一种大坝裂缝监测多功能机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种大坝裂缝监测多功能机器人。

背景技术：

在较为偏远的地方,大坝大体上一般由混凝土制成,大坝在使用的过程中，为了提高大坝的安全性，通常会对大坝进安全监测，在安全监测的过程中，通常会监测大坝的裂缝。

传统的监测方法是通过人工的方式进行监测，当需要在大坝路面上测量多个不同路段的大坝裂缝情况时，则需要工作人员带上裂缝测量设备每隔一段距离进行测量。

但是，人为记录测量裂缝的方式速度较慢，需要工作人员花费较长的时间与精力，且记录过程容易出错，针对此，有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种大坝裂缝监测多功能机器人。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种大坝裂缝监测多功能机器人，包括车体、裂缝监测设备与移动通信终端，所述裂缝监测设备与移动通信终端通过gprs无线传输，所述车体上安装有承载块，所述承载块上滑移连接有承载板，所述裂缝监测设备安装在承载板上，所述车体上设有用于驱动承载板升降以带动裂缝监测设备升降的驱动组件。

采用上述技术方案，移动的车体方便带动裂缝监测装置到大坝各个地方进行检测，设置的驱动组件可以升降裂缝监测设备，能地面积水过高时，抬高裂缝检测设备，减少裂缝检测设备被浸湿的情况，通过车体上裂缝检测设备能检测到大坝上混凝土裂缝的情况，并能将检测到的数据通过gprs无线传输的方式传输到用户的移动终端上，针对此，便能方便工作人员及时了解到大坝上裂缝情况，具有操作简单便捷、实时动态监控好的优点。

本实用新型进一步设置为：所述驱动组件包括执行部与驱动部，所述驱动部驱动执行部带动承载板升降，所述执行部包括竖块与第一斜面，所述竖块的一端连接在承载板上、另一端竖直滑动在承载块上，所述第一斜面设置在竖块靠近承载块的端部上。

采用上述技术方案，当需要驱动裂缝监测设备上升时，启动驱动部使得驱动部驱动竖块竖直移动，进而抬高承载板与裂缝监测设备，此结构简单，便于实现。

本实用新型进一步设置为：所述驱动部包括容纳空腔、滑块、气缸以及第二斜面，所述容纳空腔开设在承载块内，所述滑块滑移连接在容纳空腔内，所述气缸安装在容纳空腔内且活塞杆与滑块相固定，所述第二斜面设置在滑块靠近竖块的端面上并与第一斜面相配合。

采用上述技术方案，当需要驱动竖块上移时，启动气缸，使气缸驱动滑块移动，使得第二斜面与第一斜面相接触，滑块滑动的同时，第二斜面与第一斜面相对滑动，进而能间接将驱动竖块向上移动。

本实用新型进一步设置为：所述车体上设有用于检测大坝路面上液位高低并输出检测信号的检测装置，所述检测装置耦接有响应于检测信号以输出控制信号的控制装置，所述控制装置耦接有响应于控制信号以输出执行信号至气缸以使气缸驱动滑块移动以间接驱动承载板升降的执行装置，当大坝路面上液位高于预定值时，所述执行装置输出执行信号至气缸以使气缸驱动滑块移动以间接驱动承载板升降。

采用上述技术方案，当检测装置检测到大坝路面上的液位高于预定值时，检测装置将检测到的检测信号输送到控制装置上，控制装置接收后输出控制信号到执行装置，执行装置接收后输出执行信号到气缸，进而可以驱动气缸驱动滑块移动。

本实用新型进一步设置为：所述容纳空腔内开设有供滑块滑动的滑槽。

采用上述技术方案，设置的滑槽便于滑块的移动，进而能使滑块快速移动到预定位置上。

本实用新型进一步设置为：所述第一斜面上设有缓冲垫。

采用上述技术方案，设置的缓冲垫由橡胶垫制成，本身具有柔性，能对第一斜面与第二斜面起到保护的作用，进而能延长滑块与竖块的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述检测装置包括非接触式液位传感器与比较装置，所述非接触式液位传感器用于检测大坝路面上液位高低并输出液体检测信号，所述比较装置耦接于非接触式液位传感器并响应于液体检测信号以输出检测信号。

采用上述技术方案，设置的非接触式液位传感器检测到检测大坝路面上液位高低后输出液体检测信号至比较装置，比较装置将其与自身预设的液位基准值进行比较后，输出检测信号至控制装置，通过将模拟信号转换成数字信号的方式，能有效提高电路的抗干扰能力。

本实用新型进一步设置为：所述控制装置包括开关元件，所述开关元件耦接于比较装置并响应于比较装置以输出控制信号。

采用上述技术方案，当开关元件接收到高电平信号时，开关元件导通，当开关元件接收到低电平信号时，开关元件不导通。

本实用新型进一步设置为：所述车体上设置有用于遮挡裂缝监测设备的遮挡板。

采用上述技术方案，设置的遮挡板能起到防晒与挡雨的作用，能间接延长裂缝监测设备的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述车体上设有用于将裂缝监测设备上的裂缝监测超声波探头放置或移开在大坝预定裂缝检测点上的调节组件。

