一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人的制作方法

本实用新型涉及桥梁裂缝检测技术领域，尤其涉及一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人。

背景技术：

混凝土桥梁的损坏有90％以上是由裂缝引起的。工程实践和理论分析表明几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见，一般对结构的正常使用无大的危害，可允许其存在；但有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展新的裂缝，形成贯穿缝、深缝，0.20～0.30mm以上的裂缝会直接破坏结构整体性，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，在桥梁内部形成力学间断面，使桥梁承载能力大大降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害桥梁结构的正常使用。

对于混凝土桥梁表面的裂缝，目前国内外主要检测方法是人工检测。人工检测方法的实现方式主要是手持超声波检测设备，或是激光检测设备检测桥梁表面的裂缝(甚至是裂缝长度)，记录裂缝的长度、宽度等数值，并通过多次检测来判断裂缝的生长情况。但是，很显然，采用人工检测方式往往存在人工成本大，工作效率地以及检测精度低等技术缺陷；

随后市场上出现了一种机械人检测车(即传统的小型桥梁裂缝检测机器人)，其搭载裂缝检测仪器对桥梁上的裂缝进行检测。但是，研究发现桥梁表面往往容易出现一些条状杂物，该杂物往往影响了机械人检测车的检测精度，其还往往容易使传统的机械人检测车对条状杂物进行误判和误检测，进而影响机械人检测车的检测质量以及检测效率；而且传统桥梁裂缝检测车大多采用轮胎轮式结构行驶在桥梁上，但是由于天气影响桥梁表面有时候积累大量冰霜，容易造成桥梁裂缝检测车行驶打滑，影响检测效率。

综上，如何克服传统桥梁裂缝检测车的上述技术缺陷是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型还提供了一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，包括检测车本体，履带、多组驱动轮、舵机、电源装置；位于所述检测车本体的前端还设置有前铲组件；

其中，所述检测车本体的两侧设置有多组驱动轮，且所述履带为两条，所述履带分别套接在检测车本体两侧的驱动轮上；所述电源装置与所述舵机电连接，所述舵机用于驱动多组所述驱动轮转动配合；

其中，所述前铲组件包括设置在检测车本体前端的伸出臂，前铲和刷毛束；所述伸出臂的一端连接在检测车本体前端，所述伸出臂的另一端与所述前铲连接；所述刷毛束均匀分布设置在所述前铲的底部；所述前铲包括铲片和位于所述铲片底部设置的铲片托板；

所述铲片托板与所述铲片之间通过螺栓调节间距；所述铲片具体为向外凸起形状的基板结构。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲片为半椭球形形状的基板结构。

优选的，作为一种可实施方案；所述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人还包括裂缝检测仪器；所述电源装置与所述裂缝检测仪器电连接。

优选的，作为一种可实施方案；所述裂缝检测仪器包括超声波检测器和激光检测器以及高速摄像机。

优选的，作为一种可实施方案；所述高速摄像机具体为CCD工业摄像机。

优选的，作为一种可实施方案；所述电源装置具体为可充电锂离子电池。

优选的，作为一种可实施方案；位于所述铲片的底部并沿着铲片的长度方向上还设置有刷毛安装槽；所述刷毛安装槽用于装载连接所述刷毛束。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲片以及所述铲片托板均为工程塑料结构件。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲片以及所述铲片托板均具体为PP、ABS、PEEK或PE工程塑料件中的任意一种。

优选的，作为一种可实施方案；所述刷毛束具体为多根塑料刷毛或是多根不锈钢钢丝刷毛。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，分析上述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人的主要结构可知：上述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其主要由检测车本体，履带、多组驱动轮、舵机、电源装置和前铲组件等部分组成；

其中，所述检测车本体的两侧设置有多组驱动轮，且所述履带为两条，所述履带分别套接在检测车本体两侧的驱动轮上；所述电源装置与所述舵机电连接，所述舵机用于驱动多组所述驱动轮转动配合；

其中，所述前铲组件包括设置在检测车本体前端的伸出臂，前铲和刷毛束；所述伸出臂的一端连接在检测车本体前端，所述伸出臂的另一端与所述前铲连接；所述刷毛束均匀分布设置在所述前铲的底部；所述前铲包括铲片和位于所述铲片底部设置的铲片托板；

所述铲片托板与所述铲片之间通过螺栓调节间距；所述铲片具体为向外凸起形状的基板结构。

很显然，在上述具体结构中，该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其采用了履带结合多组驱动轮方式替换传统轮胎轮式结构，其保证了检测车本体的行驶安全性以及平稳性，其适应能力更强，可保证在恶劣环境下进行正常行驶检测；同时其还采用舵机和电源装置的方式对检测车本体提供输出动力，其大幅度增强了桥梁裂缝检测车的续航能力以及动力输出；该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其还采用了前铲组件等结构的设计；其中，伸出臂可以保证前铲的伸出位置，然后利用向外突出铲片可以对桥梁面上的大型杂物进行推动，最后避免检测车后端的裂缝检测仪器在行驶路径上检测到大型条状杂物，从而也避免了裂缝检测仪器的误判；同时在前铲的底部还均匀设置有刷毛束，很显然刷毛束填补了铲片到桥梁表面之间间隙，利用该刷毛束可以彻底对小型条状杂物以及部分大型杂物进行清扫，从而进一步避免检测车后端的裂缝检测仪器在行驶路径上检测到条状杂物；利用该铲片托板以及螺栓可以调整铲片距离桥梁表面之间的间距，其实用性更为显著；

