CN112077817A - 一种母舰式管廊巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种母舰式管廊巡检机器人。所述母舰式管廊巡检机器人包括行走底座；驱动轮，所述驱动轮安装在所述行走底座上，所述驱动轮用于带动行走底座进行移动；旋转平台装置，所述旋转平台安装在所述行走底座的顶侧；机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述旋转平台装置的顶侧；安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件的顶端；两个越障高度调节装置，两个所述越障高度调节装置分别安装在所述行走底座的两侧。本发明提供的母舰式管廊巡检机器人具有信息高速传输、自主导航、多传感器信息融合的优点。

Description

一种母舰式管廊巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种母舰式管廊巡检机器人。

背景技术

地下城市综合管廊，就是“地下城市管道综合走廊”，又称“共同沟”，即在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体，并设有检修口、吊装口和监测***，实施统一规划、设计、建设和管理。地下城市综合管廊可以有效地避免拉链马路的出现。建成之后，只需要在内部进行布线，不需将道路重复挖掘。地下综合管廊的建设美化了城市，将电缆线移入地下，免除了空中蜘蛛网，使城市建设整洁有序。

目前传统的综合管廊巡检方法，主要依靠人工及少量环境监控器实现。但是由于综合管廊路程长，封闭性强，构造物多，通讯不便，不仅造成工人劳动强度大，工作效率和检测精度低。同时，地下管廊环境复杂、电缆也时常因自然老化、腐蚀或小动物的啃咬而容易引起火灾，且管廊的空气中一般存在着放射性污染物，一旦出现突发事故，将对巡检人员的人身安全造成极大威胁。

因此，有必要提供一种新的母舰式管廊巡检机器人解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种信息高速传输、自主导航、多传感器信息融合的母舰式管廊巡检机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供的母舰式管廊巡检机器人包括：行走底座；

驱动轮，所述驱动轮安装在所述行走底座上，所述驱动轮用于带动行走底座进行移动；

旋转平台装置，所述旋转平台安装在所述行走底座的顶侧；

机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述旋转平台装置的顶侧；

安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件的顶端；

两个越障高度调节装置，两个所述越障高度调节装置分别安装在所述行走底座的两侧。

优选的，所述安装平台上安装有摄像头、照明灯、红外探测仪、温度传感器、湿度传感器、烟雾检测器和超声波探伤探头。

优选的，所述行走底座内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮、所述旋转平台装置、所述安装平台和所述无线通讯模块均与所述控制模块相连接。

优选的，所述无线通讯模块连接有监测控制中心，所述监测控制中心通过所述无线通讯模块与所述控制模块进行信息交换。

优选的，所述安装平台的顶侧安装有摄像头清理装置，所述摄像头清理装置用于对摄像头进行清洗。

优选的，所述摄像头清理装置包括转动座，所述转动座固定安装在所述安装平台的顶侧，所述转动座内转动安装有转轴，转轴上固定套接有连接杆，所述转动座的一侧固定安装有电机，所述电机的输出轴与所述转轴固定连接，所述连接杆上固定安装有弧形杆，所述弧形杆的一端固定安装有壳体，所述壳体内固定安装有微型电机，所述微型电机的输出轴上固定安装有转杆，所述转杆的一端延伸至所述壳体外并转动安装有清理头，所述清理头与所述摄像头相适配。

优选的，所述越障高度调节装置包括固定座，所述固定座的底侧开设有放置槽，所述放置槽内固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定安装有丝杆，所述丝杆上螺纹套接有螺纹套，所述螺纹套上开设有螺纹槽，所述螺纹套的底侧转动安装有支撑轮。

优选的，所述螺纹槽的两侧内壁上均开设有限位孔，所述螺纹套的两侧均固定安装有限位块，所述限位块与所述限位孔滑动连接。

优选的，所述行走底座内安装有传动模块和转向模块，所述传动模块和所述转向模块与所述驱动轮相连接。

与相关技术相比较，本发明提供的母舰式管廊巡检机器人具有如下有益效果：

本发明提供一种母舰式管廊巡检机器人，通过摄像头清理装置可可以在摄像头在管廊内遭到污染的情况下对其进行清理，以帮助后续的管廊巡检；通过越障高度调节装置，当遇到障碍物可将机器人撑起，提高机器人的越障能力，去除履带可以更加快速的运行进行巡检；改变传统监控模式的限制，突破人员巡检对于时间、环境要求的限制，做到管廊全区域、全时间检控；通过巡检机器人配备的多种信号采集装置，结合预检测技术实现管廊内的工况预警，变事后处理为事前防范，加强预警机制，降低或避免维修中断；通过采用轴距调节装置可改变履带的形状，做到适应各种地形条件稳定前进，集自动避障控制、线路检查与故障定位、信息高速传输、自主导航、多传感器信息融合等关键技术为一体。

附图说明

图1为本发明提供的母舰式管廊巡检机器人的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的A部放大示意图；

