一种声技术建筑空鼓检测仪及机器人和方法与流程

本发明涉及建筑空鼓检测领域，尤其涉及一种声技术建筑空鼓检测仪及机器人和方法。

背景技术：

国际上建筑质量检测有严格的规定，如新加坡的建筑局标准规定，需要对地面与墙面的空鼓采用检测球棒进行全面的人工检测，但人工检测费时费力，效率低，而且人工检测结果很大程度上取决于检测人员的经验，检测结果差异性较大。

建筑质量数字化检测是未来的发展趋势。对于建筑空鼓数字化检测，已有报道采用主动加热设备和热成像传感仪结合的技术方案。为保证检测的可靠性，该方案需先用主动加热设备对被检测结构进行加热，然后再通过热成像传感仪获取数据，根据不同介质导热系数不同的基本原来来判断空鼓情况。该检测技术方法的不足包括加热费时费电、效率低、装置体积较大等。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种声技术建筑空鼓检测仪及机器人和方法，解决人工空鼓检测费时费力、效率低、检测结果差异性较大的问题。

本发明的技术方案如下：一种声技术建筑空鼓检测仪，其中，包括声音传感器结构和控制处理装置，所述声音传感器结构和控制处理装置连接：所述声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动，在滑动的同时声音传感器结构采集自身与待检测建筑结构表面滑动的声音信号，并将采集到的声音信号传递至控制处理装置，控制处理装置对采集到的声音信号分析处理，通过计算和对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓，并输出判断结果。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，所述声音传感器结构包括在待检测建筑结构表面滑动的球体和用于拾取声音信息的声音传感器，所述声音传感器和控制处理装置连接。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，还包括安装座，所述控制处理装置设置在安装座上，声音传感器结构设置在安装座上。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，所述球体设置两个。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，还包括安装座和半圆形安装板，所述安装座设置成长方体结构，包括上表面、下表面、左表面、右表面、前表面和后表面，所述控制处理装置设置在安装座上，控制处理装置位于安装座的下表面下方；所述球体设置两个；所述声音传感器结构还包括两个安装杆，在半圆形安装板上设置有沿半圆形安装板圆周方向设置的弧形调节槽，一个球体对应安装在一个安装杆上，球体安装在安装杆的一端端部，安装杆的另一端上设置有固定孔，固定螺栓穿过固定孔和弧形调节槽，将安装杆的另一端与弧形调节槽固定连接，松开固定螺栓，安装杆另一端可沿弧形调节槽移动进行位置调节，两个安装杆所在的平面与半圆形安装板互相平行；声音传感器位于两个球体之间；半圆形安装板与安装座安装连接，安装座和声音传感器结构分别位于半圆形安装板的两相对侧面处。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，在半圆形安装板的一面设置有两个第一u型吊耳，在第一u型吊耳上设置有第一安装孔，在安装座上设置有第二安装孔，所述第二安装孔贯穿安装座的前表面和后表面，第二安装孔靠近安装座的左表面，两个第一u型吊耳分别贴近安装座的前表面和后表面，第一安装螺栓穿过第一安装孔和第二安装孔与第一安装螺母配合，将半圆形安装板的一面与安装座固定连接，通过以第一安装螺栓为旋转中心旋转第一u型吊耳，以调节声音传感器结构与安装座之间的角度。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，所述控制处理装置包括声控制模块、声信号采集电路和声信号实时处理芯片，所述声信号采集电路与声控制模块连接，声控制模块与声信号实时处理芯片连接，声信号采集电路与声音传感器结构连接，声音传感器结构在待检测建筑结构的表面滑动以采集声音信号，声信号采集电路接收声音传感器结构采集到的声音信息并经声控制模块传递至声信号实时处理芯片，声信号实时处理芯片对采集到的声音信号分析处理，通过计算和对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓，并输出判断结果。

所述的声技术建筑空鼓检测仪，其中，还包括扬声器，所述控制处理装置还包括文字语言合成电路和扬声器语音放大电路，所述文字语言合成电路和扬声器语音放大电路连接，文字语言合成电路与声控制模块连接，扬声器语音放大电路与扬声器连接：将判断结果通过文字语言合成电路处理合成语音信息后，经过扬声器语音放大电路进行语音放大处理，最后经过扬声器播放输出。