采用上述技术方案，当需要检测时，驱动调节组件，使得调节组件将裂缝监测设备上的裂缝监测超声波探头放置在裂缝监测点上，当不需要检测时，利用调节组件，使得裂缝监测超声波探头脱离裂缝监测点，当车体上的电机间接性的驱动车体向预定检测点移动时，便能使调节组件配合车体的停留时间将超声波探头放置在预定监测点上，通过此方式，便能有效缩短检测时间，提高工作效率。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、通过车体、裂缝监测设备、移动通信终端以及调节组件的相互配合，能使小车带动超声波探测器移动到，进而能利用超声波探测器快速测出多个预定待测裂缝点，通过此方式，有效节省工作人员的时间与精力；

2、通过检测装置、控制装置、执行装置以及驱动组件的相互配合，能使车体在雨天情况下，保证裂缝监测设备不被浸湿，间接提高裂缝监测设备的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型中车体与裂缝监测设备的整体结构示意图；

图2是本实用新型中调节组件与裂缝监测设备的位置示意图；

图3是本实用新型中微动开关控制驱动电机停止启动的电路图；

图4是本实用新型中驱动组件与遮挡板的位置示意图；

图5是本实用新型中检测装置与控制装置的位置示意图。

附图标记：1、车体；11、承载块；12、承载板；13、遮挡板；2、裂缝监测设备；3、移动通信终端；4、驱动组件；411、竖块；412、第一斜面；421、容纳空腔；422、滑块；423、气缸；5、检测装置；51、非接触式液位传感器；52、比较装置；6、控制装置；7、执行装置；8、调节组件；81、微动开关；82、滑轨；83、移动块；84、丝杆；85、驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种大坝裂缝监测多功能机器人，如图1所示，包括车体1、裂缝监测设备2、云服务器以及移动通信终端3，车体1滑动在大坝路面上，在车体1上水平安装有承载块11，在承载块11的竖直方向滑动连接有承载板12，裂缝监测设备2放置在承载板12上，裂缝监测设备2与移动通信终端3通过云服务器实现信息交互，裂缝监测设备2、云服务器以及移动通信终端3之间通过gprs无线传输，采用gprs无线传输具有传输距离远，且传输信号好等优点。

裂缝监测设备2包括电源装置、裂缝传感装置及控制单元，电源装置为裂缝监测设备2提供工作电源，控制单元控制裂缝传感装置感测混凝土的裂缝信息，并将裂缝信息发送云服务器处理后，发送至移动通信终端3，在本实施例中，移动通信终端3为用户的智能手机，即用户可通过智能手机内安装的app客户端或pc客户端可定时进行裂缝监控。

具体的，裂缝传感装置包括裂缝宽度传感器、裂缝深度传感器以及采集单元，裂缝宽度传感器用于检测大坝混凝土的裂缝宽度，裂缝深度传感器用于检测大坝混凝土的裂缝深度，包括与混凝土接触的至少两个超声波探头，裂缝宽度传感器设于混凝土表面，产生子裂缝宽度信号；裂缝深度传感器设于混凝土的表层，产生子裂缝深度信号，这里的表层是指该裂缝深度传感器可以有部分深入到混凝土表面下的一定距离内，采集单元用于采集子裂缝宽度信号和子裂缝深度信号并发送控制单元，控制单元接收到裂缝信息并发送云服务器处理后，用户即可通过智能手机定时进行裂缝监控。

在本实施例中，通过555定时器输出方波波形来控制车体1上的电机间接性启动，即车体1能间接性的带动超声波探头移动，如图1和图2所示，在车体1上安装有用于将超声波探头放置或移开在大坝预定裂缝检测点上的调节组件8，调节组件8包括微动开关81、滑轨82、移动块83、丝杆84以及驱动电机85，滑轨82竖直安装在车体1侧壁上，移动块83滑移连接在滑轨82上，超声波探头安装在移动块83上，微动开关81安装在移动块83的侧壁上，丝杆84竖直贯穿移动块83，驱动电机85安装在车体1上，且驱动电机85输出轴与丝杆84相固定。

如图2和图3所示，在微动开关81上耦接有控制电路，控制电路包括npn型的三极管q2与继电器，其中继电器包括继电器线圈km2与常闭触点开关km2-1，三极管q2的基极耦接于微动开关81，发射极接地，集电极耦接于继电器线圈km2，继电器线圈km2的另一侧耦接于直流电源v0。

控制电路包括驱动电机85、常闭触点开关km2-1以及直流电源e，常开触点开关km2-1以及直流电源e依次串联，驱动电机85的两端分别耦接于常闭触点开关km2-1与直流电源e的另一端。