图3为图1所示的摄像头清理装置的结构示意图；

图4为图1所示的越障高度调节装置的结构示意图；

图5为本发明提供的母舰式管廊巡检机器人的结构框图。

图6为图4所示的B部放大示意图。

图中标号：1、行走底座，2、驱动轮，3、旋转平台装置，4、机械臂组件，5、安装平台，51、摄像头，52、转动座，53、转轴，54、连接杆，55、电机，56、弧形杆，57、壳体，58、微型电机，59、转杆，510、清理头，6、越障高度调节装置，61、固定座，62、放置槽，63、驱动电机，64、丝杆，65、螺纹套，66、螺纹槽，67、支撑轮，68、限位块，69、限位孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1-图5，母舰式管廊巡检机器人包括：行走底座1；

驱动轮2，所述驱动轮2安装在所述行走底座1上，所述驱动轮2用于带动行走底座1进行移动；

旋转平台装置3，所述旋转平台3安装在所述行走底座1的顶侧；

机械臂组件4，所述机械臂组件4安装在所述旋转平台装置3的顶侧；

安装平台5，所述安装平台5安装在所述机械臂组件4的顶端；

两个越障高度调节装置6，两个所述越障高度调节装置6分别安装在所述行走底座1的两侧。

所述安装平台5上安装有摄像头51、照明灯、红外探测仪、温度传感器、湿度传感器、烟雾检测器和超声波探伤探头，摄像头和照明灯用于进行图像采集和采集巡检实时视频，红外探测仪用于进行可燃性气体检测，温度传感器、湿度传感器和烟雾检测器用于管廊环境内湿度、温度和烟雾检测，超声波探伤探头用于对管道进行探伤。

所述行走底座1内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮2、所述旋转平台装置3、所述安装平台5和所述无线通讯模块均与所述控制模块相连接。

所述无线通讯模块连接有监测控制中心，所述监测控制中心通过所述无线通讯模块与所述控制模块进行信息交换。

所述安装平台5的顶侧安装有摄像头清理装置，所述摄像头清理装置用于对摄像头51进行清洗。

所述摄像头清理装置包括转动座52，所述转动座52固定安装在所述安装平台5的顶侧，所述转动座52内转动安装有转轴53，转轴53上固定套接有连接杆54，所述转动座52的一侧固定安装有电机55，所述电机55的输出轴与所述转轴53固定连接，所述连接杆54上固定安装有弧形杆56，所述弧形杆56的一端固定安装有壳体57，所述壳体57内固定安装有微型电机58，所述微型电机58的输出轴上固定安装有转杆59，所述转杆59的一端延伸至所述壳体57外并转动安装有清理头510，所述清理头510与所述摄像头51相适配，当巡检过程中由于温度、湿度(雾气)或其他原因导致摄像头51表面污染，导致拍摄画面都到影响时，启动摄像头清理装置，此时电机55带动转轴53转动，转轴53带动连接杆54转动，转杆54带动弧形杆56移动，弧形杆56带动壳体57移动，壳体57带动清理头510与摄像头51相适配，再启动微型电机58，微型电机58带动清理头58对摄像头进行清洁，清洁完毕后，再次启动电机55将摄像头清理装置收起。

所述越障高度调节装置6包括固定座61，所述固定座61的底侧开设有放置槽62，所述放置槽62内固定安装有驱动电机63，所述驱动电机63的输出轴上固定安装有丝杆64，所述丝杆64上螺纹套接有螺纹套65，所述螺纹套65上开设有螺纹槽66，所述螺纹套65的底侧转动安装有支撑轮67，当机器人在巡检过程中遇到障碍，启动电机驱动电机63，所述驱动电机63的输出轴带动丝杆64转动，丝杆64带动螺纹套65移动将机器人顶起，便于越过障碍物。

如图4和图6所示，所述螺纹槽66的两侧内壁上均开设有限位孔69，所述螺纹套65的两侧均固定安装有限位块68，所述限位块68与所述限位孔69滑动连接，对螺纹套65进行限位，防止螺纹套65随着丝杆64转动。

固定座61包括圆筒体，圆筒体呈竖直设置并且在圆筒体的顶部设有封闭部，圆筒体和封闭部一体成型，圆筒体的下端敞口，圆筒体的侧壁上开设有上述的限位孔69，限位孔69为矩形孔，以起到与限位块68的导向作用。

在限位孔69的两长孔壁上分别设有条形槽690，在限位块68上设有插于所述条形槽中的滑行销680，条形槽690和滑行销680匹配其可以防止螺纹套65发生倾斜现象。

其次，圆筒体的的敞口端内壁设有扶持套7，扶持套7的上端端面与限位孔69的下孔壁齐平，在扶持套7的内壁连接有套设在螺纹套65上的密封环70，密封环70的单边横向截面呈C形，并且密封环70的内壁与螺纹套65的外壁密封连接，密封环70的外壁与扶持套7的内壁密封连接。

