[实用新型]用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的双向伸缩式无人机

说明书

技术领域

本实用新型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双向伸缩式无人机。

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检测，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，很难进行人工检测。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，即先用无人机将一张标有刻度的塑料膜固定在混凝土结构表面的裂缝附近，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，没有能将带刻度的塑料膜固定到高楼外墙、桥梁桥墩等特殊位置的设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种将带刻度的塑料膜固定在混凝土结构表面的用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的双向伸缩式无人机。

本实用新型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双向伸缩式无人机，它包括机架，机架上安装有摄像头和螺旋桨，机架还安装有向前的顶推气缸，顶推气缸的活塞杆与带刻度的薄膜的后表面可拆式连接，薄膜前表面涂有胶；机架上还设有重心平衡装置。

上述无人机的动作过程为，无人机在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，启动顶推气缸，将带刻度的薄膜粘结在混凝土结构表面，顶推气缸前推薄膜时，重心平衡装置同时动作，防止飞机受到反作用力而倾覆。薄膜在混凝土结构表面粘结牢固后，顶推气缸回缩，与薄膜脱离。

本实用新型用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的双向伸缩式无人机与现有技术相比，具有以下优点。

首先，该无人机成功地将带刻度的薄膜固定在混凝土结构表面，而且，将薄膜向墙面按压时，重心平衡装置同步动作，使无人机飞机平稳，避免无人机受力倾覆。

作为改进，机架下部的两个支腿之间固定有两根横梁，顶推气缸的缸体固定在两根横梁上。这样的结构装配简单，而且对顶推气缸安装固定效果牢固。

重心平衡装置优选为，它包括一个向后的平衡气缸，平衡气缸的活塞杆上设有配重块，平衡气缸的缸体也固定在两根横梁上，这样，当顶推气缸向前推移按压薄膜，平衡气缸也同步后推配重块，前后两端同步双向伸缩，确保无人机受到墙面反作用力时，仍然能保持平衡。

重心平衡装置的另一种优选为，它包括两个电动机，每个电动机的输出轴设有丝杠，配重块设有两个螺纹孔，配重块旋合在两丝杠上；顶推气缸的缸体位于横梁宽度中间，两个电动机均固定在前一根横梁上，两个电动机沿顶推气缸左右对称，这样，两个丝杠同步动作，能使得配重块更加均匀稳定的移动，更好的保障无人机前后两端的平衡，而且，两个电动机沿着顶推气缸均左右对称，进一步确保了无人机左右两侧的平衡。

作为又进一步优选，顶推气缸的活塞杆前端设有海绵顶头，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，发射前，薄膜经海绵顶头稳定固定在顶推气缸的活塞杆上，确保无人机飞行过程中薄膜不掉落，而推移按压到墙面后，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，顶推气缸与薄膜自然脱离。

附图说明

图1是本实用新型用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的双向伸缩式无人机的一种实施例的结构示意图。

图2是本实用新型用于监测混凝土结构表面裂缝宽度的双向伸缩式无人机的另一种实施例的机架的俯视结构示意图。