CN112077823B - 一种管廊巡检机器人移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管廊巡检机器人移动平台。所述管廊巡检机器人移动平台包括安装座；滚轮组件，所述滚轮组件安装在所述安装座上；轨道，所述轨道安装在管廊的顶壁，所述滚轮组件与所述轨道相适配；驱动轮组件，所述驱动轮组件安装在所述安装座和所述轨道之间，所述驱动轮组件与所述轨道相接触；转台装置，所述转台装置安装在所述安装座的底侧；机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述转台装置的底侧；安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件上。本发明提供的管廊巡检机器人移动平台具有信息高速传输、自主导航、多传感器信息融合的优点。

Description

一种管廊巡检机器人移动平台

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种管廊巡检机器人移动平台。

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管廊巡检机器人移动平台解决上述技术问题。

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管廊巡检机器人移动平台。

为解决上述技术问题，本发明提供的管廊巡检机器人移动平台包括：安装座；

滚轮组件，所述滚轮组件安装在所述安装座上；

轨道，所述轨道安装在管廊的顶壁，所述滚轮组件与所述轨道相适配；

驱动轮组件，所述驱动轮组件安装在所述安装座和所述轨道之间，所述驱动轮组件与所述轨道相接触；

转台装置，所述转台装置安装在所述安装座的底侧；

机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述转台装置的底侧；

安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件上。

优选的，所述滚轮组件包括双轴电机，所述双轴电机安装在所述安装座内，所述双轴电机两个输出轴上固定安装有丝杆，所述丝杆上螺纹套接有L型支杆，所述L型支杆的一端延伸至所述安装座外并固定安装有转向缓冲装置，所述转向缓冲装置的一侧安装有滚轮组，所述滚轮组与所述轨道相适配。

优选的，所述安装座的顶侧内壁上固定安装有第一滑轨，所述L型支杆的顶侧固定安装有第一滑块，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接。

优选的，所述转向缓冲装置包括缓冲壳，所述缓冲壳内转动安装有转杆，所述转杆的两侧均开设有凹槽，所述凹槽内固定安装有固定杆，所述固定杆上滑动套接有滑座，所述滑座上转动安装有连接转轴，所述连接转轴的另一端与所述缓冲外壳的一侧内壁转动连接，所述固定杆上套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与所述凹槽的一侧内壁固定连接，所述缓冲弹簧的另一端与所述滑座固定连接。

优选的，所述滚轮组包括凹型支架，所述凹型支架上转动安装有两个滚轮，所述凹型支架与所述转杆固定连接。

优选的，所述凹型支架的两端均滚动安装有滚珠。

优选的，所述轨道为工型设计，所述滚珠与所述轨道的内壁相接触。

优选的，所述驱动轮组件包括驱动轮，所述驱动轮与所述轨道相接触，所述安装座的顶侧对称固定安装有两个固定板，所述固定板上安装有多个第二滑轨，所述驱动轮的两侧均固定安装有对应数量的第二滑块，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接，所述安装座的顶侧安装有多个弹簧，所述弹簧与所述驱动轮相连接。

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，所述安装座内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮组件、所述转台装置、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。

与相关技术相比较，本发明提供的管廊巡检机器人移动平台具有如下有益效果：

本发明提供一种管廊巡检机器人移动平台，通过设置转向缓冲装置，便于机器人在轨道上转向更加平稳；滚轮组件可进行轴距之间的调整，便于从轨道上进行拆卸修理；通过驱动轮组件上设置弹簧的调节能力，可在机器人上坡和下坡时，增强了机器人的爬坡能力和效防止机器人溜坡；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为本发明提供的管廊巡检机器人移动平台的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的滚轮组件的结构示意图；

图3为图1所示的转向缓冲装置的结构示意图；

图4为图1所示的滚轮组的结构示意图；

图5为为本发明提供的管廊巡检机器人移动平台的结构框图。

图中标号：1、安装座，2、滚轮组件，21、双轴电机，22、丝杆，23、L型支杆，24、第一滑轨，25、第一滑块，26、转向缓冲装置，2601、缓冲壳，2602、转杆，2603、凹槽，2604、固定杆，2605、滑座，2606、连接转轴，2607、缓冲弹簧，27、滚轮组，2701、凹型支架，2702、滚轮，2703、滚珠，3、轨道，4、驱动轮组件，41、驱动轮，42、固定板，43、第二滑轨，44、第二滑块，45、弹簧，5、转台装置，6、机械臂组件，7、安装平台。

