隧道巡检机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种隧道巡检机器人，属于隧道智能巡检设备技术领域；包括导轨和安装于导轨上并可沿导轨前进、后退、转向及制动的机器人本体，所述机器人本体包括从上至下依次设置的行走单元、升降单元和云台单元，所述行走单元与导轨连接以实现机器人本体沿导轨轨道运动；本实用新型专利技术通过导轨轨道提供固定路径，供机器人行走和任意位置停留，机器人通过水平位置且转弯半径在300mm的左、右拐弯及爬坡、下坡的动作，通过所在隧道空间，执行既定的巡检任务；通过搭载相关设备可实现在封闭和半封闭室内的图像探测与处理、红外探测、环境监测、信息交换与网络通信、值班和工作实时协作等巡检作业使用功能。等巡检作业使用功能。等巡检作业使用功能。

【技术实现步骤摘要】
隧道巡检机器人


[0001]本技术涉及一种隧道巡检机器人，属于隧道智能巡检设备


技术介绍

[0002]隧道巡检工作一直是隧道安全的基础和重要保障工作，由于监测项目多，线路长、测点多和数量大等原因，特别是超长隧道环境条件恶劣，封闭性强，构造物多，通讯不便，加上隧道的特殊环境，在火灾、水浸、有害气体集聚时，会对日常的人工巡检维护工作带来极大的困难，影响隧道的及时维护。而如果对现有隧道内的温度、烟雾、有毒气体以及积水等环境信息建立完整的监控系统网络，投资成本高，效益不明显。于是隧道巡检机器人应运而生，其改变了以往人工监测的方式，减少了劳动强度，降低了工作的危险性，并提高了工作效率。随着机器人技术的快速发展，利用机器人开展智能化的巡检作业已成为目前的主流发展趋势。由于具备巡检效率高、覆盖面广、可扩展性强、无需人工现场操作、环境适应性强等优点，隧道巡检机器人目前在隧道巡检作业中所占的比重越来越高，为隧道智能化管控奠定了基础。
[0003]隧道巡检机器人多采用自主巡检或遥控巡检的方式，在无人值守的综合隧道内，可以完成预先设定的任务，自动按照路径规划进行综合管廊内的巡检，通过搭载的各类传感器，完成电缆隧道内设备的环境监测、视频巡视和设备状态监测，操作人员只需通过远程监控中心就可以得到设备数据、环境参数和视频图像等信息，从而提高工作效率和质量。
[0004]目前，隧道巡检机器人大部分都采用轨道式运动机构，通过在隧道顶部吊装轨道，为隧道巡检机器人提供重力支撑和运动轨道。但现有的轨道式巡检机器人结构较为复杂，布局设计有待优化，导致成本较高，显得十分厚重，稳定性较差，从而降低视频巡视的清晰度。机器人在行走中会遇到拐弯和爬坡等情况，这对于机器人如何能在轨道上进行前进、后退、转向及制动提出了较高要求，笨重复杂的机器人结构容易出现打滑的现象，从而影响机器人的可通过性和制动时对自身进行有效的固定，加上复杂结构的机器人具有较大重量导致机械结构磨损严重，机器人整体稳定性进一步降低，实用性较差。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足,本技术提供了一种隧道巡检机器人及其搭配的导轨结构。
[0006]本技术所采用的技术方案是：设计一种隧道巡检机器人结构，其包括导轨和安装于导轨上的机器人本体，所述导轨为吊轨，其安装固定于隧道的顶部，其可为直轨道、弯轨道、倾斜爬升轨道或下降轨道，通过导轨轨道提供固定路径，供机器人行走和任意位置停留，机器人通过水平位置的左、右拐弯（转弯半径300mm）及爬坡、下坡的动作，通过所在隧道空间，执行既定的巡检任务。所述机器人本体包括从上至下依次设置的行走单元、升降单元和云台单元，所述行走单元与导轨连接。
[0007]所述行走单元包括行走驱动电机、动力轮和定位轮组，所述行走驱动电机输出端
连接动力轮，所述导轨上设置有齿条，所述动力轮圆周面上设置有与齿条啮合传动的轮齿，所述动力轮的厚度小于齿条的高度，使用一段时间后，在机器人的自重下加上机器人的行走单元被磨损后，机器人本体相对导轨下移，但是由于动力轮的厚度小于齿条的高度，下移后的动力轮仍在齿条的高度范围内，保持啮合面积足够，传动可靠，所述定位轮组成对挂载于导轨两侧；机器人通过成对设置的定位轮组固定在轨道上，并保证行走、转向过程中的稳定，通过动力轮与轨道上齿轮带（齿条）的相对运动，提供给机器人沿轨道行走的动力。
[0008]所述升降单元包括升降驱动电机和受升降驱动电机驱动的升降套筒柱，所述升降套筒柱上端连接有升降绞盘，所述升降驱动电机输出端驱动升降绞盘以控制升降套筒柱的伸缩，所述升降套筒柱伸缩端连接云台单元；
