一种大型隧洞附着海生物清理机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大型隧洞附着海生物清理机器人，包括：车体；距离传感装置；清理机械臂；清理装置，其中：清理装置包括：用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置可分别连接在清理机械臂的兼容连接口上且可进行拆卸更换。实施本实用新型专利技术的大型隧洞附着海生物清理机器人，能够实时感知自身的姿态及周围环境信息，在高频微变的状况下可自适应调整自身的姿态；精准控制清理装置与隧洞内壁的接触力，具有过载保护功能；清理装置适应性广，可实现安全可靠、可视监测及高效的清洗。

Large scale tunnel attached sea biological cleaning robot

The utility model discloses a large tunnel attached sea biological cleaning robot, comprising a vehicle body; distance sensing device; cleaning manipulator; cleaning device, which comprises: cleaning device for cleaning disk type tunnel top wall cleaning device and cleaning device for cleaning tunnel side wall of the drum, disc type cleaning device and the roller cleaning device can be respectively connected with compatible connecting ports and can be disassembled and replaced cleaning manipulator. The utility model has the advantages of large tunnel attached sea biological cleaning robot, can pose and the surrounding environment information real-time perception of their own, in the high frequency micro variable conditions can adjust its posture; contact force control precision cleaning device and the inner wall of the tunnel, with overload protection function; cleaning device can realize the wide adaptability, safe and reliable visual monitoring and efficient cleaning.

【技术实现步骤摘要】
一种大型隧洞附着海生物清理机器人
本技术涉及隧道机器人领域，尤其涉及一种大型隧洞附着海生物清理机器人。
技术介绍
现有技术中的大型隧洞附着海生物清理机器人因结构设计不合理，主要存在如下技术缺陷：1、现有大型隧洞附着海生物清理机器人的执行装置为仿隧洞直径设计，对于非接近标准圆形隧洞并不适用，且当隧洞直径变化时，例如：隧洞直径变小时，可能会发生卡死或破坏隧洞表面；或者，当隧洞直径变大时，清理效果会大大下降。2、现有大型隧洞附着海生物清理机器人的清理方式一般为：车体移动带动自转的执行装置清洗隧洞，升降台上下移动调整执行装置与隧洞的相对位置，整个机器人的自由度少，在车体跑偏的情况下很难获得最佳清理效果。3、现有大型隧洞附着海生物清理机器人对隧洞表面及执行器自身缺少保护措施，存在一定的安全隐患。4、此外，仍有大型隧洞附着海生物清理机器人的动力与通讯采用长脐带缆传输的方式，在数千米长隧洞工况下，有线方式动力输送成本太高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种大型隧洞附着海生物清理机器人，能够实时感知自身的姿态及周围环境信息，在高频微变的状况下可自适应调整自身的姿态；精准控制清理装置与隧洞内壁的接触力，具有过载保护功能；清理装置适应性广，可实现安全可靠、可视监测及高效的清洗。为了解决上述技术问题，本技术的实施例提供了一种大型隧洞附着海生物清理机器人，用以替代人工清理隧洞内海生物、淤泥及其它杂质，其特征在于，包括：可移动的车体；设置在车体上，用以获取机器人在隧洞内相对位置信息的距离传感装置；设置在车体上，能够在俯仰、摇摆、旋转以及伸缩方向进行调整的清理机械臂；连接在清理机械臂上，用以清理隧洞内壁的清理装置，其中：清理装置包括：用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置可分别连接在清理机械臂的兼容连接口上且可进行拆卸更换。其中，距离传感装置位于车体前行方向的前部，设置在车体的两侧，其包括多个用以测量出与隧洞内壁壁面距离的传感器。其中，清理机械臂包括：可旋转的第一支撑臂，第一支撑壁上具有第一伸缩油缸；连接在第一支撑臂上，且可相对于第一支撑臂进行旋转的第二支撑臂；分别连接在第二支撑臂的两端部，且可相对于第二支撑臂进行旋转的第三支撑臂，第三支撑臂上具有第二伸缩油缸，兼容连接口设置在第三支撑臂上；分别连接在第三支撑臂末端，且可相对于第三支撑臂进行伸缩的第四支撑臂，其中：改变第一支撑臂、第二支撑臂、第三支撑臂以及第四支撑臂之间的相对位置以调整清理机械臂的姿态。其中，兼容连接口为法兰接口，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置分别通过法兰盘连接在法兰接口上。其中，清理机械臂设置在车体前行方向的后部。其中，清理机械臂的末端设置压力传感器，根据压力传感器获取的清理机械臂与隧洞内壁的接触力测量值与存储的压力参考值之间的差值，控制调节清理机械臂的姿态，使清理装置与隧洞内壁的接触力保持在稳定的范围内。其中，清理装置上设有用以补偿清理机械臂的小变化量且高频率偏心的偏心量的调节油缸；清理装置上设有限位组件和防碰撞组件。其中，圆盘式清理装置上设有旋转刀架，旋转刀架上设有可拆卸的刀片，在相邻两刀片之间的区域设有硬质毛刷。其中，滚筒式清理装置上设有旋转滚刷，旋转滚刷上间隔设置可拆卸的刀片和硬质毛刷；滚筒式清理装置上还具有位于旋转滚刷外侧的硬质刮片。其中，还包括：设置在车体中部位置和/或清理机械臂顶部的用以检测隧洞内海生物生长情况，且可对清理后效果进行评价的视频装置。本技术所提供的大型隧洞附着海生物清理机器人，具有如下有益效果：第一、清理装置包括用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置可分别连接在清理装置的兼容连接口上且可进行拆卸更换，两种清理装置适用于清理大直径标准圆形或非标准圆形隧洞，可对隧洞内壁附着的海生物进行多重清理，清扫适应性更强；能够实时感知自身的姿态及周围环境信息，在高频微变的状况下可自适应调整自身的姿态。第二、车体及清理机械臂上设置摄像装置和传感装置，能够根据传感器获取的清理机械臂与隧洞内壁的接触力测量值与存储的压力参考值之间的差值，控制调节清理机械臂的姿态，使清理装置与隧洞内壁的接触力保持在稳定的范围内，同时解决可视检测的问题。第三，结构精简，可实现安全、高效及可靠的清洗，具有过载保护功能。附图说明为了更清楚地说明本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是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的结构示意图。图2是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的圆盘式清理装置的结构示意图。图3是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的圆盘式清理装置的作业结构示意图。图4是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的滚筒式清理装置的结构示意图。图5是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的滚筒式清理装置的作业结构示意图。图6是本技术实施例大型隧洞附着海生物清理机器人的两种清理装置的清扫范围示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。结合参见图1-图6所示，为本技术大型隧洞附着海生物清理机器人的实施例一。本实施例中的大型隧洞附着海生物清理机器人1，用以替代人工清理无水条件下的大直径隧洞内的海生物、淤泥及其它杂质，以便海生物收集车进行收集，运出隧洞。其包括：车体11、距离传感装置12、清理机械臂13、清理装置14以及视频装置15。具体地，车体11能够在隧洞内移动，本实施例中是通过在车体11的底部安装移动履带实现，其它实施方式中，不限定车体的1的形状以及使其移动的具体结构。距离传感装置12的作用是获取机器人在隧洞内的相对位置信息，通过获取位置信息能够评估出机器人偏离理论位置，例如隧洞的中心的程度，再辅助清理机器人所具有的控制系统及时对机器人的运动方向进行调整，防止机器人跑偏。本实施例中的距离传感装置12位于车体11前行方向的前部，设置在车体11前部的相对两侧，其包括多个用以测量出与隧洞内壁壁面距离的传感器。进一步的，清理机械臂13的作用是在清理机器人所具有的控制系统的控制下带动清理装置14移动，例如俯仰、摇摆、旋转以及伸缩等动作，使清理装置能够与隧洞内壁相适应。本实施例中的清理机械臂13为可折叠伸缩式多自由度的机械臂结构，其包括：连接在车体11且可相对于车体11进行旋转的第一支撑臂131，第一支撑壁上131具有第一伸缩油缸131a，在第一伸缩油缸131a的作用下可实施第一支撑臂131相对于车体11所进行的旋转；连接在第一支撑臂131的端部上，且可相对于第一支撑臂131进行旋转的第二支撑臂132；其中，第二支撑臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型隧洞附着海生物清理机器人，用以替代人工清理隧洞内海生物、淤泥及其它杂质，其特征在于，包括：可移动的车体；设置在所述车体上，用以获取机器人在隧洞内相对位置信息的距离传感装置；设置在所述车体上，能够在俯仰、摇摆、旋转以及伸缩方向进行调整的清理机械臂；连接在所述清理机械臂上，用以清理隧洞内壁的清理装置，其中：所述清理装置包括：用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，所述圆盘式清理装置和所述滚筒式清理装置可分别连接在所述清理机械臂的兼容连接口上且可进行拆卸更换。