实施过程：当车体1移动到预定裂缝检测点并停下时，手动启动驱动电机85，使得驱动电机85驱动丝杆84带动移动块83竖直向下移动，以使移动块83间接带动超声波探头与微动开关81向下移动，当超声波探头触碰到预定裂缝检测点的路面时，微动开关81上的动触点经与地面接触后闭合，此时，微动开关81输出高电平至三极管q2的基极，三极管q2导通，继电器线圈km2得电，常闭触点开关kt2-1断开，驱动电机85停止启动。

当超声波探头检测到裂缝信息并被发送至用户的智能手机上后，再次启动驱动电机85，使得驱动电机85反转，以使超声波探头脱离地面，进而方便车体1带动超声波探头移动到下一裂缝检测点，定义车体1停留的时间长于超声波探头检测并脱离地面的时间。

通过此方式，便于带动超声波探头移动到不同位置，进而便于对大坝混凝土上的不同位置进行裂缝测量，能有效节省工人的检测时间，也便于快速得到测量结果。

如图4所示，在车体1上安装有用于遮挡裂缝监测设备2的遮挡板13，遮挡板13截面呈弧形，遮挡板13的存在便于遮阳挡雨，以间接延长裂缝监测设备2的使用寿命。

为了适应意外暴雨而车体1处于大坝承载面上的情况下，如图4所示，在车体1上安装有驱动组件4，驱动组件4用于抬高承载板12与裂缝监测设备2，以免裂缝监测设备2意外受到损坏。具体的，驱动组件4包括执行部与驱动部，驱动部用于驱动执行部带动承载板12升降，执行部包括竖块411与第一斜面412，在承载块11内竖直开设有竖槽，竖块411的一端安装在承载板12的底部、另一端竖直滑动在竖槽上，第一斜面412设置在竖块411靠近竖槽的端部上，在第一斜面412上贴设有缓冲垫，缓冲垫由橡胶垫制成，本身具有柔性，能起到保护第一斜面412、减少第一斜面412收到磨损的作用。

驱动部包括容纳空腔421、滑块422、气缸423以及第二斜面，容纳空腔421开设在承载块11内并与竖槽相连通，在容纳空腔421的底壁上开设有滑槽，滑块422滑移连接在滑槽上，第二斜面设置在滑块422的其中一面上并与第一斜面412相配合，气缸423安装在容纳空腔421内且活塞杆与滑块422远离竖块411的一侧相固定。

如图4与图5所示，在车体1上还安装有检测装置5、控制装置6以及执行装置7；检测装置5：用于检测大坝路面上液位高低并输出检测信号；控制装置6：耦接于检测装置5并响应于检测信号以输出控制信号；执行装置7：耦接于控制装置6并响应于控制信号以输出执行信号至气缸423以使气缸423驱动滑块422移动以间接驱动承载板12升降。

检测装置5包括非接触式液位传感器51与比较装置52，非接触式液位传感器51用于检测大坝路面上液位高低并输出液体检测信号，接触式液位传感器型号为xkc-y25，该型号成本低，稳定性较高，非接触式液位传感器51通过螺丝安装在承载块11上。

比较装置52耦接于非接触式液位传感器51并响应于液体检测信号以输出检测信号，比较装置52包括比较器a、电阻r1、电阻rp1以及电源v1，比较器a的同相端耦接于非接触式液位传感器51，反相端耦接于串联的电阻r1与电阻rp1的连接点，电阻r1的另一端耦接于电源v1，电阻rp1的另一端接地，比较器a的输出端耦接于控制装置6。

控制装置6包括开关元件、电源v2、继电器以及时间继电器，其中继电器包括继电器线圈km与常开触点开关km1-1，时间继电器包括时间继电器线圈kt与常闭触点开关kt1-1，开关元件为npn型的三极管q，三极管q的基极耦接于比较器a的输出端、发射极接地、集电极耦接于继电器线圈km，继电器线圈km的另一端耦接于时间继电器线圈kt，时间继电器线圈kt的另一端耦接于电源v2。

执行装置7包括常开触点开关km1-1、常闭触点开关kt1-1、开关s3、气缸423以及直流电源，常开触点开关km1-1与常闭触点开关kt1-1串联，常闭触点开关kt1-1的另一端耦接于直流电源，直流电源的另一端耦接于气缸423，气缸423的另一端耦接于开关s3，开关s3的另一端耦接于常开触点开关km1-1。

承载板12抬高的实施过程：当非接触式液位传感器51检测到大坝路面上的液位高于比较器a预设的基准值时，比较器a输出高电平信号至三极管q的基极，此时，三极管q导通，继电器线圈km得电，常开触点开关km1-1，气缸423启动，气缸423驱动滑块422移动以间接带动竖块411竖直向上运动。

三极管q导通的同时，时间继电器线圈kt得电，即气缸423间接驱动竖块411移动预定距离后，常闭触点开关kt1-1断开，气缸423所在回路断路，气缸423停止驱动滑块422移动，此时，竖块411停留在滑块422预定位置上，且竖块411向上移动的这段距离便能将承载板12与裂缝监测设备2抬高，避免了裂缝监测设备2被意外浸湿的情况。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。