一种隧道巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种隧道巡检机器人，包括安装于隧道内的轨道、漏波电缆以及机器人本体，轨道为空心钢管，漏波电缆位于钢管内部，机器人本体设有检测组件，检测组件包括云台、激光扫描仪和可见光摄像机。本发明专利技术采用漏波电缆通讯，隧道较长时无需布置若干中继站；能够通过携带的检测组件对隧道结构外形、线缆外观等进行检测，有效避免隧道中可能出现的结构下陷、坍塌等意外事故。

A Tunnel Patrol Robot

The invention discloses a tunnel inspection robot, which comprises a track mounted in a tunnel, a leaky cable and a robot body. The track is hollow steel tube. The leaky cable is located inside the steel tube. The robot body is equipped with a detection component, which includes a platform, a laser scanner and a visible light camera. The invention adopts leaky wave cable communication, and does not need to arrange several relay stations for a long tunnel; it can detect the tunnel structure shape, cable appearance and so on by carrying detection components, effectively avoiding accidents such as structural collapse and collapse that may occur in the tunnel.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道巡检机器人
本专利技术涉及特种机器人领域，更具体的说，它涉及一种隧道巡检机器人。
技术介绍
目前国内隧道机器人已经在部分综合管廊、电缆隧道展开了应用。隧道通常构建于地下，无法通过地面无线通信基站建立通信环境，因此必须为隧道引入专用的通信系统。此外，无线信号在隧道内衰减较开放场所更迅速，信号中继站也是通信环境建设的重点。如果不改进无线通信系统，最后为了构建隧道内巡检机器人的无线通信环境，必须每隔100m就建设一个带有天线的无线通信中继站。这不仅极大提高了隧道巡检机器人的工程量以及施工成本，从安全方面考虑，每个中继站都必然是有独立的电源，过多地引入中继站，势必为隧道内的运行安全工作造成更大的负担。此外，隧道机体的下陷、变形也是检测的重要内容。地下管路隧道在中国虽已发展的比较成熟，但漫长的地下隧道线路极容易受到破坏，如重载汽车的碾压、地震和水土流失等会导致隧道上部出现裂纹，甚至坍塌，对城市的交通、通讯和电力供应造成严重影响。因此，对电缆隧道的结构安全实时监测非常必要。然而，目前的隧道巡检机器人均不具备该功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种隧道巡检机器人，机器人采用漏波电缆通讯，隧道较长时无需布置若干中继站；能够通过携带的检测组件对隧道结构外形、线缆外观等进行检测，有效避免隧道中可能出现的结构下陷、坍塌等意外事故。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧道巡检机器人，其特征在于：包括安装于隧道内的轨道以及机器人本体，轨道设有漏波电缆，机器人本体设有检测组件，检测组件包括云台、激光扫描仪和可见光摄像机。作为优选的方案，所述隧道巡检机器人包括漏波电缆，漏波电缆安装在轨道内部，运动平台安装有无线客户端、控制系统和通讯系统，无线客户端分别与控制系统和通讯系统连接；无线接入端一端与漏波电缆连接，无线接入端另一端通过光纤与后台连接。作为优选的方案，轨道下方等间距开有用于漏波电缆信号传出的多个通孔。通孔形状不限，优选的，通孔为圆孔。作为优选的方案，机器人本体包括运动平台，检测组件包括可见光摄像机、激光扫描仪和云台，云台固定于运动平台，可见光摄像机和激光扫描仪分别与云台的两端固定。作为优选的方案，轨道为空心钢管，漏波电缆位于空心钢管内部。作为优选的方案，机器人本体包括驱动机构与防跌落机构，驱动机构与防跌落机构位于轨道与运动平台之间。作为优选的方案，驱动机构包括磁吸附轮、传动轴和传动组件，磁吸附轮沿轨道滑行，传动组件通过传动轴驱动磁吸附轮转动。作为优选的方案，传动组件采用皮带传动组件，皮带传动组件包括皮带、主动带轮和从动带轮，主动带轮与从动带轮通过皮带传动。作为优选的方案，驱动机构包括第一支架、第二支架、第三支架和电机，电机、主动带轮和从动带轮均固定在第三支架上，电机输出轴与主动带轮通过平键连接，主动带轮与从动带轮通过皮带传动；磁吸附轮对称设有结构相同的两个，传动轴一端通过轴承与第二支架固定，另一端依次穿过两个磁吸附轮、第三支架、从动带轮，传动轴通过轴承与第二支架固定，第二支架和第三支架均固定于第一支架，转向轴通过轴承与第一支架固定。作为优选的方案，传动组件包括安装在第三支架上的张紧轮，张紧轮设置于皮带一侧。作为优选的方案，防跌落机构包括第四支架和抱紧轮，抱紧轮包括结构相同的若干个抱紧片，抱紧片通过螺钉固定在第四支架上，所述第四支架通过轴承空套在转向轴上。优选的，抱紧轮包括结构相同的2个抱紧片。作为优选的方案，所述抱紧片为直线轴承或由具有润滑功能的耐磨塑料制成。作为优选的方案，运动平台下方搭载灭火弹、温湿度检测仪以及烟雾传感器。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用漏波电缆进行通讯，通讯可靠，避免隧道较长时需要布置若干中继点的弊端。(2)本专利技术能够对隧道的结构变形、蠕动变化进行检测，有效避免隧道中可能出现的结构下陷、坍塌等意外事故。(3)本专利技术机器人运行轨道采用低成本的钢管代替高成本的铝合金，有效减少隧道检测成本。(4)本专利技术采用磁吸附轮式驱动机构，磁吸附轮能够依靠较大的磁力吸附在钢管下方，有效减小机器人的体积。(5)本专利技术采用的防跌落机构具有防跌落和充当机器人从动轮的功能，减小机器人的占用空间，降低成本。附图说明图1为本专利技术吊顶式安装结构示意图。图2为本专利技术的俯视图。图3为本专利技术机器人的结构示意图。图4为本专利技术驱动轮组件结构示意图。图5为本专利技术皮带传动组件的结构示意图。图6为本专利技术驱动轮组件在机器人上的安装示意图。图7所示为本专利技术防跌落组件的结构示意图。图8所示为本专利技术防跌落组件在机器人上的安装示意图。图9为实施例2带有漏波电缆的轨道吊顶式安装结构示意图。图10为实施例2的总体结构示意图。图11为实施例2驱动轮组件的结构示意图。图中标识：101、吊架；102、横向支架；103、轨道；2、驱动机构；3、防跌落机构；4、运动平台；5、转向轴；201、磁吸附轮；202、电机；203、传动组件；204、第一支架；205、第二支架；206、第三支架；207、传动轴；2031、皮带；2032、张紧轮；2033、从动带轮；2034、主动带轮；301、抱紧片301；302、第四支架；303、抱紧轮；104、通孔；6、漏波电缆；601、无线接入端；701、无线客户端；702、控制系统；703、通讯系统；704、云台；705、激光扫描仪；706、可见光摄像机；8、后台；9、光纤。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。轨道的安装方式可采用侧置式或吊顶式，现以吊顶式为例予以说明。如图9-11所示，一种隧道巡检机器人，包括安装于隧道上的轨道103以及机器人本体，轨道103设有漏波电缆6，机器人本体设有检测组件，检测组件包括云台704、激光扫描仪705和可见光摄像机706。作为一个具体的实施方式，所述机器人本体包括驱动机构2、防跌落机构3和运动平台4。本实施例中，隧道设有吊架101，吊架101固定在隧道内的墙壁上，吊架101固定连接有横向支架103。轨道103顶部端面为平面，顶部端面设有螺纹孔，横向支架103与顶部端面固定，具体的，可通过螺钉固定连接。轨道103包括对称设置的两个钢管。传统的轨道采用铝合金挂轨式驱动技术，铝合金虽具有重量轻、防锈等优点，但价格相对较高；对于长度十公里以上的电缆隧道，轨道成本所占比重非常大；而且目前电缆隧道巡检机器人多采用传统工字形轨道，较大截面积的轨道势必会占用较大的隧道空间。本专利技术采用空心钢管轨道，强度高，成本低，重量轻，有效减少隧道的检测成本；采用钢管形式的轨道会减小占用的隧道空间，有利于机器人运行。进一步，为了防止钢管表面生锈，在钢管表面镀铬。本实施例中采用的轨道为空心钢管，漏波电缆6位于空心钢管中，节省了漏波电缆6的布线空间，同时避免了将漏波电缆6布置在外侧对线缆的磨损和破坏。所述隧道巡检机器人包括运动平台安装有无线客户端701、控制系统702和通讯系统703，无线客户端701分别与控制系统702和通讯系统703连接，无线接入端601一端与漏波电缆6连接，无线接入端601另一端通过光纤9与后台8连接。无线客户端701用于接收漏波电缆6传送的信号。进一步，为了让漏波电缆6的信号泄漏出，在轨道下方等间距开有若干通孔104，形成若干均匀布置的无线场与机器人进行通讯。通孔10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道巡检机器人，其特征在于：包括安装于隧道内的轨道、漏波电缆以及机器人本体，轨道为空心钢管，漏波电缆位于钢管内部，机器人本体设有检测组件，检测组件包括云台、激光扫描仪和可见光摄像机。

