适用于狭窄区域的柔性检测平台的制作方法

本发明涉及智能建造平台技术领域，尤其涉及一种能够检测狭窄建筑空间内部情况的检测平台。

背景技术：

建筑物内的环境和结构是建筑的关键信息。建筑物内任意位置的温湿度的变化、任意空间的有害气体含量、狭窄区域的尺寸信息、地形变化等都会影响建筑活动。间断或连续的定量地测定环境因子及其他有害于人体健康的室内环境污染物的浓度变化观察并分析其环境影响过程与程度可以辅助建筑活动顺利开展。

近年来根据大象鼻子、章鱼触手以及蛇体等生物器官，基于仿生学，连续型机械臂得到了很好的发展。连续型机械臂不同于传统的刚性机械臂，理论上具有无穷多个自由度，利用本体的变形使机械臂可以连续弯曲或者伸长，以形成类似大象鼻子、章鱼触手的运动。通过改变自身的外形，绕过各种障碍物。但是，机械臂的臂长有限，对于深度大于臂长的狭窄区域这种连续型机械臂将无法完成检测任务。

特别是对铺设有管道的狭窄隧道的检测，需要对隧道内的管道进行检测，隧道的长度很长，不可能依靠机械臂的一次性伸入就完成检测。因此，检测平台不仅需要进入隧道，还需要能够适应管道所在的位置，实现检测隧道内环境和探测隧道内管道情况。也就要求检测平台能够灵活、可靠的对狭窄区域的实现柔性移动检测。而现有的连续型机械臂难以实现。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够不受深度限制，能够进入狭窄区域内完成检测的柔性检测平台。

适用于狭窄区域的柔性检测平台，其特征在于：该检测平台具有带轮子的底座和摄像头，底座和摄像头之间设有伸缩机构，伸缩机构承载摄像头；伸缩机构包括安装于底座的弹性件和驱动弹性件形变的驱动组件；底座的轮子连接驱动电机。驱动电机受控于控制器。

驱动组件使弹性件收缩，则摄像头与底座之间的距离变小，使检测平台能够通过高度更低的区域。也可以是驱动组件使弹性件按预设尺寸降低或者升高，使摄像头能够拍摄到不同高度范围的图像。驱动电机使轮子前进或后退，驱动电机可以是受控于遥控器，也可以是受控于安装在检测平台上的控制器，控制器可以是自动规划路径，或者按照预定路径运行。

优选的，弹性件的顶部设有安装平台，摄像头固定于安装平台上；安装平台上固定有牵引绳，每个牵引绳对应有改变牵引绳长度的牵引件；牵引绳和牵引件组成牵引单元，安装平台至少与两个牵引单元相连；牵引单元关于弹性件的中心对称或阵列布置。牵引件使牵引绳的长度改变，使弹性件形变，从而改变摄像头的位置。比如，所有牵引绳等长度下降，则摄像头向下平移，摄像头拍摄区域的高度范围发生改变。比如，只有一个牵引绳长度变短，安装平台在该牵引绳所处的外置侧倾，摄像头发生俯仰，拍摄角度发生改变。

优选的，牵引件是牵引电机，牵引绳与牵引电机的输出端相连；牵引电机的输出端为牵引电机的输出轴，或者是牵引电机的减速器的输出端。通过牵引电机的转动角度来控制牵引绳的长度。

优选的，弹性件为柱形弹簧，柱形弹簧的底部与固定块相连，固定块固定于底座。优选的，安装平台分别与柱形弹簧和固定块对中，摄像头设置于安装平台的中心。

优选的，装平台上设有防碰撞导轮，防碰撞导轮高于摄像头。

优选的，底座设有环境传感器单元，环境传感器单元包括温度传感器，和、或湿度传感器，和、或甲醛气体传感器，和、或tvoc气体传感器，控制器与环境传感器单元连接，测得所需数据传回所述控制器。环境传感器单元用于检测周围建筑环境的温湿度、有毒气体等。

优选地，底座的中心设有加速度传感器单元，并与控制器连接回传加速度数据；加速度传感器单元包括了3轴加速度计、陀螺仪，三轴加速度计记录平台在x、y、z方向的加速度，经过控制器计算后可以用于感知地形变化；陀螺仪记录平台在x、y、z方向的倾斜角度，用于补偿加速度的累计误差；角度计算公

式为：其中，α为平台侧偏角，β为俯仰角，γ为偏航角，

ax,ay,az为平台纵轴方向，横轴方向,垂直轴方向,三轴加速度值。

优选地，底座设有2路激光距离传感器单元，两个激光传感器处于同一条直线，方向相反，垂直于检测平台的运动方向。用于测量周围墙壁距离信息并传回所述控制器。

优选地，检测平台设有无线通信单元，所述控制器与所述无线通信单元连接，所述无线通信单元固定于平台尾部，通过无线端口与远程设备通信，用于发送经过控制器处理后的信号或数据或接受远程设备的平台控制信号。

本发明的优点在于：检测平台能够不受深度限制，能够进入狭窄区域进行视觉检测，并且，摄像头能够升降、俯仰，以不同的高度和视角拍摄图像，特别适合用于检测具有管道管路的狭长隧道的内部情况检测。

