一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机

1.一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：包括旋翼无人机本体（1）和与旋翼无人机本体（1）通过无线信号连接的地面控制系统（6），所述旋翼无人机本体（1）底部通过电机（8）连接有能前后摆动的敲击机械臂（2），该敲击机械臂（2）的底部设置有敲击锤（9），旋翼无人机本体（1）内部设置有声纹采集装置（3）和GPS定位仪（5），所述声纹采集装置（3）能采集敲击锤（9）敲击待检测墙体所发出的的敲击声。
2.根据权利要求1所述的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：所述声纹采集装置（3）为声波传感器。
3.根据权利要求2所述的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：所述声纹采集装置（3）为加装有旋翼噪声滤除装置的声波传感器。
4.根据权利要求1所述的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：所述旋翼无人机本体（1）上设置有能检测旋翼无人机本体（1）与待检测墙体两者之间距离的红外传感器（4）。
5.根据权利要求1或3或4所述的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：
所述旋翼无人机本体（1）前端设置有摄像机（7）。
6.根据权利要求1所述的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，其特征在于：所述地面控制系统（6）为内置声纹模板的计算机。

一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种墙体检测装置，特别是一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机。\n背景技术\n[0002] 近年来，随着地震、洪水、核污染等大型自然灾害频发，小型多旋翼无人机的研究逐渐成为无人机研究的热点。小型多旋翼无人机具有成本低、效费比高、无人员伤亡风险及可以涉足到有人机无法到达的区域（核，化学，细菌感染区域）等优点。在军用和民用领域也具有广泛的应用前景，如低空侦察、气象勘测、航空摄影、交通巡逻等。但旋翼无人机在墙体空鼓质量检测方面还没有涉及。\n[0003] 外墙抹灰空鼓是抹灰常见的一种质量通病，其表现是抹灰层从墙面鼓起来，在抹灰层与墙体之间形成一个空腔。由于抹灰层出现空鼓现象，常会引起抹面层脱落。如果墙体外侧贴有面砖或石材，还会一起掉下。另外，还会出现开裂、外墙渗水等问题，不仅不美观，影响建筑物的使用寿命，严重的将会对行人造成伤害，发生安全事故。\n[0004] 因此，要严格控制外墙抹灰质量，防止产生空鼓现象。另外由于材料的偷工减料，以及建筑的超负荷承重或者建筑的结构设计不合理，常常会导致墙体的内部甚至外表面发生裂缝。目前对于墙体空鼓的检测准确率最高，最常用的是敲击法和肉眼观察法。工人们根据墙体敲击的回声的不同以及视觉观察墙体的外部裂缝情况来判断墙体的情况。\n[0005] 申请专利号为201310439955.2的中国专利公开了一种桥梁裂缝实时监测及快速预警装置，通过双目视觉传感器对桥体进行实时监控，并通过将采集到的图像信息发送给远程的监控主机判断桥面是否断裂。此种方法虽然实现了对桥面裂缝的检测，但是给人有种“后知后觉”的感觉。桥体的断裂往往是由于桥体内部的空鼓造成的，而且很多裂缝都是先从内部开始断裂的。所以对桥体的墙面进行定期检查，是非常有必要的，可以做到防患于未然。很多国家都有定期派工人对大型桥体进行敲击检测的规定。\n[0006] 然而，建筑墙体或桥面墙体的高度均比较高，人工检测效率低下，容易漏检，不能随时进行检测，而且存在不安全因素，因此，急需研发一种能够替代人工的自动检测装置。\n实用新型内容\n[0007] 本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种可以代替人工，完成对墙体的自动检测，从而确定墙体问题区域的用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机。\n[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：\n[0009] 一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机，包括旋翼无人机本体和与旋翼无人机本体通过无线信号连接的地面控制系统，所述旋翼无人机本体底部通过电机连接有能前后摆动的敲击机械臂，该敲击机械臂的底部设置有敲击锤，旋翼无人机本体内部设置有声纹采集装置和GPS定位仪，所述声纹采集装置能采集敲击锤敲击待检测墙体所发出的的敲击声。