在具体操作过程中，该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其通过履带以及驱动轮组实施行进行驶(还可以通过遥控器实施远程控制)，同时利用前铲组件实施清扫以及铲除两个动作，同时其检测车本体后端搭载裂缝检测仪器对桥梁上的裂缝进行检测。本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其克服了传统检测车抗干扰能力差，误判几率高等技术缺陷；很显然，本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其具有结构设计合理，误判几率低，可靠性强等技术优势；同时，检测效率以及检测质量得到了显著提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人的立体结构示意图；

图2为图1的本实用新型实施例一提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人中前铲组件的局部放大结构示意图。

标号：

1-检测车本体；

2-履带；

3-驱动轮；

4-前铲组件；41-伸出臂；42-前铲；43-刷毛束；44-铲片；45-铲片托板；46-螺栓；

5-裂缝检测仪器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例一

参见图1以及图2，本实用新型实施例一提供了一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，包括检测车本体1，履带2、多组驱动轮3、舵机(图中未示出)、电源装置(图中未示出)；位于所述检测车本体1的前端还设置有前铲组件4；

其中，所述检测车本体1的两侧设置有多组驱动轮3，且所述履带2为两条，所述履带2分别套接在检测车本体两侧的驱动轮3上；所述电源装置与所述舵机电连接，所述舵机用于驱动多组所述驱动轮3转动配合(进而带动检测车通过履带2实施转动行驶)；

其中，所述前铲组件4包括设置在检测车本体前端的伸出臂41，前铲42和刷毛束43；所述伸出臂41的一端连接在检测车本体1前端，所述伸出臂41的另一端与所述前铲42连接；所述刷毛束43均匀分布设置在所述前铲42的底部；所述前铲42包括铲片44和位于所述铲片底部设置的铲片托板45；

所述铲片托板45与所述铲片44之间通过螺栓46调节间距；所述铲片44具体为向外凸起形状的基板结构。

分析上述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人的主要结构可知：上述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其主要由检测车本体，履带、多组驱动轮、舵机、电源装置和前铲组件等部分组成；

在上述具体结构中，该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其采用了履带结合多组驱动轮方式替换传统轮胎轮式结构，其保证了检测车本体的行驶安全性以及平稳性，其适应能力更强，可保证在恶劣环境下进行正常行驶检测；同时其还采用舵机和电源装置的方式对检测车本体提供输出动力，其大幅度增强了桥梁裂缝检测车的续航能力以及动力输出；该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其还采用了前铲组件等结构的设计；其中，伸出臂可以保证前铲的伸出位置，然后利用向外突出铲片可以对桥梁面上的大型杂物进行推动，最后避免检测车后端的裂缝检测仪器在行驶路径上检测到大型条状杂物，从而也避免了裂缝检测仪器的误判；同时在前铲的底部还均匀设置有刷毛束，很显然刷毛束填补了铲片到桥梁表面之间间隙，利用该刷毛束可以彻底对小型条状杂物以及部分大型杂物进行清扫，从而进一步避免检测车后端的裂缝检测仪器在行驶路径上检测到条状杂物；利用该铲片托板以及螺栓可以调整铲片距离桥梁表面之间的间距，其实用性更为显著；

在具体操作过程中，该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其通过履带以及驱动轮组实施行进行驶(还可以通过遥控器实施远程控制)，同时利用前铲组件实施清扫以及铲除两个动作，同时其检测车本体后端搭载裂缝检测仪器对桥梁上的裂缝进行检测。本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其克服了传统检测车抗干扰能力差，误判几率高等技术缺陷；很显然，本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其具有结构设计合理，误判几率低，可靠性强等技术优势；同时，检测效率以及检测质量得到了显著提升。

下面对本实用新型实施例一提供了一种带有前铲的桥梁裂缝检测机器人的具体结构以及具体技术效果做一下详细的说明：

优选的，作为一种可实施方案；所述铲片44为半椭球形形状的基板结构。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，该铲片可以设计成多种向外突出弧面形状形式的结构，例如半球面形状或是半椭球形面形状，只是在最优选的方案中，其更优选使用半椭球形形状的基板结构，利用该基板结构可以更好的推动桥梁表面积存的体积较大的杂物。