【技术特征摘要】
1.一种隧道巡检机器人，其特征在于：包括安装于隧道内的轨道、漏波电缆以及机器人本体，轨道为空心钢管，漏波电缆位于钢管内部，机器人本体设有检测组件，检测组件包括云台、激光扫描仪和可见光摄像机。2.如权利要求1所述的所述一种隧道巡检机器人，其特征在于：轨道下方等间距开有用于漏波电缆信号传出的多个通孔。3.如权利要求2所述的所述一种隧道巡检机器人，其特征在于：机器人本体包括运动平台，检测组件包括可见光摄像机、激光扫描仪和云台，云台固定于运动平台，可见光摄像机和激光扫描仪分别与云台的两端固定。4.如权利要求3所述的所述一种隧道巡检机器人，其特征在于：机器人本体包括驱动机构与防跌落机构，驱动机构与防跌落机构位于轨道与运动平台之间。5.如权利要求4所述的所述一种隧道巡检机器人，其特征在于：驱动机构包括磁吸附轮、传动轴和传动组件，磁吸附轮沿轨道滑行，传动组件通过传动轴驱动磁吸附轮转动；传动组件采用皮带传动组件，皮带传动组件包括皮带、主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明瑞，刘永成，孙昊，马孝林，
申请(专利权)人：山东乐普韦尔自动化技术有限公司，山东大来智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37