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，管廊巡检机器人移动平台包括：安装座1；

滚轮组件2，所述滚轮组件2安装在所述安装座1上；

轨道3，所述轨道3安装在管廊的顶壁，所述滚轮组件2与所述轨道3相适配；

驱动轮组件4，所述驱动轮组件4安装在所述安装座1和所述轨道3之间，所述驱动轮组件4与所述轨道3相接触；

转台装置5，所述转台装置5安装在所述安装座1的底侧；

机械臂组件6，所述机械臂组件6安装在所述转台装置5的底侧；

安装平台7，所述安装平台7安装在所述机械臂组件6上。

所述滚轮组件2包括双轴电机21，所述双轴电机21安装在所述安装座1内，所述双轴电机21两个输出轴上固定安装有丝杆22，所述丝杆22上螺纹套接有L型支杆23，所述L型支杆23的一端延伸至所述安装座1外并固定安装有转向缓冲装置26，所述转向缓冲装置26的一侧安装有滚轮组27，所述滚轮组27与所述轨道3相适配。

所述安装座1的顶侧内壁上固定安装有第一滑轨24，所述L型支杆23的顶侧固定安装有第一滑块25，所述第一滑块25与所述第一滑轨24滑动连接。

所述转向缓冲装置26包括缓冲壳2601，所述缓冲壳2601内转动安装有转杆2602，所述转杆2602的两侧均开设有凹槽2603，所述凹槽2603内固定安装有固定杆2604，所述固定杆2604上滑动套接有滑座2605，所述滑座2605上转动安装有连接转轴2606，所述连接转轴2606的另一端与所述缓冲外壳2601的一侧内壁转动连接，所述固定杆2604上套设有缓冲弹簧2607，所述缓冲弹簧2607的一端与所述凹槽2603的一侧内壁固定连接，所述缓冲弹簧2607的另一端与所述滑座2605固定连接，启动双轴电机21，所述双轴电机21的输出轴带动丝杆22转动，由于第一滑轨24和第一滑块25的作用，两个L型支杆23向相互远离的方向移动，此时机器人可从轨道3上拆卸下来。

所述滚轮组27包括凹型支架2701，所述凹型支架2701上转动安装有两个滚轮2702，所述凹型支架2701与所述转杆2602固定连接。

所述凹型支架2701的两端均滚动安装有滚珠2703，所述轨道3为工型设计，所述滚珠2703与所述轨道3的内壁相接触，使机器人安装更加稳固而且减少了和轨道3的摩擦力。

所述驱动轮组件4包括驱动轮41，所述驱动轮41与所述轨道3相接触，所述安装座1的顶侧对称固定安装有两个固定板42，所述固定板42上安装有多个第二滑轨43，所述驱动轮41的两侧均固定安装有对应数量的第二滑块44，所述第二滑块44与所述第二滑轨43滑动连接，所述安装座1的顶侧安装有多个弹簧45，所述弹簧45与所述驱动轮相连接，在机器人上坡和下坡时，通过驱动轮组件4上设置弹簧45的调节能力，增强了机器人的爬坡能力和效防止机器人溜坡。

所述安装平台7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，所述安装座1内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮组件4、所述转台装置5、所述安装平台7和所述无线通讯模块均与所述控制模块相连接，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。

本发明提供的母舰式管廊巡检机器人的工作原理如下：

当需要将机器人从轨道3上拆卸下来进行维修检查时，启动双轴电机21，所述双轴电机21的输出轴带动丝杆22转动，由于第一滑轨24和第一滑块25的作用，两个L型支杆23向相互远离的方向移动，此时机器人可从轨道3上拆卸下来；当拐弯时，转杆2602发生转动，滑座2605在固定杆2604上滑动，在弹簧的作用下复位，使机器人可以平稳转弯；在机器人上坡和下坡时，通过驱动轮组件4上设置弹簧45的调节能力，增强了机器人的爬坡能力和效防止机器人溜坡。

与相关技术相比较，本发明提供的管廊巡检机器人移动平台具有如下有益效果：

本发明提供一种管廊巡检机器人移动平台，通过设置转向缓冲装置26，便于机器人在轨道3上转向更加平稳；滚轮组件2可进行轴距之间的调整，便于从轨道3上进行拆卸修理；通过驱动轮组件4上设置弹簧45的调节能力，可在机器人上坡和下坡时，增强了机器人的爬坡能力和效防止机器人溜坡；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。