优选的，作为一种可实施方案；所述带有前铲的桥梁裂缝检测机器人还包括裂缝检测仪器5；所述电源装置与所述裂缝检测仪器5电连接。所述裂缝检测仪器5包括超声波检测器和激光检测器以及高速摄像机。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，该电源装置与裂缝检测仪器电连接，通过电源装置为检测车本体搭载的裂缝检测仪器实施供电供给；同时上述裂缝检测仪器包括超声波检测器、激光检测器等多种检测形式；其中，超声波检测器应用超声波衍射(绕射)原理测量桥梁表面(或是内层)混凝土等非金属材料表面裂缝的深度以及长度。同时高速摄像机则是利用图像处理技术进行图像分析，损伤分析得到桥梁表面的裂缝检测结果。

本实用新型实施例的提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其可以同时搭载至少三种检测设备(即超声波检测器和激光检测器以及高速摄像机)，可利用多种方式同时对桥梁表面进行检测，综合判断可以提升检测效率以及检测精度。

优选的，作为一种可实施方案；所述高速摄像机具体为CCD工业摄像机。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，该高速摄像机可以设计成多种结构形式，但是在最优选的方案中，高速摄像机则优选使用CCD工业摄像机；其中CCD工业摄像机，它是一种精度较高的工业摄像机，其具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等诸多方面的技术优势，特别适合本实用新型实施例中高速摄像机的选用。

优选的，作为一种可实施方案；所述电源装置具体为可充电锂离子电池。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，锂离子电池：是一种二次电池(充电电池)，上述锂离子电池具有如下方面的多种技术优点：1、能量比比较高。具有高储存能量密度；2、使用寿命长，使用寿命可达到6年以上；3、额定电压高，便于组成电池电源组；4、自放电率很低；6、重量轻；7、高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用。

优选的，作为一种可实施方案；位于所述铲片的底部并沿着铲片的长度方向上还设置有刷毛安装槽(图中未示出)；所述刷毛安装槽用于装载连接所述刷毛束。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，上述铲片的底部都设置有多个刷毛安装槽，与此同时该多个刷毛安装槽可以沿着铲片的底部的长度方向上均匀间隔排列分布，这样的均匀设置可以进一步保证刷毛也均匀分布，进而增强刷毛的使用性能以及实用性。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲片44以及所述铲片托板45均为工程塑料结构件。所述铲片以及所述铲片托板均具体为PP、ABS、PEEK或PE工程塑料件中的任意一种。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，铲片以及铲片托板均为工程塑料结构件；因为为了进一步保证铲片以及铲片托板的结构可靠性以及承载弯曲变形性能，其优选使用工程塑料结构件；因为上述的工程塑料结构件都具有较好的结构可靠性，同时可以反复弯曲多次，不易发生折断问题。例如PP注塑结构件、PE工程塑料件、PET注塑件结构件、PEEK注塑结构件、ABS注塑结构件中的一种。

上述工程塑料是可以作为结构材料本实用新型实施例中铲片以及铲片托板的主要结构材料，工程塑料有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。

工程塑料件包括PP注塑件、PE注塑件、PEEK注塑件或是ABS注塑件等。上述注塑件其硬度、抗冲击力、抗老化性优。其中，作为本实用新型实施例最优选的方案为PP注塑件、ABS注塑件或PEEK注塑件。PEEK中文名是聚醚醚酮树脂，是一种高端的特种工程塑料，具有突出的高强度特点，同时还具有耐高温、抗压、耐辐照、绝缘性稳定、耐水解等特点。ABS塑料(即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)相对比较上述材料成本更低，性价比更高。

优选的，作为一种可实施方案；所述刷毛束43具体为多根塑料刷毛或是多根不锈钢钢丝刷毛。

需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，其每个刷毛束就是由多根刷毛构成的，即其本身就含有多根刷毛扎紧连接形成一束刷毛的结构。同时该刷毛束至少存在两种刷毛的形式，一种为不锈钢钢丝刷毛，另一种是塑料刷毛，因此说本实用新型提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人其可以适用于多种桥梁路面的清除杂物作业工作。

本实用新型实施例提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人具有如下方面的技术优势：

一、本实用新型实施例提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其结构设计更合理；其中，带有前铲的桥梁裂缝检测机器人其主要由检测车本体，履带、多组驱动轮、舵机、电源装置和前铲组件等部分组成；很显然，检测车本体，履带、多组驱动轮、舵机、电源装置和前铲组件等具体结构都具有独到的设计，且具体结构之间的连接关系以及位置关系都有合理的布局设计；因此本实用新型实施例提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其技术构造更合理，且功能更加完善，实用性更好。

二、本实用新型实施例提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，在具体操作过程中，该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其通过履带以及驱动轮组实施行进行驶(还可以通过遥控器实施远程控制)，同时利用前铲组件实施清扫以及铲除两个动作，同时其检测车本体后端搭载裂缝检测仪器对桥梁上的裂缝进行检测。本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其克服了传统检测车抗干扰能力差，误判几率高等技术缺陷；很显然，本实用新型提供的该带有前铲的桥梁裂缝检测机器人，其具有结构设计合理，误判几率低，可靠性强等技术优势；同时，检测效率以及检测质量得到了显著提升。

基于以上诸多显著的技术优势，本实用新型提供的带有前铲的桥梁裂缝检测机器人必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。