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一种隧道衬砌检测攀爬机器人制造技术

技术编号:43150289 阅读:10 留言:0更新日期:2024-10-29 17:50
本发明专利技术公开了一种隧道衬砌检测攀爬机器人,涉及机器人隧道检测技术领域,包括:机器人和转动连接于机器人底面的车轮,机器人的底面中心处设置有吸附腔口,机器人的上表面安装有机械手,机械手的执行端固定连接有摄像头,机器人远离机械手的一侧设置有壁面清理机构,通过铲斗提前铲除衬砌墙面上的青苔和尘土等杂质,避免了这些杂质被吸入吸附腔口内,从而减少了堵塞的可能性,不仅保障了吸附腔口的负压吸附效果,使机器人能够更稳定地吸附在墙面上,还能避免因吸附力不足导致的机器人下滑跌落损坏机器人的情况,节省了时间和精力,从而提高了检测工作的整体效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人隧道检测,具体为一种隧道衬砌检测攀爬机器人


技术介绍

1、隧道衬砌是指为了防止围岩变形或坍塌,沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构,由于隧道在运营中会出现渗漏水、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀等病害,这些病害对隧道的安全和正常运营具有重要影响和威胁,因此定期对隧道衬砌进行检测和评估极为重要。

2、在专利公开号为:cn202210163076.0,公开了一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法,其利用机器人上配备的负压风扇和密封裙,使机器人能够吸附在隧道衬砌壁面上,配合机器人上搭载的地质雷达模块和图像采集模块,能够使机器人在隧道衬砌壁面上运行的同时完成隧道结构检测。

3、隧道作为一个相对封闭的空间,常常存在着通风不良、高温、有毒气体等危险,因此攀爬机器人可以代替人工进入这些环境进行检测,上述公开的一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法,其利用负压吸附的方式虽然能使机器人较好的吸附行驶于隧道衬砌壁面,但由于隧道内部环境潮湿,不易通风,且存在渗漏水的问题,这为青苔苔藓的生长创造了良好的生长环境,并且在隧道的运营过程中,大量的车辆将灰尘携带进入隧道,从而使得隧道的内壁附着有尘土,当机器人通过负压风扇吸附行驶于沾附有灰尘和青苔的隧道内壁时,就会导致尘土以及青苔等物质被吸附,造成负压风扇堵塞的问题,其产生的吸附力将减弱,使机器人难以稳固地吸附在隧道内壁上,增加了掉落的风险。

4、故而提出了一种隧道衬砌检测攀爬机器人,来解决以上的问题。


技术实现思路

1、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种隧道衬砌检测攀爬机器人,包括:机器人和转动连接于机器人底面的车轮,所述机器人的底面中心处设置有吸附腔口,所述机器人的上表面安装有机械手,所述机械手的执行端固定连接有摄像头,所述机器人远离机械手的一侧设置有壁面清理机构;

2、所述壁面清理机构包括固定连接于机器人上表面的支撑架,所述支撑架内固定连接有伺服电机,所述伺服电机的输出轴端固定连接有齿轮一,所述机器人的左右两侧对称固定连接有两个支撑杆,两个所述支撑杆其中一个支撑杆远离机器人的一端转动连接有齿轮二,所述齿轮二远离支撑杆的一端固定连接有往复丝杠,所述往复丝杠上滑动连接有带杆套环,所述机器人靠近往复丝杠的一侧壁等距固定连接有三个套筒,三个所述套筒内分别螺纹连接有螺钉,所述机器人靠近往复丝杠的一侧设置有铲斗,所述铲斗的上端开设有t形槽,所述t形槽内滑动连接有刮板,所述铲斗的左右两端对称固定连接有导流板。

3、作为优选的,所述往复丝杠的表面开设有两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽,所述往复丝杠与带杆套环共同构成滚珠丝杠结构。