还有，如图3所示，在缓冲壳2601的敞口内壁设有与缓冲壳2601周向固定连接的橡胶限制环8，橡胶限制环8的单边横向截面呈拱形并且向缓冲壳2601的底部侧拱起，橡胶限制环8的周向侧边与缓冲壳2601的敞口内壁密封连接，橡胶限制环8的内侧侧边与转杆2602密封连接，在胶限制环8的内部嵌固有若干呈圆周均匀分布的拱形弹簧片80，拱形弹簧片80的外端与橡胶限制环8的周向侧边齐平，拱形弹簧片80的的内端位于胶限制环8的内侧边内侧，即，拱形弹簧片80的外端端面与缓冲壳2601的敞口内壁接触，而拱形弹簧片80的的内端端面与胶限制环8的内侧侧面留有间距，以防止损伤转杆2602。

橡胶限制环8和拱形弹簧片80通过一体注塑成型，其可以提高加工效率，以及整体结构强度。

本实施例的拱形弹簧片80数量为6-8片。

设计的橡胶限制环8其可以起到密封作用，可以防止内部的弹簧受到侵蚀而生锈损坏，其次，可以防止缓冲壳2601内部灰尘堆积，防尘功能。

还有，还可以起到对转杆2602的角度限制作用，防止转杆2602摆动角度过大导致滑座2605撞击导致的噪音，以及相应部件的损坏。

再者，在缓冲壳2601的敞口内壁设有位于橡胶限制环8外侧的限制固定环9，限制固定环9的内径大于橡胶限制环8的内径，限制固定环9可以对橡胶限制环8的内侧形变量形成限制，可以进一步提高使用安全性，以及可靠性。

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 (4)

1.一种管廊巡检机器人移动平台，其特征在于，包括：

安装座；

滚轮组件，所述滚轮组件安装在所述安装座上；

轨道，所述轨道安装在管廊的顶壁，所述滚轮组件与所述轨道相适配；

驱动轮组件，所述驱动轮组件安装在所述安装座和所述轨道之间，所述驱动轮组件与所述轨道相接触；

转台装置，所述转台装置安装在所述安装座的底侧；

机械臂组件，所述机械臂组件安装在所述转台装置的底侧；

安装平台，所述安装平台安装在所述机械臂组件上；

所述滚轮组件包括双轴电机，所述双轴电机安装在所述安装座内，所述双轴电机两个输出轴上固定安装有丝杆，所述丝杆上螺纹套接有L型支杆，所述L型支杆的一端延伸至所述安装座外并固定安装有转向缓冲装置，所述转向缓冲装置的一侧安装有滚轮组，所述滚轮组与所述轨道相适配；所述安装座的顶侧内壁上固定安装有第一滑轨，所述L型支杆的顶侧固定安装有第一滑块，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接；

所述转向缓冲装置包括缓冲壳，所述缓冲壳内转动安装有转杆，所述转杆的两侧均开设有凹槽，所述凹槽内固定安装有固定杆，所述固定杆上滑动套接有滑座，所述滑座上转动安装有连接转轴，所述连接转轴的另一端与所述缓冲壳 的一侧内壁转动连接，所述固定杆上套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与所述凹槽的一侧内壁固定连接，所述缓冲弹簧的另一端与所述滑座固定连接；所述滚轮组包括凹型支架，所述凹型支架上转动安装有两个滚轮，所述凹型支架与所述转杆固定连接；所述凹型支架的两端均滚动安装有滚珠；所述轨道为工型设计，所述滚珠与所述轨道的内壁相接触；

在缓冲壳的敞口内壁设有与缓冲壳周向固定连接的橡胶限制环，橡胶限制环的单边横向截面呈拱形并且向缓冲壳的底部侧拱起，橡胶限制环的周向侧边与缓冲壳的敞口内壁密封连接，橡胶限制环的内侧侧边与转杆密封连接，在胶限制环的内部嵌固有若干呈圆周均匀分布的拱形弹簧片，拱形弹簧片的外端与橡胶限制环的周向侧边齐平，拱形弹簧片的内端位于胶限制环的内侧边内侧，在缓冲壳的敞口内壁设有位于橡胶限制环外侧的限制固定环，限制固定环的内径大于橡胶限制环的内径。

2.根据权利要求1所述的一种管廊巡检机器人移动平台，其特征在于，所述驱动轮组件包括驱动轮，所述驱动轮与所述轨道相接触，所述安装座的顶侧对称固定安装有两个固定板，所述固定板上安装有多个第二滑轨，所述驱动轮的两侧均固定安装有对应数量的第二滑块，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接，所述安装座的顶侧安装有多个弹簧，所述弹簧与所述驱动轮相连接。

3.根据权利要求1所述的一种管廊巡检机器人移动平台，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，所述安装座内安装有无线通讯模块、GPS定位模块和控制模块，所述驱动轮组件、所述转台装置、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所述的一种管廊巡检机器人移动平台，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。

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