[发明专利]用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土监测领域，具体讲是一种用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机。

背景技术

建筑物或构筑物的混凝土结构表面因长期的风吹日晒雨淋或海水腐蚀等因素难免会出现裂缝。而一旦裂缝宽度大于某设定的临界值，就需要对混凝土结构进行修护，否则任由裂缝自由发展，就会破坏建筑物或构筑物的强度、耐久性和稳定性。所以，对混凝土结构表面裂缝宽度的监测，是混凝土结构养护中的重要课题。

然而，建筑物或构筑物的混凝土结构表面的某些位置，由于地形、结构、位置等原因，如高楼的外墙或是桥梁的桥墩等，很难进行人工监测。现有技术中，有人提出了利用无人机进行拍照，通过裂缝在照片上显示的宽度去进行换算，进而推出裂缝宽度的设想。然而上述设想最大的缺陷是，由于无人机拍摄的角度及与裂缝的距离不确定，且换算时还需要综合照片像素分辨率等因素，故最后推算出来的结果误差较大，推算出来的数据很不精确，根本无法作为是否需要养护的依据。

针对上述缺陷，本申请人创造性的提出另一个设想，即先用无人机携带某些特殊装置，当无人机飞到目标混凝土结构表面的裂缝附近时，被携带的装置动作，使得目标混凝土结构表面产生刻度；然后拍照，最后用电脑处理照片，用Photoshop软件将塑料膜上的刻度ps到裂缝上，然后从修改后的照片上直接读取其刻度。这样，由于刻度和裂缝均位于同一拍摄角度、同一距离的同一张照片，这就避免了拍摄角度及距离对结果的干扰，且宽度是在该照片上直接读取，这就省略了照片像素、分辨率等复杂的换算，故能精确的测量出裂缝的实际宽度，误差很小，足以作为是否需要养护的依据。

然而，要实现上述设想最大的难题是，现有技术中，没有能在目标混凝土结构表面如高楼外墙、桥梁桥墩等特殊位置产生刻度的无人机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能使得目标混凝土结构表面出现刻度的用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机，它包括机架，机架上安装有摄像头和螺旋桨，机架还安装有用于使得目标混凝土表面出现刻度的装置。

上述无人机的工作过程为，无人机在目标混凝土结构表面飞行，当摄像头发现裂缝后，悬停在裂缝前方，并触发装置动作，使得被监测的目标混凝土结构表面的裂缝附近出现刻度。

本发明用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的无人机与现有技术相比，具有以下优点。

该无人机成功实现了将刻度标记在目标混凝土结构表面的裂缝附近，为后期精确测得裂缝的实际宽度提供了保障和前提。

所述的用于使得目标混凝土表面出现刻度的装置的一种优选为，机架上设有贴膜装置，贴膜装置与带刻度的薄膜的后表面可拆式连接，薄膜前表面涂有胶；该装置动作过程为，贴膜装置将带刻度的薄膜贴在混凝土墙面后，与薄膜脱离，使得墙面出现刻度。该方式结构合理，功能可靠。

贴膜装置与带刻度的薄膜的后表面可拆式连接是指，贴膜装置前部设有海绵顶头，海绵顶头与薄膜后表面由胶粘结，薄膜前表面的胶的粘性大于薄膜后表面的胶；这样，贴膜前，薄膜经海绵顶头稳定固定在贴膜装置上，确保无人机飞行过程中薄膜不掉落，而贴膜装置将薄膜推移按压到墙面后，薄膜前表面与混凝土结构表面由强胶更牢固粘结，而薄膜后表面与海绵顶头的弱胶自然脱离，即薄膜固定在墙面后，贴膜装置与薄膜自然脱离。

所述贴膜装置的一种优选为，机架还设有弓弩和用于触发弓弩扳机的装置，带刻度的薄膜的后表面可拆式连接在弓弩的弩箭头部；这样，无人机在目标混凝土结构表面飞行，当摄像头发现裂缝后，悬停在裂缝前方，然后飞机向垂直于混凝土结构表面的方向前进，触发装置动作，扳动扳机，弩箭射出，利用弩箭对墙面的撞击力，使得带刻度的薄膜粘结在混凝土结构表面的裂缝附近后，弩箭与薄膜脱离。上述结构的设计亮点为，粘结的动力由弩箭发出，发力时间短、发力速度快，无人机受到向后的反作用力较小，不会干涉到无人机的平衡，使无人机飞机平稳，避免无人机受力倾覆。