[发明专利]一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统

权利要求书

1.一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统，其特征在于，所述检测系统包括四旋翼飞行模块、控制模块、电磁吸附式损伤检测模块以及一个光流传感器，所述四旋翼飞行模块包括一个机架、四组旋翼机臂、两块电池及电池固定片，每组旋翼机臂包含一个悬臂、一个电机座、一个无刷直流电机、一个旋翼和一个T型支撑柱，四组旋翼机臂的悬臂的一端安装固定在工字型支撑块与机架下板之间，四组悬臂的安装方向依次呈90°分布；所述电磁吸附式损伤检测模块包含一个吸盘式电磁铁、一个套筒、一个加速度传感器、一个弹簧、第一固定片及第二固定片；所述控制模块包括模数转换单元、主控单元、GPS单元、电机驱动单元、惯性导航单元、图像处理单元、无线通信单元和固态继电器。

2.如权利要求1所述的一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统，其特征在于，所述四旋翼飞行模块中，机架包括机架上板、机架下板和工字型支撑块，机架下板用于安装控制模块、电池、电磁吸附式损伤检测模块、光流传感器，机架上板可以加强四旋翼机器人的结构强度，并对控制模块进行防护，机架上板通过螺钉与工字型支撑块连接固定，机架下板与悬臂通过螺钉与工字型支撑块连接固定；所述控制模块通过四根立柱固定在机架下板上，两个电池位于控制模块下方，电池通过电池固定片固定在机架下板上方，其中一节电池为四个无刷直流电机与吸盘式电磁铁供电，另外一节电池为四旋翼机器人的控制模块及各传感器供电，光流传感器固定在机架下板的下方，用于采集四旋翼机器人周围的环境信息。

3.如权利要求2所述的一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统，其特征在于，所述旋翼机臂的悬臂另一端上安装电机座，无刷直流电机通过螺钉安装在电机座上，所述无刷直流电机的驱动轴与旋翼通过螺钉固定连接，四个旋翼中有两个正旋翼和两个逆旋翼，正、逆旋翼间隔安装，每个无刷直流电机驱动一个旋翼，无刷直流电机控制线与电机驱动单元相连，悬臂下方固定安装T型支撑柱，作为四旋翼机器人的落地支撑点。

4.如权利要求1～3之一所述的一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统，其特征在于，所述控制模块中，所述模数转换单元、GPS单元、电机驱动单元、惯性导航单元、图像处理单元和固态继电器均与所述主控单元连接，模数转换单元通过高速串行外设接口和主控单元相连接，主控单元发出脉宽调制信号，通过电机驱动单元控制无刷直流电机带动旋翼作旋转运动；无线通信单元、惯性导航单元与GPS单元通过通用异步接收器和发送器接口和主控单元相连接，惯性导航单元控制四旋翼机器人的飞行姿态，GPS单元对四旋翼机器人飞行目标进行定位，主控单元通过无线通信单元与地面服务器传输无线信号；图像处理单元通过并行数据总线与光流传感器相连来读取图像信息，通过同步串行外设接口与主控单元连接，进行图像数据的实时传输；固态继电器的一端与主控单元的数字量信号输出端口相连，固态继电器的另一端与吸盘式电磁铁的电源线相连，所述主控单元可以通过固态继电器控制吸盘式电磁铁通电与断电状态。

5.如权利要求1～3之一所述的一种用于建筑结构探伤的四旋翼机器人检测系统，其特征在于，所述电磁吸附式损伤检测模块中，所述第二固定片通过螺栓固定在机架下板的下方，弹簧的一端固定在第一固定片上，弹簧的另一端固定在第二固定片上，第一固定片通过螺钉固定在吸盘式电磁铁上；吸盘式电磁铁放置在套筒内，所述加速度传感器通过螺钉安装在吸盘式电磁铁下方，加速度传感器的一部分伸出在套筒的下方；所述电磁吸附式损伤检测模块的套筒通过螺栓固定在机架下板下方，弹簧将吸盘式电磁铁压紧在套筒内，对吸盘式电磁铁产生预紧力。