[发明专利]水工混凝土钢筋走向检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种水工混凝土钢筋走向检测系统，包括检测装置，控制模块和计算模块，所述检测装置包括探地雷达，所述探地雷达前后通过机械臂连接爬壁机器人，所述爬壁机器人包括主体，所述主体上设置有吸盘机构，所述主体两侧设置有驱动轮机构，所述主体前端设置有机械腿机构，所述主体上还设置有GPS装置、超声测距装置和吸压装置。本发明保证检测装置的越障功能，结合爬壁机器人的机械性能及雷达检测技术，实现了适用于大体积水工混凝土结构水面上任何位置钢筋走向的无损检测，避免了人工高空作业的安全风险，大大提高了检测效率，实施方便、计算快速、完全无损，满足实际工程检测的需要。

技术领域

本发明涉及钢筋走向检测系统及方法，具体涉及一种水工混凝土钢筋走向检测系统及检测方法。

背景技术

钢筋走向是一种重要的钢筋混凝土参数，其走向直接关系钢筋的受力从而影响钢筋混凝土结构的强度。常规混凝土结构钢筋大都横平竖直规则布置，但是水工混凝土存在不少复杂结构，如：压力管道外混凝土、蜗壳外混凝土以及弧形闸门支铰处混凝土，其受力钢筋成弧形或扇形布置，这些复杂水工混凝土结构中受力钢筋的走向直接关系该混凝土结构的强度，在施工以及长期服役复杂环境影响下钢筋方向是否满足规范要求对于混凝土结构安全尤为重要。

目前工程中多用钢筋检测仪测混凝土钢筋参数，但是在检测过程中存在一些限制，如需预先知道钢筋直径、需人工操作，很难应对水工混凝土实际检测中钢筋直径未知及高空作业的工况，目前的检测方法限制性多，检测效率和精度低。

发明内容

发明目的：本发明提供一种水工混凝土钢筋走向检测系统及检测方法，解决现有钢筋检测限制条件多，检测效率和精度低的问题。

技术方案：本发明所述的水工混凝土钢筋走向检测系统，包括检测装置，控制模块和计算模块，所述检测装置包括探地雷达，所述探地雷达前后通过机械臂连接爬壁机器人，所述爬壁机器人包括主体，所述主体上设置有吸盘机构，所述主体两侧设置有驱动轮机构，所述主体前端设置有机械腿机构，所述主体上还设置有GPS装置、超声测距装置和吸压装置。

便于搭载，所述探地雷达为主机天线一体式可无线传输数据的雷达。

使得检测成果更加直观，所述控制模块包括传感器数据采集模块和运动吸附控制模块。

所述计算模块包括雷达数据分析模块和三维可视化模块。

所述的水工混凝土钢筋走向检测系统的检测方法，包括以下步骤：

(1)制备钢筋混凝土试件，搭建试验模块，以确定混凝土钢筋走向的反演模型；

(2)安置检测装置于大坝现场待测混凝土上，通过控制模块设置爬壁机器人的吸附力及速度和方向，使搭载在其中间的雷达以一定的速度按照既定路线开始发射并采集雷达信号；

(3)根据检测装置中雷达无线传输的数据以及试验模块所得到的钢筋走向模型，计算模块中的雷达数据分析模块计算出每个单测点的钢筋走向，在此基础上，结合相应的控制模块所采集的定位信息，三维可视化模型最终将大坝各个位置的钢筋走向数据在三维模型图上展示出来。

其中，所述步骤(1)具体包括以下步骤：

(1)制备多个钢筋混凝土试件，其原材料及配合比与待测混凝土结构一致，在不同试件中埋设不同走向的钢筋；

(2)通过控制模块调控检测装置中的爬壁机器人搭载探地雷达以一定的速度在试件表面匀速移动，发射并采集雷达信号；

(3)计算模块根据无线传输所得到的雷达图像计算弧顶曲率；

(4)根据不同钢筋走向以及与之对应的弧顶曲率这组数据，进行函数拟合，以确定钢筋走向和弧顶曲率之间的函数关系式。