在密封环70的内部设有若干呈圆周均匀分布并且迫使密封环70的内壁始终抵在螺纹套65外壁上的C形弹片71，扶持套7由工程塑料制成，密封环70由橡胶材料制成并且密封环70注塑成型将所述的C形弹片71嵌固在密封环70内部，C形弹片71的圆心与密封环70单边横向截面的C形圆心上方，即，C形弹片71的半径小于密封环70单边横向截面的C形半径，这种情况其可以延长C形弹片71的使用寿命，以及确保C形弹片71的弹性性能，避免半径大于或者等于的情况导致长时间使用而实现弹性性能。

在密封环70的内壁设有金属轴套72，在金属轴套72的内壁设有螺旋油槽，在螺旋油槽中填充有固体润滑剂，例如，黄油等等。

密封环70采用螺钉等等方式固定在扶持套7上。

所述行走底座1内安装有传动模块和转向模块，所述传动模块和所述转向模块与所述驱动轮2相连接。

本发明提供的母舰式管廊巡检机器人的工作原理如下：

当巡检过程中由于温度、湿度(雾气)或其他原因导致摄像头51表面污染，导致拍摄画面都到影响时，启动摄像头清理装置，此时电机55带动转轴53转动，转轴53带动连接杆54转动，转杆54带动弧形杆56移动，弧形杆56带动壳体57移动，壳体57带动清理头510与摄像头51相适配，再启动微型电机58，微型电机58带动清理头58对摄像头进行清洁，清洁完毕后，再次启动电机55将摄像头清理装置收起；当机器人在巡检过程中遇到障碍，启动电机驱动电机63，所述驱动电机63的输出轴带动丝杆64转动，丝杆64带动螺纹套65移动将机器人顶起，便于越过障碍物。

与相关技术相比较，本发明提供的母舰式管廊巡检机器人具有如下有益效果：

本发明提供一种母舰式管廊巡检机器人，通过摄像头清理装置可可以在摄像头51在管廊内遭到污染的情况下对其进行清理，以帮助后续的管廊巡检；通过越障高度调节装置6，当遇到障碍物可将机器人撑起，提高机器人的越障能力，去除履带可以更加快速的运行进行巡检；改变传统监控模式的限制，突破人员巡检对于时间、环境要求的限制，做到管廊全区域、全时间检控；通过巡检机器人配备的多种信号采集装置，结合预检测技术实现管廊内的工况预警，变事后处理为事前防范，加强预警机制，降低或避免维修中断；通过采用轴距调节装置可改变履带的形状，做到适应各种地形条件稳定前进，集自动避障控制、线路检查与故障定位、信息高速传输、自主导航、多传感器信息融合等关键技术为一体。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，包括：

行走底座；

驱动轮，所述驱动轮安装在所述行走底座上，所述驱动轮用于带动行走底座进行移动；

旋转平台装置，所述旋转平台安装在所述行走底座的顶侧；

机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述旋转平台装置的顶侧；

安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件的顶端；

两个越障高度调节装置，两个所述越障高度调节装置分别安装在所述行走底座的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述安装平台上安装有摄像头、照明灯、红外探测仪、温度传感器、湿度传感器、烟雾检测器和超声波探伤探头。

3.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述行走底座内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮、所述旋转平台装置、所述安装平台和所述无线通讯模块均与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求3所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述无线通讯模块连接有监测控制中心，所述监测控制中心通过所述无线通讯模块与所述控制模块进行信息交换。

5.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述安装平台的顶侧安装有摄像头清理装置，所述摄像头清理装置用于对摄像头进行清洗。

6.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述摄像头清理装置包括转动座，所述转动座固定安装在所述安装平台的顶侧，所述转动座内转动安装有转轴，转轴上固定套接有连接杆，所述转动座的一侧固定安装有电机，所述电机的输出轴与所述转轴固定连接，所述连接杆上固定安装有弧形杆，所述弧形杆的一端固定安装有壳体，所述壳体内固定安装有微型电机，所述微型电机的输出轴上固定安装有转杆，所述转杆的一端延伸至所述壳体外并转动安装有清理头，所述清理头与所述摄像头相适配。

7.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述越障高度调节装置包括固定座，所述固定座的底侧开设有放置槽，所述放置槽内固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定安装有丝杆，所述丝杆上螺纹套接有螺纹套，所述螺纹套上开设有螺纹槽，所述螺纹套的底侧转动安装有支撑轮。

8.根据权利要求7所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述螺纹槽的两侧内壁上均开设有限位孔，所述螺纹套的两侧均固定安装有限位块，所述限位块与所述限位孔滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种母舰式管廊巡检机器人，其特征在于，所述行走底座内安装有传动模块和转向模块，所述传动模块和所述转向模块与所述驱动轮相连接。

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