地铁隧道巡检机器人的巡检系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统，包括：机器人本体、控制单元及探测单元，探测单元设置于机器人本体上；控制单元用于向机器人本体及探测单元分别发送控制指令；机器人本体用于根据控制指令沿地铁隧道内的轨道行进；探测单元用于根据控制指令，在机器人本体沿地铁隧道内的轨道行进时，对地铁隧道内的环境进行探测，并将探测获得的数据发送至控制单元。本发明专利技术实施例使机器人本体在沿地铁隧道内的轨道行驶时，探测单元能够对地铁隧道内的环境进行探测，从而实现了利用机器人对地铁隧道进行自动的巡检，相对于现有技术中的人工操作，避免了人员巡检效率低及巡检人员的安全难以保证的缺陷，提高了巡检的效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
地铁隧道巡检机器人的巡检系统
本专利技术实施例涉及机器人
，更具体地，涉及一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统。
技术介绍
随着经济的快速发展，城市化进程不断加快，城市交通需求的总量也在急剧增长，城市交通运输矛盾日益突出。与传统的地面交通模式相比，地铁作为城市交通的重要工具，具有运量大、速度快、准时、方便、节能环保等优点，在改善城市交通环境方面发挥着越来越大的作用，在许多城市得到广泛应用。为了对地铁隧道进行巡检，目前在隧道内主要依靠人工进行巡检以及仪器巡检，即依靠人眼检测以及人工仪器检测。这两种方法的优点是技术成熟可靠，但同时存在对检测人员巡检效率低，受外部工作环境大、工作经验技能技术高，检测人员的安全作业难以保证的缺点。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的地铁隧道巡检机器人的巡检系统。本专利技术实施例提供一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统，该系统包括：机器人本体、控制单元及探测单元，探测单元设置于机器人本体上；控制单元用于向机器人本体及探测单元分别发送控制指令；机器人本体用于根据控制指令沿地铁隧道内的轨道行进；探测单元用于根据控制指令，在机器人本体沿地铁隧道内的轨道行进时，对地铁隧道内的环境进行探测，并将探测获得的数据发送至控制单元。本专利技术实施例提供的系统，通过控制单元向机器人本体及探测单元发送控制指令，以使机器人本体在沿地铁隧道内的轨道行驶时，探测单元能够对地铁隧道内的环境进行探测，从而实现了利用机器人对地铁隧道进行自动的巡检，相对于现有技术中的人工操作，避免了对检测人员要求人员巡检效率低，受外部工作环境大、工作经验技能技术高以及检测巡检人员的安全难以保证的缺陷，提高了巡检的效率和准确度。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，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的地铁隧道巡检机器人的巡检系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的机器人巡检示意图；图3为本专利技术实施例提供的供电单元的示意图；图4为本专利技术实施例提供的供电单元的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的机器人本体的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的电机伺服轮示意图；图7为本专利技术实施例提供的机器人探测单元示意图；图8为本专利技术实施例提供的地铁隧道内机器人的定位系统的界面示意图；图中，101：机器人本体；102：控制单元；103：探测单元；301：无线通信单元；302：供电单元；303：高压电缆；401：墙体；402：下盖板；403：上盖板；404：固定螺母；405：软体支撑；406：高压电缆；407：线路板；701：三维惯性测量单元；702：无线传输及接收模块；703：机器人自走平衡控制系统；704：蓄电池；705：图像识别系统；706：检测模块；707：定位控制系统；708：驱动伺服电机控制系统；709：主控系统。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在已建或在建的城市中，在地铁隧道沿线附近或上方进行非地铁施工的建设项目越来越多，这些项目存在卸载、加载、抽水、降水或振动等施工程序或因素，它们可能对地铁隧道结构产生一定的结构变形、倾斜、位移、隆起或沉降等等影响。而结构变形可能会降低列车的运营性能和效率；可能会增大列车车轮与轮轨之间的摩擦，从而加快列车车轮和轮轨的损耗；当地铁道床隆起或沉降3mm以上时，需对路轨进行调整。在变形严重而检测不到位的情况下，甚至会颠覆高速运行的列车，引发严重的交通安全事故，因此对地铁隧道安全进行巡检是地铁安全运营的一个重要工作。地铁隧道结构裂缝主要分为道床裂缝、边墙裂缝和拱顶裂缝等，这些结构裂缝的产生是设计施工、运营荷载、外部环境改变等多因素导致，大致可归纳为以下6类因素：1)地基差异沉降，地铁隧道结构在建设期如工程设计方案不合理，则可能导致地基加固效果不明显、不均衡，在后期运营荷载作用下，导致地基出现差异沉降现象，当沉降程度远超出设计和实际工程结构允许范围时，进而出现大量的结构病害性裂缝。