一种大型结构全场域自主感知及病害检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种病害检测装置，尤其是涉及一种大型结构全场域自主感知及病害检测装置。


背景技术：

2.在建设完成后，大型结构的日常检测对于其安全运维来说至关重要。目前，结构检测主要通过人工巡检方法，通过工人每日巡查、目视检测、报告记录的方式，获取结构表观信息，并进行评价。然而，该方法存在耗费人力物力、效率低下、标准化程度低、主观性强等缺点。
3.cn112406948a公开了一种针对钢轨轨头全轮廓磨耗病害的测量系统，包括轨道行走智能检测平台、数据采集模块、数据处理模块、病害提取与学习模块、病害甄别模块；所述数据采集模块具体包括钢轨磨耗病害基础数据库采集；所述数据处理模块采用搭建分布式处理系统。该技术方案中的轮廓磨耗病害的测量系统无法实现大型结构全场域感知检测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大型结构全场域自主感知及病害检测装置，能够实现自主无人式的大型结构全场域感知检测。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本技术方案的目的是保护一种大型结构全场域自主感知及病害检测装置，包括支撑框架、行走组件、排架滑轨、排架、成像模块、控制模块，其中具体地：
7.支撑框架，其为圆环型壳体和基板，所述基板设于所述圆环型壳体上；
8.行走组件，包括多个行走单元，行走单元分布式摄于所述基板上，以此实现支撑框架的位移及旋转；
9.排架滑轨，设于圆环型壳体中；
10.排架，设于所述排架滑轨上，能够沿排架滑轨进行位移；
11.成像模块，包括多个成像单元，成像单元分布式设于所述排架上，成像模块在行走组件、排架的动态配合下，能够获取全场域的结构表观图像，为结构检测评估提供基础数据；
12.控制模块，设于所述基板上，控制模块与所述行走组件、排架、成像模块电连接。
13.进一步地，所述排架上设有依次传动连接的驱动单元、传动单元、移动单元；
14.所述移动单元能够与所述排架滑轨产生相对位移，以此实现排架在排架滑轨上的位移。
15.进一步地，所述驱动单元为第一伺服电机，所述传动单元为传动轴，所述移动单元为滚轮。
16.进一步地，所述圆环型壳体上还设有排架导杆，所述排架导杆平行排架滑轨设置，同时所述排架导杆贯穿所述排架，以此构成导向结构。
17.进一步地，所述排架上设有导向孔，所述排架导杆贯穿所述导向孔。
18.进一步地，所述行走组件包括设于所述基板上的驱动轮、转向轮、从动轮。
19.进一步地，所述驱动轮上传动连接有第二伺服电机。
20.进一步地，所述转向轮上设有舵机。
21.进一步地，所述控制模块包括微处理器、ram和rom，所述微处理器与所述舵机、第二伺服电机、第一伺服电机、成像单元电连接。
22.进一步地，所述支撑框架上还设有灯组、gps模块、避障模块、无线信号收发模块，所述gps模块、避障模块、无线信号收发模块与控制模块电连接；
23.所述无线信号收发模块与上位机无线通信连接。
24.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优势：
25.1、本技术方案针对大型结构大场域的特点，克服了传统人工检测的各种弊端，构建了一种自主无人式的全场域感知检测装置，通过同步定位与建图(slam)技术，实现所在区域的准确感知，从而形成当前检测任务的状态确认，通过成像模块对经过区域进行影像捕捉，借助图像拼接算法，可获取全场域的结构表观图像，为结构检测评估提供基础数据。
26.2、本技术方案采用圆形的外部结构，圆形结构在进入狭窄路径检测时可以任意转向，不会受制于狭窄地形空间。圆形结构在进行路径规划时不需要额外处理，可以直接等效为平面上的一个圆，同时方便后续图像定位处理。圆形在失控或者检查不准确或遇到移动物体时，难免产生磕碰，圆形可以最小化磕碰产生的磨损。圆形是最基本的几何结构，制作工艺简单，具有对称性结构，兼具美感和效率。
附图说明
27.图1为本技术方案中大型结构全场域自主感知及病害检测装置的平面结构示意图；
28.图2为本技术方案中大型结构全场域自主感知及病害检测装置的立体结构示意图。
