一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，解决了现有技术中人工隧道巡检工作效率低，安全系数低的问题。本实用新型专利技术包括机架，机架上设有检测装置和供电系统，机架的两端均设有腿部机构，机架的下部设有清淤机构，清淤机构、检测装置和腿部机构均与供电系统相连接。所述机架的两端均设有至少两个腿部机构，腿部机构等角度铰接在机架上，且腿部机构配合能撑紧在洞壁上。本实用新型专利技术利用机器人对大直径长引水隧道健康状态进行全方位多方面巡检，并利用清淤机构进行洞内清淤治理，整个过程无需工作人员进入隧道内部，大大提高了施工安全系数。

A long water diversion tunnel and water quality inspection robot

【技术实现步骤摘要】
一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人
本技术涉及隧道施工
，特别是指一种大直径长引水隧道状态巡检治理机器人。
技术介绍
随着隧道技术发展和引水、发电的需求增大，针对大型和特大型水电站、大型引水工程中的大直径长引水隧洞越来越多。一般引水隧洞并非是一条水平直线，往往是弯曲和倾斜的，隧洞壁多为水泥浇筑或进行简单的水泥支护，上库与下库的水在隧洞内实现上下游的流动，实现发电、抽水蓄能、引水流动等功能。隧道的健康状况检测与维护成为了引水隧道的一项重要工作；引水隧道的定期巡检的重大需求越来越凸显，成为了引水隧道的一项常态工作，如果不进行巡检，难以掌握引水隧道健康状态变化趋势，很可能量变引起质变，隧洞坍塌、漏水等现象出现，造成极大的经济损失。但目前的因隧道的检测手段仍依赖于人工作业，且需停工检测，检测人员深入到这样直径数米且黑漆漆的高水压隧洞检查，存在较大大的作业风险，并且肉眼很难无误差的检测所有细节，如隧洞壁是否有裂缝，是否大量滋生水生物等问题，另外停水巡检也极大干扰了隧道正常运行。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足，本技术提出一种大直径长引水隧道状态巡检治理机器人，解决了现有技术中人工隧道巡检工作效率低，安全系数低的问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，包括机架，机架上设有检测装置和供电系统，机架的两端均设有腿部机构，机架的下部设有清淤机构，清淤机构、检测装置和腿部机构均与供电系统相连接。所述机架的两端均设有至少两个腿部机构，腿部机构等角度铰接在机架上，且腿部机构配合能撑紧在洞壁上。所述腿部机构包括第一伸缩件和连接杆件，第一伸缩件的一端与机架铰接、另一端与连接杆件铰接，连接杆件的一端与机架铰接、另一端铰接有柱座，柱座通过缓冲机构与连接杆件相连接；所述柱座上转动设有轮座，轮座通过传动机构与柱座相连接，轮座上转动设有滚轮，滚轮与设置在轮座上的第一驱动件相连接。所述缓冲机构包括缓冲杆和缓冲弹簧，缓冲弹簧套设在缓冲杆上，缓冲杆的两端分别与连接杆件、柱座铰接。所述传动机构包括上锥齿轮和下锥齿轮，上锥齿轮固定设置在轮座的下部，柱座上固定设有第二驱动件，下锥齿轮设置在第二驱动件的驱动轴上，上锥齿轮与下锥齿轮相啮合。所述检测装置包括固定环，固定环通过滑移机构与机架活动连接，固定环上转动设有旋转环，旋转环通过旋转驱动机构与固定环转动连接，旋转环的外圆周上固定设有至少一个检测机械臂和若干个激光测距仪，检测机械臂上设有洞壁情况可视化装置。所述旋转驱动机构包括固定在固定环上的驱动元件，驱动元件上设有小齿轮，旋转环的内壁上设有大齿圈，小齿轮与大齿圈相配合。所述清淤机构包括中间支撑柱、斗式清淤机和/或夹爪式清淤机，斗式清淤机和夹爪式清淤机分别与后部渣淤收集系统相连接。所述机架上设有摄像机、液位计、流量计、温度传感器和/或水压传感器和水质检测仪。一种大直径长引水隧道状态巡检治理机器人的巡检方法，包括以下步骤：S1：将该机器人吊运至隧道洞内；S2：调节第一伸缩件，第一伸缩件联合缓冲装置使滚轮撑紧在洞壁上，然后启动第一驱动件带动滚轮转动，带动机架沿洞壁运动；S3：运动过程中遇到转弯隧道，第二驱动件通过传动机构带动轮座转动，实现滚轮运动方向的改变；S4：机架运动过程中，旋转驱动机构带动旋转环沿固定环转动，旋转环上的激光测距仪检测隧道洞的沉降情况，检测机械臂上的洞壁情况可视化装置显示洞壁是否破损；S5：机架运动过程中，机架上的摄像机、液位计、流量计和/或温度传感器多方面检测隧道洞内是有淤泥沉积；若存在淤泥沉积，启动清淤机构对淤泥进行清理；S6：重复步骤S2~S5，直至完成整个隧道的巡检治理。本技术利用机器人对大直径长引水隧道健康状态进行全方位多方面巡检，并利用清淤机构进行洞内清淤治理，整个过程无需工作人员进入隧道内部，大大提高了施工安全系数。本技术能从多方面进行洞壁情况检测，自动化程度高，检测精度高，提高了检测效率，缩短检测周期，是隧道检测的一大创新，具有较高的推广价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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为本技术整体结构示意图。图2为本技术腿部机构结构示意图。图3为本技术检测装置结构示意图。图4为本技术检测装置与机架连接状态示意图。图5为本技术清淤机构结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1，如图1所示，一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，包括机架1，机架1上设有检测装置3和供电系统5，检测装置3可沿机架1进行轴向和周向远动，用于对隧洞内壁进行全方位检测。机架1的两端均设有腿部机构2，腿部机构用于支撑机架且带动机架沿隧道洞壁运动。机架1的下部设有清淤机构4，清淤机构用于将隧道洞内的淤泥清除。清淤机构4、检测装置3和腿部机构2均与供电系统5通过电线连接，供电系统5为其提供工作所需的电力。所述机架1上设有摄像机、液位计、流量计和/或温度传感器和/或水压传感器和水质检测仪。通过摄像头可以清楚地显示隧道内部情况，液位计用于显示隧道洞内淤泥或泥水液位高度；流量计用于测量泥水流量，温度传感器用于检测隧道洞内水温是否正常，水压传感器用于检测内部水压，为下一步清淤工作做好准备。除此之外，机架上还可以根据实际情况安装其他检测元件，比如水质检测仪，在检测隧道洞壁的同时，还可对内部水的化学需氧量、浑浊度、细菌总数等指标进行检测。优选地，所述机架1的两端均设有至少两个腿部机构2，可根据需要设置3个或4个，以能稳定支撑机架为准。腿部机构2等角度铰接在机架1上，确保机架的稳定，当设有多个腿部机构时，也可不等角度设置，只要能满足机架的运行稳定即可，所有腿部机构2配合使用能撑紧在洞壁上。进一步，如图2所示，所述腿部机构2包括第一伸缩件201和连接杆件207，第一伸缩件201可采用油缸或气缸，第一伸缩件201的一端与机架1铰接、另一端与连接杆件207铰接，通过第一伸缩件的伸缩，实现连接杆件摆动角度的调节。连接杆件207的一端与机架1铰接、另一端铰接有柱座208，连接杆件摆动带动柱座上下移动。柱座208通过缓冲机构206与连接杆件207相连接，缓冲机构206起到支撑柱座和缓冲作用。所述柱座208上转动设有轮座209，轮座可通过轴承与柱座转动连接，轮座209通过传动机构205与柱座208相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上设有检测装置（3）和供电系统（5），机架（1）的两端均设有腿部机构（2），机架（1）的下部设有清淤机构（4），清淤机构（4）、检测装置（3）和腿部机构（2）均与供电系统（5）相连接；所述机架（1）的两端均设有至少两个腿部机构（2），腿部机构（2）等角度铰接在机架（1）上，且腿部机构（2）配合能撑紧在洞壁上。/n