【技术特征摘要】
1.一种大型隧洞附着海生物清理机器人，用以替代人工清理隧洞内海生物、淤泥及其它杂质，其特征在于，包括：可移动的车体；设置在所述车体上，用以获取机器人在隧洞内相对位置信息的距离传感装置；设置在所述车体上，能够在俯仰、摇摆、旋转以及伸缩方向进行调整的清理机械臂；连接在所述清理机械臂上，用以清理隧洞内壁的清理装置，其中：所述清理装置包括：用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，所述圆盘式清理装置和所述滚筒式清理装置可分别连接在所述清理机械臂的兼容连接口上且可进行拆卸更换。2.如权利要求1所述的大型隧洞附着海生物清理机器人，其特征在于，所述距离传感装置位于所述车体前行方向的前部，设置在所述车体的两侧，其包括多个用以测量出与隧洞内壁壁面距离的传感器。3.如权利要求1所述的大型隧洞附着海生物清理机器人，其特征在于，所述清理机械臂包括：可旋转的第一支撑臂，所述第一支撑壁上具有第一伸缩油缸；连接在所述第一支撑臂上，且可相对于所述第一支撑臂进行旋转的第二支撑臂；分别连接在所述第二支撑臂的两端部，且可相对于所述第二支撑臂进行旋转的第三支撑臂，所述第三支撑臂上具有第二伸缩油缸，所述兼容连接口设置在所述第三支撑臂上；连接在第三支撑臂末端，且可相对于所述第三支撑臂进行伸缩的第四支撑臂，其中：改变所述第一支撑臂、所述第二支撑臂、所述第三支撑臂以及所述第四支撑臂之间的相对位置以调整所述清理机械臂的姿态。4.如权利要求3所述的大型隧洞附...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海阳，殷勇，陈智，邓志燕，徐川，李科，陈少南，卢晓勇，王国河，李兵，吴玉，王雪竹，张美玲，吴凤岐，
申请(专利权)人：台山核电合营有限公司，中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44