[发明专利]用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统及方法

说明书

本发明属于无损检测领域，提供了一种用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统及方法。其中，该机器人系统包括机器人车体；导航定位系统和移动系统，均安装于机器人车体上；自动敲击检测系统，其安装于车体前端；移动式超声快速检测系统和锈蚀检测系统，均安装于车体底部；双动力系统，由非接触式负压吸附装置和旋翼助推装置组成，非接触式负压吸附装置安装于车体底部，旋翼助推装置安装于车体两侧；总控制器，其与导航定位系统、移动系统、自动敲击检测系统、移动式超声快速检测系统、锈蚀检测系统和双动力系统分别相互通信。

技术领域

本发明属于无损检测领域，尤其涉及一种用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

水闸是修建在河道、堤防上的一种低水头挡水、泄水工程。汛期与河道堤防和排水蓄水工程配合，发挥控制水流的作用。在涵闸建设时，会出现混凝土的施工缺陷，例如空洞，裂缝等外观质量缺陷，在涵闸使用过程中往往会出现混凝土的碳化、钢筋锈蚀、裂缝、氯离子侵蚀等病害，随着时间的推移，包括涵闸在内的多数水工建筑物在使用过程中老化、病害情况日益突出，涵闸安全隐患严重，病险涵闸数量庞大，为预防灾难的发生，亟需对涵闸内隐蔽缺陷进行全方位检测。

发明人发现，目前主要采用的对涵闸隐蔽缺陷检测技术主要存在以下问题：

(1)目前对涵闸隐蔽缺陷的检测以人工检测为主，不能实现自动检测，存在检测效率低并且难以对涵闸进行大面积细致性检测，难以准确地判断涵闸是否安全，既耗时又费力。

(2)目前用于混凝土超声探测的超声探头只能实现固定位置检测，难以实现移动式检测，检测效率低。

(3)目前对涵闸内部钢筋锈蚀的检测，主要采用半电池电位法，对环境要求高，检测效率低，只能完成抽样检测，难以完成对涵闸内钢筋锈蚀的全方位自动检测。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统及方法，其利用机器人搭载雷达和超声探头，能够对涵闸隐蔽缺陷进行全方位的检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统。

一种用于涵闸隐蔽缺陷快速无损检测的爬壁机器人系统，包括：

机器人车体；

导航定位系统和移动系统，均安装于机器人车体上；

自动敲击检测系统，其安装于车体前端；

移动式超声快速检测系统和锈蚀检测系统，均安装于车体底部；

双动力系统，由非接触式负压吸附装置和旋翼助推装置组成，非接触式负压吸附装置安装于车体底部，旋翼助推装置安装于车体两侧；

总控制器，其与导航定位系统、移动系统、自动敲击检测系统、移动式超声快速检测系统、锈蚀检测系统和双动力系统分别相互通信。

作为一种实施方式，所述导航定位系统包括多目全景相机和激光雷达，多目全景相机用于检测涵闸表面病害，激光雷达用于实现涵闸检测区域的自动构图。

作为一种实施方式，所述移动系统包括刚柔弧形杆、车轮、驱动电机和力矩传感器；所述刚柔弧形杆连接机器人车体与车轮，用于减震和传递贴合力；驱动电机与车轮连接，以实现机器人的移动和转向；力矩传感器连接在机器人车体的一端，用于监测机器人的实时贴合力。