【技术特征摘要】
1.一种长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上设有检测装置（3）和供电系统（5），机架（1）的两端均设有腿部机构（2），机架（1）的下部设有清淤机构（4），清淤机构（4）、检测装置（3）和腿部机构（2）均与供电系统（5）相连接；所述机架（1）的两端均设有至少两个腿部机构（2），腿部机构（2）等角度铰接在机架（1）上，且腿部机构（2）配合能撑紧在洞壁上。


2.根据权利要求1所述的长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，其特征在于：所述腿部机构（2）包括第一伸缩件（201）和连接杆件（207），第一伸缩件（201）的一端与机架（1）铰接、另一端与连接杆件（207）铰接，连接杆件（207）的一端与机架（1）铰接、另一端铰接有柱座（208），柱座（208）通过缓冲机构（206）与连接杆件（207）相连接；所述柱座（208）上转动设有轮座（209），轮座（209）通过传动机构（205）与柱座（208）相连接，轮座（209）上转动设有滚轮（204），滚轮（204）与设置在轮座（209）上的第一驱动件（203）相连接。


3.根据权利要求2所述的长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，其特征在于：所述缓冲机构（206）包括缓冲杆（210）和缓冲弹簧（211），缓冲弹簧（211）套设在缓冲杆（210）上，缓冲杆（210）的两端分别与连接杆件（207）、柱座（208）铰接。


4.根据权利要求2或3所述的长引水隧道、水质状态巡检治理机器人，其特征在于：所述传动机构（205）包括上锥齿轮（212）和下锥齿轮（213），...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜礼杰，赵梦媛，贾连辉，文勇亮，杨航，原晓伟，欧阳凯，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41