一种如上述任一项所述的声技术建筑空鼓检测仪的所采用的检测方法，其中，具体包括以下步骤：

s1.使声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动，以获取声音信号并传递至控制处理装置；

s2.控制处理装置对采集到的声音信号数字化实时处理，通过高速接口传到声信号实时处理芯片进行计算，对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓；

s3.输出判断结果。

所述声技术建筑空鼓检测仪可以安装在移动机器人本体上，作为移动机器人本体上的一个部件，赋予移动机器人自动检测建筑空鼓的功能。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种声技术建筑空鼓检测仪及机器人和方法，通过设置声音传感器在待检测建筑结构表面进行滑动来采集声音数字信号，通过声信号实时处理芯片对声音数字信号进行分析处理，通过计算空鼓声音信号与正常声音信号的特征值范围，从而判断被检测建筑结构是否存在空鼓；该声技术建筑空鼓检测仪可以方便地集成到移动机器人中，从而使得整个建筑空鼓检测过程可以由机器人自动完成，省时省力，效率高；整个检测仪的体积小、重量轻、成本低，检测速度快；检测结果标准统一，避免人工检测带来的人为误差。

附图说明

图1是本发明中声技术建筑空鼓检测仪的结构示意图。

图2是本发明中声技术建筑空鼓检测仪的侧视图。

图3是本发明中声技术建筑空鼓检测仪的俯视图。

图4是本发明中控制处理装置的模块连接图。

图5是本发明中声技术建筑空鼓检测仪的检测方法的步骤流程图。

图6是本发明中包括声技术建筑空鼓检测仪的机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1至3所示，一种声技术建筑空鼓检测仪，包括声音传感器结构和控制处理装置200，所述声音传感器结构和控制处理装置200连接：所述声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动，在滑动的同时声音传感器结构采集自身与待检测建筑结构表面滑动的声音信号，并将采集到的声音信号传递至控制处理装置200，控制处理装置200对采集到的声音信号分析处理，通过计算和对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓，并输出判断结果。

具体地，为了避免声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动时，声音传感器结构和待检测建筑结构互相刮伤或磨损，所述声音传感器结构包括在待检测建筑结构表面滑动的球体210和用于拾取声音信息的声音传感器，所述声音传感器和控制处理装置200连接；采用球体210在待检测建筑结构表面滑动，可以有效减少声音传感器结构和待检测建筑结构的互相刮伤或磨损，在滑动的同时声音传感器采集球体210与待检测建筑结构表面滑动的声音信号，并将采集到的声音信号传递至控制处理装置200。

具体地，所述声技术建筑空鼓检测仪还包括安装座300，所述控制处理装置200设置在安装座300上，声音传感器结构设置在安装座300上。将控制处理装置200和声音传感器结构集成安装在安装座300，可有效减低整个声技术建筑空鼓检测仪的体积，使整个声技术建筑空鼓检测仪的结构更加紧凑、便携。

本所述例中，所述安装座300设置成长方体结构，包括上表面、下表面、左表面、右表面、前表面和后表面，所述控制处理装置200和声音传感器结构设置在安装座300上，控制处理装置200位于安装座300的下表面下方，声音传感器结构靠近安装座300的左表面。

具体地，所述球体210设置的数量可根据实际检测要求而设定，数量越多的球体210同时测量，可相应提高检测速度，但设备的成本也会相对提高，设备结构的复杂度也会相对增加。本实施例中，为了增加检测仪检测速度的同时尽可能简化设备结构，所述球体210设置两个，两个球体210同时在待检测建筑结构表面滑动以对待检测建筑结构进行检测，提高检测速度。

