[发明专利]一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，包括监控后台(1)、巡检机器人(2)和设置在大坝裂缝处的裂缝检测装置(3)，所述裂缝检测装置(3)包括控制器(4)、电源模块、数据采集单元(5)、无线通信模块(6)和安装在裂缝上的裂缝检测仪(7)，所述控制器(4)分别与电源模块、数据采集单元(5)和无线通信模块(6)电连接，所述数据采集单元(5)还与裂缝检测仪(7)电连接，所述巡检机器人(2)能够与监控后台(1)、裂缝检测装置(3)进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，所述裂缝检测仪(7)包括检测机构(8)和两个膨胀锚杆(9)，所述检测机构(7)包括套管(10)和传递杆(11)，所述传递杆(11)左端从套管(10)右端插入套管(10)，所述套管(10)左端和传递杆(11)右端都连接有球形万向节(12)，所述球形万向节(12)上设有固定螺栓(13)，所述固定螺栓(13)与膨胀锚杆(9)上的螺孔匹配，所述套管(10)内设有检测传递杆位移的位移检测模块，所述位移检测模块与数据采集单元(5)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，所述传递杆(11)上设有定位销(14)，所述套管(10)右端设有与定位销(14)匹配的定位槽(15)。

4.根据权利要求2所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，所述套管(10)上还设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集单元(5)电连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池(17)、电压转换模块(18)、太阳能电池板(19)和充放电管理模块(20)，所述电压转换模块(18)的输入端与市电电连接，所述充放电管理模块(20)分别与电压转换模块(18)的输出端、蓄电池(17)、太阳能电池板(19)和控制器(4)电连接。

6.一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测方法，用于权利要求1所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：巡检机器人通过三维激光导航定位装置扫描周围地形，与预先存储的水电厂地形图进行匹配，计算出巡检机器人当前的坐标位置；

S2：巡检机器人按照预设的路径运动，依次到达预设的水电厂的各个裂缝检测位置；

S3：当巡检机器人移动到某个裂缝检测位置时，巡检机器人与该裂缝检测位置处的裂缝检测装置进行无线通信，该裂缝检测装置将检测到的裂缝尺寸发送到巡检机器人，机器人将接收到的裂缝尺寸数据转发到监控后台；

S4：监控后台对接收到的裂缝尺寸数据建立数据库，形成趋势图，并进行判断，当裂缝尺寸超过设定值时发出报警。

7.根据权利要求6所述的一种基于巡检机器人的水电厂大坝裂缝检测方法，其特征在于，裂缝检测装置检测裂缝尺寸的方法包括以下步骤：采用公式Ji＝K(Fi-F0)计算出裂缝检测仪的形变值，根据裂缝检测仪的形变值计算出裂缝尺寸，Ji为裂缝检测仪的形变值，K为裂缝检测仪的标定系数，Fi为裂缝检测仪当前的输出模数值，F0为裂缝检测仪零点输出模数值。