業(yè)的第二危險(xiǎn)行業(yè)，施工過(guò)程中事故多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低，在建筑行業(yè)中引入機(jī)器人技術(shù)可以把建筑活動(dòng)擴(kuò)展到人所不適的場(chǎng)所，并且可以提高作業(yè)效率，將人類從簡(jiǎn)單重復(fù)及繁重危險(xiǎn)的傳統(tǒng)作業(yè)中替代出來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于橋梁結(jié)構(gòu)混凝土、高大混凝土等危險(xiǎn)性較大的結(jié)構(gòu)裂縫的靈活檢測(cè)，無(wú)需搭設(shè)支架或輔助機(jī)械配合人工檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，大大降低了檢測(cè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)的爬壁機(jī)器人混凝土裂縫檢測(cè)裝置。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型所述的一種爬壁機(jī)器人混凝土裂縫檢測(cè)裝置，包括爬壁機(jī)器人，調(diào)節(jié)機(jī)械臂和裂縫綜合檢測(cè)裝置，所述爬壁機(jī)器人與待測(cè)混凝土墻壁通過(guò)磁力連接，所述爬壁機(jī)器人活動(dòng)運(yùn)動(dòng)在待測(cè)混凝土墻壁上，所述爬壁機(jī)器人上固定連接有調(diào)節(jié)機(jī)械臂的一端，所述調(diào)節(jié)機(jī)械臂的另一端連接有裂縫綜合檢測(cè)裝置；所述裂縫綜合檢測(cè)裝置包括控制器，所述控制器的輸入端分別連接有測(cè)距模塊、圖像處理模塊和定位模塊，所述圖像處理模塊還連接有圖像獲取模塊，所述控制器的輸出端分別連接有報(bào)警模塊、無(wú)線通訊模塊、爬壁機(jī)器人和調(diào)節(jié)機(jī)械臂，所述控制器還連接有存儲(chǔ)模塊和電源模塊。

進(jìn)一步的，所述待測(cè)混凝土墻壁包括豎直方向和水平方向的混凝土墻壁。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)機(jī)械臂采用360°全方向調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述控制器采用單片機(jī)或PLC。

進(jìn)一步的，所述測(cè)距模塊采用測(cè)距儀，用于獲取測(cè)量點(diǎn)到含有裂縫的混凝土表面的距離。

進(jìn)一步的，所述圖像獲取模塊包括投影模塊、攝影模塊、放大望遠(yuǎn)模塊、指示模塊和光線增強(qiáng)模塊；所述攝影模塊包括單反相機(jī)與和 CCD 數(shù)字相機(jī)，放大望遠(yuǎn)模塊由一個(gè)可自動(dòng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的天文望遠(yuǎn)鏡鏡頭組成，指示模塊是一個(gè)安裝在天文望遠(yuǎn)鏡上的強(qiáng)光激光器，光線增強(qiáng)模塊是一個(gè)和相機(jī)快門(mén)同步控制的閃光燈。

進(jìn)一步的，所述圖像處理模塊包括濾波模塊、去燥模塊、圖像分割模塊和裂縫識(shí)別模塊。

有益效果：本實(shí)用新型的裝置適用于橋梁結(jié)構(gòu)混凝土、高大混凝土等危險(xiǎn)性較大的結(jié)構(gòu)裂縫的靈活檢測(cè)，無(wú)需搭設(shè)支架或輔助機(jī)械配合人工檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，大大降低了檢測(cè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的控制原理結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示的一種爬壁機(jī)器人混凝土裂縫檢測(cè)裝置，包括爬壁機(jī)器人1，調(diào)節(jié)機(jī)械臂2和裂縫綜合檢測(cè)裝置3，所述爬壁機(jī)器人1與待測(cè)混凝土墻壁通過(guò)磁力連接，所述爬壁機(jī)器人1活動(dòng)運(yùn)動(dòng)在待測(cè)混凝土墻壁上，所述爬壁機(jī)器人1上固定連接有調(diào)節(jié)機(jī)械臂2的一端，所述調(diào)節(jié)機(jī)械臂2的另一端連接有裂縫綜合檢測(cè)裝置3；所述裂縫綜合檢測(cè)裝置3包括控制器，所述控制器的輸入端分別連接有測(cè)距模塊、圖像處理模塊和定位模塊，所述圖像處理模塊還連接有圖像獲取模塊，所述控制器的輸出端分別連接有報(bào)警模塊、無(wú)線通訊模塊、爬壁機(jī)器人1和調(diào)節(jié)機(jī)械臂2，所述控制器還連接有存儲(chǔ)模塊和電源模塊。

