一种盾构机用检查机器人系统及其检查方法技术方案

本发明专利技术公开了一种盾构机用检查机器人系统，包括：机器人存储舱，固定于盾构机主机上，包体舱体和与所述舱体活动连接以将所述舱体的舱口封闭的闸门；检查机器人，活动设置在所述机器人存储舱内，所述检查机器人能够由所述舱口伸出及缩回，所述检查机器人的前端具有用于冲洗刀头的第一冲洗装置；第一视觉装置，设置于所述检查机器人的前端，用于获取图像信息；控制系统，与所述检查机器人、所述闸门及所述第一视觉装置均电连接。本发明专利技术还公开了一种使用上述盾构机用检查机器人系统进行刀具检查的检查方法。该盾构机用检查机器人系统及检查方法，可以代替人工在开挖仓内进行操作，实现开挖仓内观察、清除泥饼等操作的无人化。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机用检查机器人系统及其检查方法
本专利技术涉及盾构机
，更具体地说，涉及一种盾构机用检查机器人系统，还涉及一种盾构机用检查机器人的检查方法。
技术介绍
在隧道盾构法施工过程中，盾构机开挖仓与后部密封，其内部在施工过程中处于高压并存在大量渣土，人员进入开挖仓是非常困难和危险的。而掘进过程中，为保证盾构机稳定可靠运行，刀盘刀具的检查必需经常进行。目前，在施工过程对刀盘刀具的检查是人员采用潜水方法进入开挖仓来实现。这种方法有着时间长、成本高、应用压力范围受限制等很多缺点。同时，由于人员进入的难度大，施工过程中开挖仓内各种监测和观察工作——例如掌子面状态、刀具磨损情况等，只能通过推进的扭矩、压力和渣土状态来间接推测，增大了掘进参数判断的难度。综上所述，如何有效地解决对刀盘刀具人工检查时间长、效率低、安全性差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种盾构机用检查机器人系统，该盾构机用检查机器人系统的结构设计可以有效地解决对刀盘刀具人工检查时间长、效率低、安全性差的问题，本专利技术的第二个目的是提供一种盾构机用检查机器人的检查方法。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种盾构机用检查机器人系统，包括：机器人存储舱，固定于盾构机主机上，包体舱体和与所述舱体活动连接以将所述舱体的舱口封闭的闸门；检查机器人，活动设置在所述机器人存储舱内，所述检查机器人能够由所述舱口伸出及缩回，所述检查机器人的前端具有用于冲洗刀头的第一冲洗装置；第一视觉装置，设置于所述检查机器人的前端，用于获取图像信息；控制系统，与所述检查机器人、所述闸门及所述第一视觉装置均电连接。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，所述第一视觉装置的前方设置有用于清洗所述第一视觉装置的清洗头。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，所述清洗头能够可选的与高压水或高压气连通。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，所述机器人存储舱通过进气阀连接有外部空压机，以在所述闸门打开时通过所述外部空压机将开挖仓与所述存储舱内的空气置换。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，还包括设置于开挖仓内用于对所述闸门至所述隔板之间进行冲洗的外冲洗头。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，还包括安装于所述盾构机主机的中心回转接头上的绝对值编码器，所述绝对值编码器与所述控制系统电连接。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，还包括安装于所述盾构机主机的隔板上的开挖仓可视化系统，所述开挖仓可视化系统包括用于获取图像信息的第二视觉装置和用于照明的照明装置，且所述第二视觉装置和所述照明装置的前方罩设有透明防护罩，所述透明防护罩与所述隔板密封固定连接。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，所述开挖仓可视化系统还包括安装于所述透明防护罩前方用于冲洗所述透明防护罩的第二冲洗装置。优选地，上述盾构机用检查机器人系统中，所述检查机器人包括前后滑动安装于所述机器人存储舱内的底座、与所述底座连接的机械臂，所述第一冲洗装置和第一视觉装置固定于所述机械臂的前端；所述机械臂包括依次串联连接的腰部关节、肩部关节、肘部关节和末端调平关节，所述腰部关节的一端铰接在底座上，另一端与所述肩部关节的一端铰接，所述肩部关节的另一端与所述肘部关节的一端铰接连接，所述肘部关节的另一端与所述末端调平关节铰接；所述腰部关节由液压摆动马达驱动，肩部关节由液压摆动马达驱动，所述肘部关节由双级电动缸驱动，所述末端调平关节由谐波伺服减速器驱动。本专利技术提供的盾构机用检查机器人系统，包括机器人存储舱、检查机器人、第一视觉装置和控制系统。其中，机器人存储舱，固定于盾构机主机上，包体舱体和与舱体活动连接以将舱体的舱口封闭的闸门；检查机器人，活动设置在机器人存储舱内，检查机器人能够由舱口伸出及缩回，检查机器人的前端具有用于冲洗刀头的第一冲洗装置；第一视觉装置，设置于检查机器人的前端，用于获取图像信息；控制系统，与检查机器人、闸门及第一视觉装置均电连接。