附图说明

图1为本发明实施例的装置示意图。

图中标识：底座10，控制器20，摄像头30，防碰撞导轮40，弹性件50，通信单元60，环境传感器单元70，加速度传感器单元80

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，适用于狭窄区域的柔性检测平台，其特征在于：该检测平台具有带轮子的底座10和摄像头30，底座10和摄像头30之间设有伸缩机构，伸缩机构承载摄像头30；伸缩机构包括安装于底座10的弹性件50和驱动弹性件50形变的驱动组件；底座10的轮子连接驱动电机。驱动电机受控于控制器20。虽然图1中的弹性件50为一个柱形弹簧，但是，弹性件50还可以使用其他形式，比如，由多个柱形弹性组成的弹簧阵列；或者是，弹性件50为气囊或者是内部填充有柔性填充物(比如泡沫、海绵等)的弹性囊等。

驱动组件使弹性件50收缩，则摄像头30与底座10之间的距离变小，使检测平台能够通过高度更低的区域。也可以是驱动组件使弹性件50按预设尺寸降低或者升高，使摄像头30能够拍摄到不同高度范围的图像。驱动电机使轮子前进或后退，驱动电机可以是受控于遥控器，也可以是受控于安装在检测平台上的控制器20，控制器20可以是自动规划路径，或者按照预定路径运行。

如图1所示，弹性件50的顶部设有安装平台，摄像头30固定于安装平台上；安装平台上固定有牵引绳，每个牵引绳对应有改变牵引绳长度的牵引件；牵引绳和牵引件组成牵引单元，安装平台至少与两个牵引单元相连；牵引单元关于弹性件50的中心对称或阵列布置。牵引件使牵引绳的长度改变，使弹性件50形变，从而改变摄像头30的位置。比如，所有牵引绳等长度下降，则摄像头30向下平移，摄像头30拍摄区域的高度范围发生改变。比如，只有一个牵引绳长度变短，安装平台在该牵引绳所处的外置侧倾，摄像头30发生俯仰，拍摄角度发生改变。

牵引件是牵引电机，牵引绳与牵引电机的输出端相连；牵引电机的输出端为牵引电机的输出轴，或者是牵引电机的减速器的输出端。通过牵引电机的转动角度来控制牵引绳的长度。

再一些具体实施例中，牵引绳绕在绕线轮上，以图1为例，四根牵引绳的始端分别固定在安装品台上，并经过弹性件50穿出，每根牵引绳连接在一个绕线轮上。每个绕线轮与一个牵引电机相连，牵引电机带动绕线轮转动。控制四根牵引绳的长度从而控制弹性件50上升、下降、俯仰等，进而带动安装平台上的摄像头30上升、下降、俯仰。

如图1所示，弹性件50为柱形弹簧，柱形弹簧的底部与固定块相连，固定块固定于底座10。安装平台分别与柱形弹簧和固定块对中，摄像头30设置于安装平台的中心。

在一些实施例中，底座10设有环境传感器单元70，环境传感器单元70包括温度传感器，和、或湿度传感器，和、或甲醛气体传感器，和、或tvoc气体传感器，控制器20与环境传感器单元70连接，测得所需数据传回所述控制器20。环境传感器单元70用于检测周围建筑环境的温湿度、有毒气体等。环境传感器单元70可以设置在底座10的任意位置，只要不影响信息感应即可。

在一些实施例中，底座10的中心设有加速度传感器单元80，并与控制器20连接回传加速度数据；加速度传感器单元80包括了3轴加速度计、陀螺仪，三轴加速度计记录平台在x、y、z方向的加速度，经过控制器20计算后可以用

于感知地形变化，角度计算公式为：其中，α为平台侧偏

角，β为俯仰角，γ为偏航角，ax,ay,az为平台纵轴方向，横轴方向,垂直轴方向,三轴加速度值；陀螺仪记录平台在x、y、z方向的倾斜角度，用于补偿加速度的累计误差。

在一些实施例中，底座10设有2路激光距离传感器单元，两个激光传感器处于同一条直线，方向相反，垂直于检测平台的运动方向。用于测量周围墙壁距离信息并传回所述控制器20。

检测平台设有无线通信单元60，所述控制器20与所述无线通信单元60连接，所述无线通信单元60固定于平台尾部，通过无线端口与远程设备通信，用于发送经过控制器20处理后的信号或数据或接受远程设备的平台控制信号。

安装平台上设有防碰撞导轮40，防碰撞导轮40高于摄像头30。防碰撞导轮40高出摄像头30，以检测平台前进的方向为前的话，防碰撞导轮40在摄像头30之前，这样，检测平台在移动过程中，障碍物先碰到防碰撞导轮40，从而降低检测平台在行进过程中摄像头30受到障碍物的碰撞的风险。

本发明的优点在于：检测平台能够不受深度限制，能够进入狭窄区域进行视觉检测，并且，摄像头30能够升降、俯仰，以不同的高度和视角拍摄图像，特别适合用于检测具有管道管路的狭长隧道的内部情况检测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。