[0009]所述云台单元包括云台支架和转动安装于云台支架上的云台本体，所述云台支架固定于升降套筒柱下端并可随着升降套筒柱的伸缩而上行或下行。所述云台本体包括但不限于摄像头，所述云台本体还可以搭载或集成多种前端传感设备，如红外热成像仪、环境温度湿度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、水位监测仪和气体检测仪等。实现有害气体监测，隧道内一氧化碳、硫化氢和甲烷等的远程监测；积水监测；电缆温度异常监测；人员非法入侵监测；隧道混凝土是否沉降、开裂等病害检测。
[0010]进一步，所述定位轮组设置两对，每对设置两组分别挂载于导轨两侧的定位轮组，所述动力轮安装于两对定位轮组之间，所述导轨横断面为工字型结构，且导轨腹板下端的翼板两侧向下倾斜形成斜坡状结构，腹板下端两侧还分别设置有向上的上斜坡面，所述定位轮组包括定位轮、支撑轮和支撑件，所述支撑件中部转动安装支撑轮，所述支撑件上端位于支撑轮两侧分别转动安装定位轮，所述定位轮和所述支撑轮转动所在的平面相互垂直，结构稳定；所述定位轮组的支撑轮抵靠于导轨腹板下端翼板两侧倾斜形成的斜坡上，用于机器人的承重和行走，一方面方便机器人本体挂载，拆装方便，另一方面可以减少灰尘或颗粒杂物堆积影响机器人的行走，减小阻力，且倾斜状的导轨支撑结构，在机器人行走单元使用一段时间产生磨损后，行走单元相对于导轨下移一定距离后继续与导轨贴紧，使机器人保持较好的稳定性。定位轮抵靠于导轨腹板下端两侧分别设置的向上的上斜坡面上，为机器人行走过程中提供限位，使得机器人紧贴导轨做平稳的运动，为监测云台提供稳定的工作环境。
[0011]进一步，所述行走单元还包括行走支架，其为横放的矩形框架结构，所述动力轮和定位轮组分别设置于行走支架上侧，所述行走驱动电机安装于行走支架内部且其输出端穿过行走支架上端并与动力轮连接，矩形框架结构的行走支架方便自身组装和搭载连接其它结构，制作简单，结构不复杂，结构强度较好，承载能力强，比较耐用，矩形框架结构的行走支架还是为机器人提供动力源的电池仓。
[0012]进一步，所述升降单元还包括升降支架，其为开口向上的C型框架结构，其固定安装于行走支架下侧，所述升降驱动电机和升降套筒柱皆安装于升降支架上，结构简单，使用方便。
[0013]进一步，所述升降驱动电机安装于升降支架中部，其左右两侧分别安装有升降套筒柱，对称设置两组升降结构，云台的升降更加平稳，且升降单元的承载能力更强。
[0014]进一步，所述行走支架、升降支架和云台支架分别由矩形铝板和螺丝组装而成，结构简单，支撑稳定，连接组装方便。
[0015]进一步，所述行走支架、升降支架和云台支架外分别安装有保护壳，保护外壳为工程塑料，防护性能较好。
[0016]进一步，所述行走支架外形尺寸大于升降支架外形尺寸，机器人外形形成阶梯式结构，加上在行走支架和升降支架的外壳上设置的凸起条，提高手持时的防滑阻力和整个外壳结构的结构强度。
[0017]与现有技术相比,本技术的有益效果是：本技术大大加强了轨道巡检机器人实用性能，机构结构简洁、重量轻，机器人与导轨的贴合紧密，能够提高机器人本体在移动时的稳定性，使其处于更加稳定的监测状态。而且本技术适应性高，其次，本技术相比现有技术能节省下较多的经济成本投入，结构简单易产、高防护、且能适应复杂多变的现场需求环境、安装方便、可靠性高，便于普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.隧道巡检机器人，包括导轨和安装于导轨上的机器人本体，其特征在于：所述机器人本体包括从上至下依次设置的行走单元、升降单元和云台单元，所述行走单元与导轨连接；所述行走单元包括行走驱动电机（1）、动力轮（2）和定位轮组，所述行走驱动电机（1）输出端连接动力轮（2），所述导轨上设置有齿条（3），所述动力轮（2）圆周面上设置有与齿条（3）啮合传动的轮齿，所述定位轮组成对挂载于导轨两侧；所述升降单元包括升降驱动电机（4）和受升降驱动电机（4）驱动的升降套筒柱（5），所述升降套筒柱（5）伸缩端连接云台单元；所述云台单元包括云台支架（6）和转动安装于云台支架（6）上的云台本体（7），所述云台支架（6）固定于升降套筒柱（5）上。2.根据权利要求1所述的隧道巡检机器人，其特征在于：所述定位轮组设置两对，每对设置两组分别挂载于导轨两侧的定位轮组，所述动力轮（2）安装于两对定位轮组之间。3.根据权利要求1或2所述的隧道巡检机器人，其特征在于：所述行走单元还包括行走支架（8），其为横放的矩形框架结构，所述动力轮（2）和定位轮组分别设置于行走支架（8）上侧，所述行走驱动电机（1）安装于行走支架（8）内部且其输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海刚，
申请(专利权)人：云南酷联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：