应用本专利技术提供的盾构机用检查机器人系统，在需要进行刀盘刀具的清洗及检查时，可通过控制系统控制机器人存储舱的闸门打开，检查机器人从机器人存储舱闸门向外伸出，并动作到需要检查的刀具前方位置；而后控制检查机器人上的第一冲洗装置连通高压水对刀具进行喷水清洗；并由检查机器人上的的第一视觉装置对刀具进行进一步察看；检查完毕，检查机器人沿原路径返回存储舱内，闸门关闭。综上，采用该盾构机用检查机器人系统，可以代替人工在开挖仓内进行操作，实现开挖仓内观察、清除泥饼等操作的无人化。既可以提高施工效率，节约成本，又能提高施工人员安全性，具有巨大的经济效益和社会效益。且通过第一视觉装置能够对刀具状态进行查看，克服了开挖仓内各种监测和观察工作——例如掌子面状态、刀具磨损情况等，只能通过推进的扭矩、压力和渣土状态来间接推测，无法得到直接数据和图像的问题，进而降低了掘进参数判断的难度。为了达到上述第二个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种盾构机用检查机器人系统的检查方法，使用如上述任一种盾构机用检查机器人系统进行刀具检查时，包括如下步骤：机器人存储舱的闸门打开，检查机器人从机器人存储舱闸门向外伸出；检查机器人动作到需要检查的刀具前方位置；检查机器人上的第一冲洗装置连通高压水对刀具进行喷水清洗；由检查机器人上的的第一视觉装置对刀具进行进一步察看；检查完毕，检查机器人沿原路径返回存储舱内，闸门关闭。应用本专利技术提供的盾构机用检查机器人的检查方法，可以代替人工在开挖仓内进行操作，实现开挖仓内观察、清除泥饼等操作的无人化。既可以提高施工效率，节约成本，又能提高施工人员安全性，具有巨大的经济效益和社会效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术一个具体实施例的盾构机用检查机器人系统的结构示意图；图2为检查机器人及机器人存储舱的结构示意图；图3为检查机器人前端的局部结构示意图；图4为开挖仓可视化系统的结构示意图；图5为第二视觉装置和照明装置的结构示意图。附图中标记如下：检查机器人1，机器人存储舱2，回转接头3，隔板4，开挖仓可视化系统5，刀盘6，开挖仓7；底座101，腰部关节102，肩部关节103，肘部关节104，末端调平关节105，末端执行器106，第一视觉装置1061，第一冲洗装置1062，清洗头1063，螺旋线107；滑动平台201，轨道202，双级液压油缸203，闸门204，进气阀205，外冲洗阀206；绝对值编码器301；透明有机玻璃501，第二冲洗装置502，第二视觉装置50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机用检查机器人系统，其特征在于，包括：/n机器人存储舱，固定于盾构机主机上，包体舱体和与所述舱体活动连接以将所述舱体的舱口封闭的闸门；/n检查机器人，活动设置在所述机器人存储舱内，所述检查机器人能够由所述舱口伸出及缩回，所述检查机器人的前端具有用于冲洗刀头的第一冲洗装置；/n第一视觉装置，设置于所述检查机器人的前端，用于获取图像信息；/n控制系统，与所述检查机器人、所述闸门及所述第一视觉装置均电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构机用检查机器人系统，其特征在于，包括：
机器人存储舱，固定于盾构机主机上，包体舱体和与所述舱体活动连接以将所述舱体的舱口封闭的闸门；
检查机器人，活动设置在所述机器人存储舱内，所述检查机器人能够由所述舱口伸出及缩回，所述检查机器人的前端具有用于冲洗刀头的第一冲洗装置；
第一视觉装置，设置于所述检查机器人的前端，用于获取图像信息；
控制系统，与所述检查机器人、所述闸门及所述第一视觉装置均电连接。


2.根据权利要求1所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，所述第一视觉装置的前方设置有用于清洗所述第一视觉装置的清洗头。


3.根据权利要求2所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，所述清洗头能够可选的与高压水或高压气连通。


4.根据权利要求1所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，所述机器人存储舱通过进气阀连接有外部空压机，以在所述闸门打开时通过所述外部空压机将开挖仓与所述存储舱内的空气置换。


5.根据权利要求1所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，还包括设置于开挖仓内用于对所述闸门至所述隔板之间进行冲洗的外冲洗头。


6.根据权利要求1-5任一项所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，还包括安装于所述盾构机主机的中心回转接头上的绝对值编码器，所述绝对值编码器与所述控制系统电连接。


7.根据权利要求1-5任一项所述的盾构机用检查机器人系统，其特征在于，还包括安装于所述盾构机主机的隔板上的开挖仓可视化系统，所述开挖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，邵济舟，曾华，朱晨，马建兵，何韬，黄春霞，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43