\n[0010] 所述声纹采集装置为声波传感器。\n[0011] 所述声纹采集装置为加装有旋翼噪声滤除装置的声波传感器。\n[0012] 所述旋翼无人机本体上设置有能检测旋翼无人机本体与待检测墙体两者之间距离的红外传感器。\n[0013] 所述旋翼无人机本体前端设置有摄像机。\n[0014] 所述地面控制系统为内置声纹模板的计算机。\n[0015] 本实用新型采用上述结构后，上述旋翼无人机能根据地面控制系统的指示，自动飞向待检测墙体的位置并悬停，GPS定位仪能对旋翼无人机所处的位置进行定位，敲击锤在敲击机械臂的带动下，对待检测墙体进行敲击，声纹采集装置对敲击锤的敲击声进行检测，并将检测信号传递给地面控制系统进行确认。整个检测过程，全部自动完成，检测效率高，能快速确定墙体的空鼓问题区域。\n附图说明\n[0016] 图1是本实用新型一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机的正视图；\n[0017] 图2是本实用新型一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机的俯视图；\n[0018] 图3是本实用新型一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机的侧视图。\n[0019] 其中有：1.旋翼无人机本体；2.敲击机械臂；3.声纹采集装置；4.红外传感器；\n5.GPS定位仪；6.地面控制系统；7.摄像机；8.电机；9.敲击锤。\n具体实施方式\n[0020] 下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。\n[0021] 如图1、图2和图3所示，一种用于墙体空鼓质量检测的旋翼无人机， 包括旋翼无人机本体1和与旋翼无人机本体1通过无线信号连接的地面控制系统6。该地面控制系统\n6优选为内置声纹模板的计算机。\n[0022] 上述旋翼无人机本体1底部通过电机8连接有能前后摆动的敲击机械臂2，该敲击机械臂2的底部设置有敲击锤9。\n[0023] 上述旋翼无人机本体1内部设置有声纹采集装置3和GPS定位仪5，声纹采集装置3能采集敲击锤9敲击待检测墙体所发出的的敲击声。声纹采集装置3优选为声波传感器，也可以为光纤声音采集器等已知的其它声音采集装置。\n[0024] 上述声波传感器中优选加装有旋翼噪声滤除装置。这样，声波传感器在采集敲击锤9敲击待检测墙体所发出的的敲击声时，由于敲击机械臂2敲击墙面声音的频率和无人机机翼的噪声有很大差异，能自动滤除机翼的噪音干扰，就像现在的很多耳机可以自动滤去出歌声外的杂音一个道理。\n[0025] 上述旋翼无人机本体1上设置有能检测旋翼无人机本体1与待检测墙体两者之间距离的红外传感器4。这样，能使旋翼无人机本体1在不同高度时，仍能与待检测墙体保持相同的距离，也即敲击锤9敲击的声音能保持一致。\n[0026] 另外，上述旋翼无人机本体1前端设置有摄像机7，该摄像机7优选与地面控制系统6相连接，能对待检测墙体进行拍照。作为替换，摄像机7也可设置在待检测墙体上，也在本申请的保护范围之内。\n[0027] 使用时，旋翼无人机能自动飞向待检墙壁或者桥体，使用前，为方便GPS定位仪5定位，最好能确定一个检查的起始位置。红外传感器4能保证所有敲击位置距离待检测墙体之间的距离相等。\n[0028] 旋翼无人机悬停到达指定位置后，悬停，准备敲击。接着，敲击机械臂2在电机8的带动下，前后摆动，带着敲击锤9敲击待检测墙体。通过对敲击机械臂2的长度、敲击锤\n9的重量以及电机8的频率等的设置，从而控制合适的敲击声。\n[0029] 声波采集装置3能自动采集到声波信号，并自动滤除机翼的噪声。接着，旋翼无人机本体1上的无线装置，直接将声波采集装置3采集的声波信号发送到地面控制系统6。旋翼无人机在这个过程中将慢慢调整，保持悬停。地面控制系统6在接到声波信号后，自动进行声波模板的匹配，识别出声波属于哪种类型，从而判断出墙体空鼓的质量情况。当声波判断出来是墙体有裂缝或者有空鼓，地面控制系统6能立刻记录下此时旋翼无人机的GPS位置数据，并发信号给正对着建筑的摄像机7，进行拍照并回传给地面控制系统6。假如声波识别出来，墙体没有质量问题，旋翼无人机将飞向下一个位置继续检查，直至完成所有位置的墙体检测。地面控制系统6也将记录下所有的问题位置，以便交于维修人员进行墙体的定点维修。