4、作为优选的,所述套筒内壁开设有内螺纹。

5、作为优选的,所述刮板的下端与铲斗的下端内壁相贴合,所述刮板的上端留有可穿过螺钉的洞口。

6、作为优选的,所述刮板靠近t形槽的一面设置有与t形槽相适配的t形滑块。

7、作为优选的,所述刮板靠近带杆套环的一面设置有插口座,所述带杆套环的带杆端可活动插接于刮板插口座内。

8、作为优选的,所述机器人的上表面设置有除雾除尘机构,所述除雾除尘机构包括同步轮组一,所述同步轮组一由两个同步轮和传动连接于两个同步轮之间的同步带组成,所述机器人靠近同步轮组一处的上表面固定连接有t形支架,所述t形支架上固定连接有同步轮组二,所述同步轮组二由两个同步轮和传动连接于两个同步轮之间的同步带组成,所述同步轮组二同步带上固定连接有推板,所述机器人靠近同步轮组二一侧的上表面固定连接有活塞筒,所述活塞筒内滑动连接有活塞盘,所述活塞盘靠近同步轮组二的一面固定连接有滑动杆,所述滑动杆远离活塞盘的一端外壁套设有弹簧,所述滑动杆靠近同步轮组二的一端固定连接有弯折板,所述活塞筒远离同步轮组二一端的上部连通有带阀进气管,所述带阀进气管的上端螺纹连接有过滤盒,所述活塞筒远离同步轮组二的一端连通有带阀出气管,所述机械手靠近摄像头处固定连接有环形腔体,所述环形腔体内设置有加热丝,所述环形腔体的下端面等距连通有一圈电控旋转喷头,所述机械手上固定连接有限制环。

9、作为优选的,所述弯折板位于推板移动路径上。

10、作为优选的,所述带阀进气管为低压单向阀,所述带阀出气管上的阀门为高压单向阀。

11、作为优选的,所述带阀出气管靠近活塞筒设置为螺旋状的软管。

12、与现有技术相比,本专利技术提供了一种隧道衬砌检测攀爬机器人,具备以下有益效果:

13、通过铲斗提前铲除衬砌墙面上的青苔和尘土等杂质,避免了这些杂质被吸入吸附腔口内,从而减少了堵塞的可能性,保障了吸附腔口的负压吸附效果,使机器人能够更稳定地吸附在墙面上,避免了因吸附力不足导致的机器人下滑跌落损坏机器人的情况。

14、通过铲斗对衬砌壁面青苔的铲除增加了车轮与壁面的摩擦力,避免车轮行驶于青苔壁面时打滑,不仅减少了失控和坠落的风险,保证机器人行驶过程的稳定性,还降低了车轮为克服打滑而额外消耗的能量,延长机器人的续航时间。

15、通过刮板能够自动刮除铲斗内的青苔和尘土等杂质,以及导流板倾斜表面的设置,确保了杂质能够顺利排出,不会在垂直向上攀爬或倒挂攀爬时掉落于机器人及其连接部件上,避免因杂质掉落于机器人上增加机器人的负载,从而保障了机器人的运动性能。

16、通过铲斗可拆卸的设置,使得人员能够轻松地将铲斗和刮板以及导流板拆卸下来进行单独清洗,同时当铲斗出现磨损时,可拆卸的设计方便进行单独更换。

17、通过电控旋转喷头对准摄像头镜头表面吹出强气流不仅能对摄像头散热,还能将机器人行驶过程中飘散至摄像头镜头表面的灰尘等物质进行吹除,从而提高成像清晰度,稳定清晰的图像输出能够更精准地呈现衬砌表面的细微裂缝、剥落、渗水等缺陷,避免因图像模糊而遗漏或误判病害,进一步提高了检测的准确性和可靠性。

18、在隧道内起雾时,通过加热丝的加热和电控旋转喷头的转向能够对摄像头周围吹出热的强气流,从而确保摄像头周围环境清晰可见,减少因雾气导致的图像模糊或失真,提高了机器人检测作业的适用性,即使在潮湿多雾的条件下也能顺利进行检测任务,同时避免了雾气在镜头表面凝结成水珠而影响拍摄,无需频繁擦拭镜头或中断检测来处理雾气问题,保证了检测工作的连续性和高效性。

19、通过环形腔体表面包覆的隔热泡沫棉能够在加热丝加热时,将热量与摄像头隔绝,以及电控旋转喷头在加热丝加热时将其喷头朝向对准摄像头镜头外,从而在保证消散摄像头周围雾气的同时,确保摄像头不受过热影响,减少故障发生的概率。

20、通过带阀出气管靠近活塞筒一端螺旋的设置,使得带阀出气管的长度能够跟随机械手的摆臂幅度自由伸缩,同时配合限制环对带阀出气管的限制作用,使得机器人即使倒挂攀爬,带阀出气管也不会影响摄像头的拍摄。