29.图中：1
‑
支撑框架；2
‑
控制模块；3
‑
成像模块；4
‑
灯组；5
‑
排架；6
‑
排架滑轨；7
‑
排架导杆；8
‑
驱动轮；9
‑
转向轮；10
‑
从动轮。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
31.本技术方案的目的是保护一种大型结构全场域自主感知及病害检测装置，包括支撑框架1、行走组件、排架滑轨6、排架5、成像模块3、控制模块2，参见图1与图2。
32.支撑框架1为圆环型壳体和基板，所述基板设于所述圆环型壳体上。
33.行走组件包括多个行走单元，行走单元分布式摄于所述基板上，以此实现支撑框架1的位移及旋转。
34.排架滑轨6设于圆环型壳体中，具体实施时排架滑轨6平行于圆环形壳体的径向设置，排架5设于所述排架滑轨6上，能够沿排架滑轨6进行位移，排架5上设有依次传动连接的驱动单元、传动单元、移动单元。移动单元能够与所述排架滑轨6产生相对位移，以此实现排架5在排架滑轨6上的位移。驱动单元为第一伺服电机，所述传动单元为传动轴，所述移动单
元为滚轮。
35.成像模块3包括多个成像单元，成像单元分布式设于所述排架5上，具体实施时成像模块3为多个工业摄像头构成的阵列。成像模块3在行走组件、排架5的动态配合下，能够获取全场域的结构表观图像，为结构检测评估提供基础数据。
36.圆环型壳体上还设有排架导杆7，所述排架导杆7平行排架滑轨6设置，同时所述排架导杆7贯穿所述排架5，以此构成导向结构。排架5上设有导向孔，所述排架导杆7贯穿所述导向孔。具体实施时，排架5上设有吊杆结构，导向孔开设于吊杆结构上。同时排架5分隔为多个安装网格，每个安装网格中能够设置成像单元、避障模块、无线信号收发模块以及其他检测设备。
37.行走组件包括设于所述基板上的驱动轮8、转向轮9、从动轮10。驱动轮8上传动连接有第二伺服电机。转向轮9上设有舵机，以此实现旋转动作。
38.控制模块2设于所述基板上，控制模块2与所述行走组件、排架5、成像模块3电连接。控制模块2包括微处理器、ram和rom，所述微处理器与所述舵机、第二伺服电机、第一伺服电机、成像单元电连接。微处理可为arm架构、x86架构或较简单架构的处理器种类，只要能满足本技术方案中的逻辑处理和计算过程即可。其中rom中预存有避障算法、路径规划算法、图像拼接算法、各伺服电机/舵机控制程序，以此实现同步定位与建图(slam)技术，实时定位并在此基础之上建造增量式地图。
39.支撑框架1上还设有灯组4、gps模块、避障模块、无线信号收发模块，所述gps模块、避障模块、无线信号收发模块与控制模块2电连接；无线信号收发模块与上位机无线通信连接。避障模块为红外传感器、激光雷达、超声传感器中的一种或多种的组合。gps模块为多频gps定位模块。
40.本技术方案中大型结构全场域自主感知及病害检测装置的运行细节：
41.1、启动装置，通过上位机的指令对装置的成像单元进行校正。
42.2、在上位机设定成像单元的拍照参数(如分辨率、曝光时间、快门速度、拍照间隔)、驱动工作参数(如行驶速度等)与排架沿导轨滑动参数。
43.3、排架沿导轨滑动参数的设定时，要保证装置的单次行进特定一段距离后，仍位于上一暂停时刻相机视野范围之内，即保证先后两次所采集得到的照片有一定(15％
‑
30％)的重叠区域。
44.4、驱动参数的设定时，要保证装置的单次行进特定一段距离后圆形外壳正投影覆盖范围，仍与上一暂停时刻圆形外壳正投影覆盖范围有一定(15％
‑
30％)重叠部分。
45.5、装置根据设定好的参数，开始运动，在运动特定一段时间或距离后暂停，滑轨运行特定一段时间或距离后，停止采集图像，再运行特定一段时间或距离后，停止采集图像，依次循环直到排架5由导轨一端运动到另一端。装置继续向前运动，运动一段时间或距离后暂停，排架上的成像设备开始图像采集依次循环，直至扫描结束。
46.6、装置采集所得图像在联网条件下自动上传至上位机或云端数据库，在上位机可以实时查看装置采集所得的图像。
47.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述
实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。