2)隧道结构周边土地变位，地铁运营隧道周边存在深基坑开挖时，在基坑降水及支护结构水平位移的共同作用下，容易导致地铁隧道结构周边土地产生变位，使得地铁隧道结构侧限土压力不足，隧道断面水平收敛不断增大，继而导致隧道结构产生拱顶裂缝及道床与衬砌结构的剥离裂缝，同时伴随管片边角部位的崩角掉块现象。3)变形缝的设置，变形缝主要包括沉降缝和伸缩缝两种，而考虑到地铁结构的整体道床基础可承受的垂直错位最大值，除特殊要求外，基本不设置沉降缝。但是在土质较为松软的地区，为达到增加结构的纵向刚度的目的，通常设置数量有限的伸缩缝。这也导致当地基加固效果不好或遭受外部环境影响时，施工后的沉降程度增加，使得结构应力集中度增大，易导致结构裂缝的出现。4)结构强度不足，在地铁隧道设计和施工过程中，如果工程设计有问题或者施工过程中壁后回填土压实程度不足等，会导致结构强度和质量没有达到相关设计施工要求，同样易产生隧道结构裂缝。5)列车振动影响，地铁列车发车频率较高，使得地铁隧道结构长期受到低频连续振动，这种状态易使得软土下卧层地基出现较大程度的纵向沉降，易在隧道结构应力集中区段产生裂缝。对于现有裂缝，长时间的地铁运营荷载易导致道床上下振动而出现倒吸现象，倒吸现象使得水不停的潜蚀裂缝，易使得裂缝扩大。6)渗漏水问题，渗漏水是地铁隧道结构另一种较为普遍的病害，会导致并加速隧道结构衬砌风化和剥蚀，如果渗漏水中含有腐蚀物质，会进一步腐蚀损坏衬砌混凝土，导致衬砌可承载量下降，严重影响地铁隧道结构的耐久性。一般而言，渗漏水出现的位置在环缝、纵缝和区间联络通道等部位，产生原因主要在于结构裂缝持续发展，以及结构防水层出现问题导致防水体系失效等。由于人工或仪器对地铁隧道巡检存在安全不确定性，同时人工检测具有较大的主观性，即使经验丰富的检测人员也难以保证检测结果的完整性与准确性。随着当前检测工作量的不断增大，这种人工加仪器的方式越来越难以满足检测的需求，完成全部检测所需时间也越来越长，检测人员的安全性也无法得到保证。而近年来出现的隧道小车进行安全监测时采用人工操作的方式，也受制与人员素质，特别巡检常在夜间、凌晨开展，工作效率较低。基于此，本专利技术实施例提供一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统，参见图1，该系统包括：机器人本体101、控制单元102及探测单元103，探测单元103设置于机器人本体101上；控制单元102用于向机器人本体101及探测单元102分别发送控制指令；机器人本体用于根据控制指令沿地铁隧道内的轨道行进；探测单元103用于根据控制指令，在机器人本体101沿地铁隧道内的轨道行进时，对地铁隧道内的环境进行探测，并将探测获得的数据发送至控制单元102。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统，其特征在于，包括：机器人本体、控制单元及探测单元，所述探测单元设置于所述机器人本体上；所述控制单元用于向所述机器人本体及所述探测单元分别发送控制指令；所述机器人本体用于根据所述控制指令沿地铁隧道内的轨道行进；所述探测单元用于根据所述控制指令，在所述机器人本体沿所述地铁隧道内的轨道行进时，对所述地铁隧道内的环境进行探测，并将探测获得的数据发送至所述控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种地铁隧道巡检机器人的巡检系统，其特征在于，包括：机器人本体、控制单元及探测单元，所述探测单元设置于所述机器人本体上；所述控制单元用于向所述机器人本体及所述探测单元分别发送控制指令；所述机器人本体用于根据所述控制指令沿地铁隧道内的轨道行进；所述探测单元用于根据所述控制指令，在所述机器人本体沿所述地铁隧道内的轨道行进时，对所述地铁隧道内的环境进行探测，并将探测获得的数据发送至所述控制单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：无线通信单元，多个所述无线通信单元沿所述机器人本体的行进方向在所述地铁隧道的侧壁上间隔设置；所述控制单元通过所述无线通信单元向所述机器人本体及所述探测单元发送所述控制指令；所述探测单元通过所述无线通信单元将所述探测获得的数据发送至所述控制单元。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：供电单元；所述供电单元用于从沿所述地铁隧道铺设的高压电缆中感应获得交变电压；对所述交变电压进行处理，获得直流电压，并通过所述直流电压为所述无线通信单元供电。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述供电单元包括：上盖板、下盖板、线路板及固定螺母；所述固定螺母将所述上盖板及所述下盖板固定至所述地铁隧道的侧壁，所述上盖板与所述下盖板之间形成容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述高压电缆；所述线路板设置于所述高压电缆与所述下盖板之间，所述线路板用于接收所述交变电压。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述供电单元还包括：软体支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：史聪灵，胡鹄，车洪磊，王文伟，李建，胥旋，
申请(专利权)人：中国安全生产科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11