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【技术保护点】

1.一种隧道衬砌检测攀爬机器人,包括:机器人(1)和转动连接于机器人(1)底面的车轮(101),所述机器人(1)的底面中心处设置有吸附腔口(102),所述机器人(1)的上表面安装有机械手(103),所述机械手(103)的执行端固定连接有摄像头(104),其特征在于,所述机器人(1)远离机械手(103)的一侧设置有壁面清理机构;

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述往复丝杠(206)的表面开设有两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽,所述往复丝杠(206)与带杆套环(207)共同构成滚珠丝杠结构。

3.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述套筒(208)内壁开设有内螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)的下端与铲斗(209)的下端内壁相贴合,所述刮板(211)的上端留有可穿过螺钉(2081)的洞口。

5.根据权利要求4所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)靠近T形槽(210)的一面设置有与T形槽(210)相适配的T形滑块。

6.根据权利要求5所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)靠近带杆套环(207)的一面设置有插口座,所述带杆套环(207)的带杆端可活动插接于刮板(211)插口座内。

7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述机器人(1)的上表面设置有除雾除尘机构,所述除雾除尘机构包括同步轮组一(301),所述同步轮组一(301)由两个同步轮和传动连接于两个同步轮之间的同步带组成,所述机器人(1)靠近同步轮组一(301)处的上表面固定连接有T形支架(302),所述T形支架(302)上固定连接有同步轮组二(303),所述同步轮组二(303)由两个同步轮和传动连接于两个同步轮之间的同步带组成,所述同步轮组二(303)同步带上固定连接有推板(304),所述机器人(1)靠近同步轮组二(303)一侧的上表面固定连接有活塞筒(305),所述活塞筒(305)内滑动连接有活塞盘(306),所述活塞盘(306)靠近同步轮组二(303)的一面固定连接有滑动杆(307),所述滑动杆(307)远离活塞盘(306)的一端外壁套设有弹簧(308),所述滑动杆(307)靠近同步轮组二(303)的一端固定连接有弯折板(309),所述活塞筒(305)远离同步轮组二(303)一端的上部连通有带阀进气管(310),所述带阀进气管(310)的上端螺纹连接有过滤盒(316),所述活塞筒(305)远离同步轮组二(303)的一端连通有带阀出气管(311),所述机械手(103)靠近摄像头(104)处固定连接有环形腔体(312),所述环形腔体(312)腔体内设置有加热丝(313),所述环形腔体(312)的下端面等距连通有一圈电控旋转喷头(314),所述机械手(103)上固定连接有限制环(315)。

8.根据权利要求7所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述弯折板(309)位于推板(304)移动路径上。

9.根据权利要求7所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述带阀进气管(310)为低压单向阀,所述带阀出气管(311)上的阀门为高压单向阀。

10.根据权利要求9所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述带阀出气管(311)靠近活塞筒(305)设置为螺旋状的软管。

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【技术特征摘要】

1.一种隧道衬砌检测攀爬机器人,包括:机器人(1)和转动连接于机器人(1)底面的车轮(101),所述机器人(1)的底面中心处设置有吸附腔口(102),所述机器人(1)的上表面安装有机械手(103),所述机械手(103)的执行端固定连接有摄像头(104),其特征在于,所述机器人(1)远离机械手(103)的一侧设置有壁面清理机构;

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述往复丝杠(206)的表面开设有两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽,所述往复丝杠(206)与带杆套环(207)共同构成滚珠丝杠结构。

3.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述套筒(208)内壁开设有内螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)的下端与铲斗(209)的下端内壁相贴合,所述刮板(211)的上端留有可穿过螺钉(2081)的洞口。

5.根据权利要求4所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)靠近t形槽(210)的一面设置有与t形槽(210)相适配的t形滑块。

6.根据权利要求5所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述刮板(211)靠近带杆套环(207)的一面设置有插口座,所述带杆套环(207)的带杆端可活动插接于刮板(211)插口座内。

7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌检测攀爬机器人,其特征在于:所述机器人(1)的上表面设置有除雾除尘机构,所述除雾除尘机构包括同步轮组一(301),所述同步轮组一(301)由两个同步轮和传动连接于两个同步轮之间的同步带组成,所述机器人(1)靠近同步轮组一(30...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨绪祥李友河姜男耿元玲燕卓武刚王涵予
申请(专利权)人:云南省公路科学技术研究院
类型:发明
国别省市:

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