为了使声音传感器结构适应于不同尺寸的待检测建筑结构的检测，所述声技术建筑空鼓检测仪还包括半圆形安装板310，声音传感器结构还包括两个安装杆320，在半圆形安装板310上设置有沿半圆形安装板310圆周方向设置的弧形调节槽，一个球体210对应安装在一个安装杆320上（即两个球体210分别对应安装在两个安装杆320上），球体210安装在安装杆320的一端端部，安装杆320的另一端上设置有固定孔，固定螺栓穿过固定孔和弧形调节槽，将安装杆320的另一端与弧形调节槽固定连接，松开固定螺栓，安装杆320另一端可沿弧形调节槽移动进行位置调节，两个安装杆320所在的平面与半圆形安装板310互相平行；声音传感器位于两个球体210之间；半圆形安装板310与安装座300安装连接，安装座300和声音传感器结构分别位于半圆形安装板310的两相对侧面处：通过调节两个安装杆320在弧形调节槽内的位置，即可以调节两个声音传感器结构检测不同尺寸的待检测建筑结构，两个安装杆320沿弧形调节槽的距离越靠近，两个声音传感器结构可检测的待检测建筑结构的尺寸越小，两个安装杆320沿弧形调节槽的距离越大，两个声音传感器结构可检测的待检测建筑结构的尺寸越大。

进一步地，为了方便安装：（1）在半圆形安装板310的一面设置有两个第一u型吊耳，在第一u型吊耳上设置有第一安装孔，在安装座300上设置有第二安装孔，所述第二安装孔贯穿安装座300的前表面和后表面，第二安装孔靠近安装座300的左表面，两个第一u型吊耳分别贴近安装座300的前表面和后表面，第一安装螺栓穿过第一安装孔和第二安装孔与第一安装螺母配合，将半圆形安装板310的一面与安装座300固定连接，通过以第一安装螺栓为旋转中心旋转第一u型吊耳，以调节声音传感器结构与安装座300之间的角度，以使声音传感器结构适应不同角度检测的需求。（2）在控制处理装置200上设置有偶数个第二u型吊耳，每两个第二u型吊耳互相对应设置，在第二u型吊耳上设置有第三安装孔，在安装座300上设置有至少一个第四安装孔，所述第四安装孔贯穿前表面和后表面，每个第四安装孔与一对互相对应设置的第二u型吊耳配合安装，一对互相对应设置的第二u型吊耳分别贴近安装座300的前表面和后表面，第二安装螺栓穿过第三安装孔和第四安装孔，将控制处理装置200与安装座300固定连接，使控制处理装置200位于安装座300的下表面下方。

具体地，如图4所示，所述控制处理装置200包括声控制模块250、声信号采集电路210和声信号实时处理芯片220，所述声信号采集电路210与声控制模块250连接，声控制模块250与声信号实时处理芯片220连接，声信号采集电路210与声音传感器结构连接，声音传感器结构在待检测建筑结构的表面滑动以采集声音信号，声信号采集电路210接收声音传感器结构采集到的声音信息并传递至声信号实时处理芯片220，声信号实时处理芯片220对采集到的声音信号分析处理，通过计算和对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓，并输出判断结果。

进一步地，为了使本声技术建筑空鼓检测仪更加智能化，所述声技术建筑空鼓检测仪还包括扬声器，所述控制处理装置200还包括文字语言合成电路230和扬声器语音放大电路240，所述文字语言合成电路230和扬声器语音放大电路240连接，文字语言合成电路230与声控制模块250连接，扬声器语音放大电路240与扬声器连接：将判断结果通过文字语言合成电路230处理合成语音信息后，经过扬声器语音放大电路240进行语音放大处理，最后经过扬声器播放输出。本技术方案通过设置文字语言合成电路230和扬声器语音放大电路240，使声技术建筑空鼓检测仪a200可以支持声音报告检测结果。

进一步地，为了使本声技术建筑空鼓检测仪a200支持便携使用，所述控制处理装置200还包括可充电电池260、电源与充电电路270，所述可充电电池260与声信号实时处理芯片220连接，为整个声技术建筑空鼓检测仪a200提供电源，可充电电池260和电源与充电电路270连接，电源与充电电路270为可充电电池260实现充电。

