[发明专利]基于机械臂的墙面检测系统及检测方法

权利要求书

1.基于机械臂的墙面检测系统，包括若干个爬墙机器人和调控至少一个爬墙机器人工作状态的控制终端，其特征在于：所述爬墙机器人包括爬墙机器人本体、电源、驱动部、行走部、机臂部、控制组件和检测组件；所述爬墙机器人本体的中部可旋转地安装有一个所述驱动部，所述驱动部用以驱动所述爬墙机器人垂直起降或附墙攀爬；所述爬墙机器人本体的两侧对称地可拆卸地安装有两对所述行走部，所述行走部用以辅助所述爬墙机器人附墙攀爬；所述爬墙机器人本体的两侧对称地可拆卸地安装有一对所述机臂部，所述机臂部用以辅助所述爬墙机器人定点检测；所述爬墙机器人本体内安装有所述电源、检测组件和控制组件，所述电源与所述驱动部、机臂部、控制组件以及检测组件电连接，所述控制组件接收所述控制终端的工作指令并调控所述爬墙机器人的工作状态，所述检测组件接收所述控制组件的工作指令并对墙面进行检测。

2.根据权利要求1所述的基于机械臂的墙面检测系统，其特征在于：所述驱动部包括共轴双桨旋翼组件，所述共轴双桨旋翼组件包括电机、上旋翼、下旋翼、电机环、电机固定架、四个空心杆和两个第一舵机，所述电机环的中部固定安装有所述电机固定架，所述电机环的中心通过所述电机固定架固定安装有所述电机，所述电机的两端对称地分别安装有所述上旋翼和下旋翼，所述电机环的周向均布有四个所述空心杆，其中相邻两个所述空心杆分别通过两个所述第一舵机与所述爬墙机器人本体连接且另外两个所述空心杆与所述爬墙机器人本体转动连接，所述电机接收所述控制组件的工作指令并调控所述上旋翼和下旋翼的转速，所述第一舵机接收所述控制组件的工作指令并调控所述电机环相对所述爬墙机器人本体的工作角度。

3.根据权利要求2所述的基于机械臂的墙面检测系统，其特征在于：所述第一舵机可驱动所述电机环相对所述爬墙机器人本体作复合旋转运动。

4.根据权利要求2所述的基于机械臂的墙面检测系统，其特征在于：所述机臂部包括机械臂组件、吸盘和真空泵，所述机械臂组件包括顺次连接的第二舵机、第一连接臂、第三舵机、第二连接臂、第四舵机、第三连接臂、第五舵机以及第四连接臂，所述第一连接臂通过所述第二舵机与所述爬墙机器人本体可拆卸连接，所述第四连接臂与所述吸盘固定连接，所述真空泵安装在所述爬墙机器人本体内，所述第二舵机、第三舵机、第四舵机和第五舵机接收所述控制组件的工作指令并调控所述爬墙机器人本体相对墙面的高度和/或位置，所述真空泵接收所述控制组件的工作指令并调控所述吸盘对墙面的负压力。

5.根据权利要求4所述的基于机械臂的墙面检测系统，其特征在于：所述控制组件包括机器人控制器，所述检测组件包括图像检测组件、裂纹检测组件、压力传感器、转速传感器和角位移传感器，所述图像检测组件包括用以拍摄墙面图像的高清摄像头，所述裂纹检测组件包括用以探测墙面裂纹状况的红外成像检测设备、X光散射成像检测设备和激光雷达，所述压力传感器、转速传感器以及角位移传感器用以分别检测所述吸盘的负压力、所述上旋翼和下旋翼的转速以及所述电机环的工作角度，所述机器人控制器接收所述控制终端的工作指令以及所述检测组件的反馈信号并进行数据融合以发送相应的工作指令。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于机械臂的墙面检测系统，其特征在于：所述行走部包括行走轮和连接轴，所述连接轴的一端与所述行走轮固定连接而另一端与所述爬墙机器人本体可拆卸连接。

7.一种如权利要求1所述的基于机械臂的墙面检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下三种工作模式：

1）飞行检测模式：控制终端控制至少一个被拆除行走部和机臂部的爬墙机器人对墙面分区进行检测，以构建墙面三维实景模型并规划攀爬检测模式所需的最优攀爬路线；

2）攀爬检测模式：控制终端控制至少一个爬墙机器人沿最优攀爬路线对墙面分区进行检测；

3）垂直空中抵达检测模式：控制终端控制至少一个爬墙机器人垂直空中抵达指定待检测墙面区域附近，并协调控制驱动部和机臂部以将爬墙机器人停留在指定待检测墙面区域进行检测。