一种超声波裂缝深度检测无人机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种超声波裂缝深度检测无人机，属于土木工程领域，应用于结构安全健康检测行业。在无人机上安装两个摄像头：前向摄像头、工作摄像头，前向摄像头用于监视无人机的航线,工作摄像头用于监视裂缝；在无人机的中部设置有导轨，超声波探头位于导轨上。通过无人机测试测试建筑的裂缝,不仅节约了成本；避免了人工高空作业的人身伤害，而且能对一些难以到达的区域进行测试,比如大跨度大桥桥底。
【专利说明】一种超声波裂缝深度检测无人机 技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种超声波裂缝深度检测无人机，属于土木工程领域，应用于结 构安全健康检测行业。 【背景技术】
[0002] 现有技术：已知传统的手工测试裂缝不仅费时，而且很多大型土木结构的裂缝测 试有很大难道，一些大型土木工程因为高度或深度太大而难以测试。
[0003] 已知的大型建筑混泥土裂缝检测无人机，只是通过航拍的方式获取裂缝表面的长 度和宽度。但许多混凝土裂缝在混凝土表面显示的不明显，但内部却很深，这些很深的裂缝 往往给混凝土结构的安全隐患。 【实用新型内容】
[0004] 为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种超声波裂缝深度检测无人机 及其检测方法，通过超声波无人机，对一些难以到达的建筑物体上，对建筑裂缝深度进行测 量，准确的评估裂缝的影响。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006 ] -种超声波裂缝深度检测无人机，在无人机上安装两个摄像头:前向摄像头、工作 摄像头，前向摄像头用于监视无人机的航线，工作摄像头用于监视裂缝；
[0007]在无人机的中部设置有导轨，超声波探头位于导轨上。
[0008] 在超声波探头中：
[0009] 步进电机带动齿轮转动，导轨在导杆上随之移动;在导轨上的连接杆的一端连接 超声波传感器。
[0010] 通过移动超声波探头，采用通用混凝土裂缝测量方法，得到混凝土的裂缝深度。
[0011] 本实用新型的有益效果：
【附图说明】 [0012] 本实用新型将超声波传感器装在无人机上，通过摄像头监视遥控飞机的移动，将 无人机移动到裂缝处，后将超声波探头接触到裂缝两端，超声波探头发射超声波信号，超声 波探头接收超声波信号，并将测试数据回穿到遥控器的显示屏上，通过经典超声波裂缝测 量方法，得出出裂缝的深度。通过无人机测试测试建筑的裂缝，不仅节约了成本;避免了人 工高作业的人身伤害，而且能对一些难以到达的区域进行测试，比如大跨度大桥桥底。 【附图说明】 [00 13] ：
[0014]图1为本实用新型的结构不意图；
[0015] 图2为本实用新型的超声波探头移动构图；
[0016] 图3为本实用新型的超声波测试裂缝原理图。 【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图1、2、3对本实用新型进行详细描述：
[0018] -种超声波裂缝深度检测无人机，在无人机I. 1上安装两个摄像头：前向摄像头 1.6、 工作摄像头1.5,前向摄像头1.6用于监视无人机的航线，工作摄像头1.5用于监视裂 缝；
[0019] 在无人机1.1的中部设置有导轨1.2，超声波探头1.3、1.4位于导轨1.2上。
[0020] 在超声波探头1.3、1.4中：
[0021 ] 步进电机2.7带动齿轮2.5、2.6转动，导轨2.3在导杆2.2上随之移动;在导轨2.3上 的连接杆2.4的一端连接超声波传感器2.1。
[0022] 其检测方法：
[0023] 在无人机1.1上安装两个摄像头，前向摄像头1.6用于监视无人机的航线，工作摄 像头1.5用于监视裂缝，摄像的数据通过无线WIFI模块回传给遥控器上显示屏幕上，在测 试前首先通过无人机1.1上的摄像头1.6先对建筑进行拍照，工作人员通过照片标识出需要 测试的裂缝.通过遥控将无人机1.1遥控到裂缝中部。
[0024] 首先将超声波探头1.3、1.4接触到裂缝的同一侧，进行不跨缝测试，测量混凝土的 传输速度.通过遥控器控制探头1.3、1.4在导轨1.2内移动，将超声波探头1.3、1.4的间距分 别控制为 100、150、200mm。
[0025] 超声波探头1.3、1.4移动的内部结构图如图2所示，通过步进电机2.7带动齿轮 2.6、 2.5转动，导轨2.3在导杆2.2上随之移动。在导轨2.3上连接杆2.4带到超声波传感器 2.1移动。齿轮2.6和齿轮2.5比例为1:10，导杆2.2上槽为1mm，通过导杆2.2控制，超声波探 头1.3、1.4较精确的移动距离。
[0026] 超声波探头1.3、1.4接触到裂缝的同一侧，超声波探头1.3、1.4Li距离分别移动 到为100、150、200111111，分别通过遥控器上图像读取声时值^。
[0027] L=a+b*ti
[0028] 每测点超声波实际传播距离L=I/ + I a
[0029] 式中：L 一第i点的超声波实际传播距离；
[0030] 1/ 一第i点的R、T换能器的内边缘间距；
[0031 ] a方程的常数项(mm)〇
[0032] 不跨缝平测的混凝土声速值为：
[0033] V=CLn7- LI7)/(tn-tl)(km/s)
[0034] Ln7 NLI7--第11点和第1点的测距；
[0035] tn、tl一一第η点和第1点读取的声时值(us)
[0036]通过上式求的超声波在混凝土中的速度，然后进入跨缝测试，得到裂缝的距离。
[0037] 将换能器3.1、3.3分别置于以裂缝3.2为对称的两侧，1/取100、150、200mm分别读 取声时值ti'同时观察首波相位的变化。
[0038] 平测法检测，裂缝深度按下式计算：
[0039]
[0040] 式中：Li一一不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离(mm);
[00411 hi一一第i点计算的裂缝深度值(mm);
[0042] ξ：--第i点跨缝平测时的声时值(us);
[0043] mh一一各测点计算裂缝深度的平均值(mm);
[0044]上式中即为mh计算裂缝深度的值。
【主权项】
1. 一种超声波裂缝深度检测无人机，其特征在于:在无人机（1.1)上安装两个摄像头： 前向摄像头（1.6)、工作摄像头（1.5)，前向摄像头（1.6)用于监视无人机的航线，工作摄像 头（1.5)用于监视裂缝； 在无人机(1.1)的中部设置有导轨（1.2)，超声波探头（1.3、1.4)位于导轨（1.2)上。2. 根据权利要求1所述的超声波裂缝深度检测无人机，其特征在于：在超声波探头 (1·3、1·4)中： 步进电机(2.7)带动齿轮(2.5、2.6)转动，导轨(2.3)在导杆(2.2)上随之移动;在导轨 (2.3)上的连接杆(2.4)的一端连接超声波传感器(2.1)。
【文档编号】G01B11/22GK205426083SQ201520995905
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月4日
【发明人】刘文峰, 徐帆
【申请人】江西飞尚科技有限公司