为了提高声技术建筑空鼓检测仪的及时传递能力，所述声技术建筑空鼓检测仪还可以与手持终端（如平板电脑，手机，等）通讯连接。具体地，所述声控制模块250与手持终端通过以太网或tcp/ip协议通讯连接，操作者可以通过手持终端输入指令至声控制模块250，声控制模块250向手持终端传递信息和结果。

一种如上述所述的声技术建筑空鼓检测仪的检测方法，具体包括以下步骤：

s1.使声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动，以获取声音信号并传递至控制处理装置200；

s2.控制处理装置200对采集到的声音信号数字化实时处理，通过高速接口传到声信号实时处理芯片进行计算，对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓；

s3.输出判断结果。

如图5所示，具体地，所述步骤s1至步骤s3具体包括以下步骤：

s1：开机，声技术建筑空鼓检测仪自动运行；

s2：设置音频流（音频流：控制“数据流”同步类型音频的输出质量）与检测参数；

s3：打开wave文件（wave文件为录音文件）；

s4：使声音传感器结构在待检测建筑结构表面滑动，以获取声音信号并传递至控制处理装置200存档；

s5：控制处理装置200对采集到的声音信号数字化实时处理，通过高速接口传到声信号实时处理芯片进行计算，对比采集到的声音信号与标准空鼓声音信号的特征值范围，从而判断待检测建筑结构是否存在空鼓并排除环境噪音存在的影响，是，执行步骤s6-步骤s7，否，执行步骤s8；

s6：将判断结果通过语音合成发出提醒；

s7：重复执行步骤s3；

s8：重复执行步骤s3。

进一步地，为了避免噪音干扰检测结果，所述步骤s4和步骤s5之间还包括以下步骤：步骤s41：对声音信号进行频谱分析，剔除不在设定频谱范围内的声音信号。

如图6所示，一种机器人，包括移动机器人本体a100和如上述所述的声技术建筑空鼓检测仪a200，所述声技术建筑空鼓检测仪a200与移动机器人本体a100的底面连接，声技术建筑空鼓检测仪a200相对于移动机器人本体a100的底面倾斜一定角度，整个声技术建筑空鼓检测仪a200位于移动机器人本体a100的底部下方，移动机器人本体a100在自主移动过程中，带动声技术建筑空鼓检测仪a200在待检测的物体表面进行滑动，以进行空鼓检测。

进一步地，为了方便将声技术建筑空鼓检测仪a200安装在移动机器人本体a100上，在移动机器人本体a100的底面设置有两个第三u型吊耳，在第三u型吊耳上设置有第五安装孔，在安装座300上设置有第六安装孔，所述第六安装孔贯穿前表面和后表面，第六安装孔靠近安装座300的右表面，两个第三u型吊耳分别贴近安装座300的前表面和后表面，第三安装螺栓穿过第五安装孔和第六安装孔，将声技术建筑空鼓检测仪a200与移动机器人本体a100的底面固定连接，使声技术建筑空鼓检测仪a200位于移动机器人本体a100的底部下方。通过以第三安装螺栓为旋转中心旋转安装座300，以调节声技术建筑空鼓检测仪a200的检测角度以及检测高度，以使声技术建筑空鼓检测仪a200满足不同检测角度以及检测高度的要求。

为了方便移动机器人本体a100和声技术建筑空鼓检测仪a200实现数据交换，所述移动机器人本体a100和声技术建筑空鼓检测仪a200可通过usb或wifi通讯连接。

本技术方案相对于现有技术，具有以下优点：

（1）采用声技术建筑空鼓检测仪实现自动的地板空鼓检测，减少传统人工检测工作量，省时省力，效率高。

（2）自动检测避免了人工检测带来的人为误差；检测结果有数据记录，可分享给不同用户查询。

（3）本声技术建筑空鼓检测仪可以连接机器人实现自动检测，也可单独使用实现手动检测，方便用于墙面检测，以及支持现场用户手工的不同检测需求。

（4）与现有主动加热热成像技术相比，本声技术建筑空鼓检测仪的体积小、重量轻、成本低，检测速度快。

（5）运用声音识别技术来检测地砖或墙面背后是否空鼓，更符合现今的检测标准与检测方式，所以更容易为行业使用者接受，便于推广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。