作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)化：

待測(cè)混凝土墻壁包括豎直方向混凝土墻壁5和水平方向的混凝土墻壁4，爬壁機(jī)器人1可以自由的在豎直方向混凝土墻壁5和水平方向的混凝土墻壁4上自由活動(dòng)，以保證測(cè)量的全方位覆蓋。同時(shí)本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)機(jī)械臂2采用360°全方向調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)死角的檢測(cè)。

所述測(cè)距模塊采用測(cè)距儀，用于獲取測(cè)量點(diǎn)到含有裂縫的混凝土表面的距離。

所述圖像獲取模塊包括投影模塊、攝影模塊、放大望遠(yuǎn)模塊、指示模塊和光線增強(qiáng)模塊；所述攝影模塊包括單反相機(jī)與和 CCD 數(shù)字相機(jī)，放大望遠(yuǎn)模塊由一個(gè)可自動(dòng)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的天文望遠(yuǎn)鏡鏡頭組成，指示模塊是一個(gè)安裝在天文望遠(yuǎn)鏡上的強(qiáng)光激光器，光線增強(qiáng)模塊是一個(gè)和相機(jī)快門(mén)同步控制的閃光燈。

所述圖像處理模塊包括濾波模塊、去燥模塊、圖像分割模塊和裂縫識(shí)別模塊。

下面針對(duì)本實(shí)用新型的具體的檢測(cè)原理和過(guò)程進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明：

（1）首先將裂縫綜合檢測(cè)裝置與爬壁機(jī)器人進(jìn)行固定連接；

（2）預(yù)設(shè)爬壁機(jī)器人按照既定路線或者采用無(wú)線遙控的路線進(jìn)行移動(dòng)；

（3）爬壁機(jī)器人移動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械臂和裂縫綜合檢測(cè)裝置，調(diào)節(jié)機(jī)械臂進(jìn)行360°無(wú)死角探測(cè)，裂縫綜合檢測(cè)裝置進(jìn)行圖像獲取和處理；

（4）裂縫綜合檢測(cè)裝置進(jìn)行圖像獲取時(shí)，首先通過(guò)投影模塊向混凝土表面投射出一個(gè)棋盤(pán)狀的網(wǎng)格圖像，以此來(lái)對(duì)橋梁底部進(jìn)行區(qū)域劃分，并對(duì)劃分后的區(qū)域進(jìn)行編號(hào)；在光線不足的情況下可以通過(guò) 光線增強(qiáng)模塊增強(qiáng)被拍攝物體表面的光度，提高拍攝效果，滿足特殊情況下的使用要求。光線增強(qiáng)模塊具有高頻穩(wěn)定和低功耗的特性，并且和單反相機(jī)快門(mén)同步控制，當(dāng)快門(mén)按下時(shí)，單反相機(jī)向控制器發(fā)出信號(hào)，打開(kāi)光線增強(qiáng)模塊對(duì)表面進(jìn)行拍攝，延遲 1s 后關(guān)閉光線增強(qiáng)模塊；與此同時(shí)，指示模塊是一個(gè)安裝在單反相機(jī)天文望遠(yuǎn)鏡上的強(qiáng)光激光器，它與攝像鏡頭同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而標(biāo)記出表面投影方格的被拍攝區(qū)域；在使用單反相機(jī)對(duì)網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行拍照的同時(shí)，安裝在天文望遠(yuǎn)鏡上的激光器便會(huì)標(biāo)記出單反相機(jī)正在拍攝的網(wǎng)格區(qū)域同時(shí) CCD 數(shù)字相機(jī)也會(huì)對(duì)橋梁底面進(jìn)行拍攝，并將圖像傳到控制器中，經(jīng)過(guò)控制器對(duì)激光器激光標(biāo)記的識(shí)別，判斷出正在拍攝圖像的方格區(qū)域，然后將幻燈片圖片相關(guān)方格進(jìn)行標(biāo)記，再通過(guò)投影儀將圖片投射到橋梁底面，由此可以直觀地分辨出已拍攝區(qū)域和待拍攝區(qū)域，避免了拍攝圖像的不連續(xù)、漏拍或重復(fù)拍攝現(xiàn)象，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度；

（5）獲取圖像后的處理：采用中值濾波方法對(duì)裂縫圖像進(jìn)行濾波處理，中值濾波能較好地保 留圖像邊緣，圖像輪廓比較清晰，可以得到比較好的平滑效果；圖像分割，一般圖像由背景和目標(biāo)物體組成，由于他們對(duì)光線的反射能力不同，通常情況下，裂縫較背景暗，因此可以選擇一個(gè)灰度閾值將物體區(qū)域分割開(kāi)來(lái)；去燥二值化處理；圖像分割和裂縫圖像識(shí)別；

（6）最后將處理后的圖像進(jìn)行地址定位和標(biāo)記，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。