一种桥梁厢梁内巡检机器人制造技术

本申请公开了一种桥梁厢梁内巡检机器人，涉及巡检机器人技术领域，包括支撑框架、一对驱动机构、一对履带和快拆电池机构，所述驱动机构和所述快拆电池机构均安装在所述支撑框架上，所述履带套设在相应的驱动机构上，所述驱动机构能够带动相应的履带移动，所述支撑框架上还设有主控板以及与所述主控板相连接的避障雷达、防跌落设备、激光雷达和视觉相机，所述支撑框架上还设有wifi及5G设备，本申请通过自动行走、自动避障和自动拍摄来实现对桥梁厢梁内的自动巡检，不仅降低了人工作业的劳动强度，且使得巡检更加高效、可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁厢梁内巡检机器人


[0001]本申请涉及巡检机器人
，具体涉及一种桥梁厢梁内巡检机器人。

技术介绍

[0002]桥梁巡检任务量大、窗口期短和危险性高等因素，轨道交通桥梁检测迫切需要智能化桥梁检测装备，降低劳动强度，提升安全性。桥梁定期巡检是桥梁保养和维护重要手段。根据铁总供电[2018]125号文件和铁运[2011]131号23文件等文件要求，桥梁隧道检查工区每半年对管内设备检查一遍。特别是桥梁检查作业，面临高空作业、强电受限空间、跨山跨水，夜间窗口作业等问题，给人工作业带来一定的安全隐患。同时，由于桥梁分布广，地理空间跨度大，厢梁内需要检测的项目多，包含渗水、白浆、裂缝、空鼓等项目就高达几十项、导致人工作业任务重，强度高、花费时间长。现有技术中，桥梁厢梁内检测主要为依靠人工携带设备及依靠人眼进行观察和检测，不仅劳动强度高，且检测结果有偏差，因此，急需一款全自动检测设备来实现铁路桥梁的巡检结果的客观性、一致性及可追溯性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种桥梁厢梁内巡检机器人，以解决上述技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，包括支撑框架、一对驱动机构、一对履带和快拆电池机构，所述驱动机构和所述快拆电池机构均安装在所述支撑框架上，所述履带套设在相应的驱动机构上，所述驱动机构能够带动相应的履带移动，所述支撑框架上还设有主控板以及与所述主控板相连接的避障雷达、防跌落设备、激光雷达和视觉相机，所述支撑框架上还设有wifi及5G设备，能够使得所述主控板能够联网。
[0006]进一步地，所述支撑框架的前端设有防撞条。
[0007]更进一步地，所述支撑框架的顶部还设有音箱、三色灯、总开关和急停开关，所述音箱与所述三色灯相连接，所述三色灯通过颜色的变化来指示不同的工作状态，所述音箱具有语音播报功能。
[0008]进一步地，所述驱动机构包括：
[0009]设置在所述支撑框架前端的电机减速器总成；
[0010]连接在相应的所述电机减速器总成外侧的连接轴；
[0011]连接在相应的所述连接轴上的驱动轮；
[0012]设置在所述支撑框架后端的张紧轮，所述履带套设在相应的驱动轮和相应的张紧轮上。
[0013]更进一步地，所述支撑框架侧面设有与相应的履带连接的两个导向轮，两个所述导向轮位于相应的驱动轮和相应的张紧轮之间。
[0014]更进一步地，所述连接轴上套设有双列角接触球轴承，所述双列角接触球轴承的外侧与安装在所述支撑框架上的轴承座相连接，所述驱动轮与所述连接轴之间通过连接法
兰相连接，所述连接法兰连接在所述双列角接触球轴承的外侧，所述连接轴的外端端部连接有圆螺母。
[0015]更进一步地，所述导向轮和所述张紧轮均通过支撑轴与所述支撑框架相连接。
[0016]进一步地，快拆电池机构包括：
[0017]设置在所述支撑框架后端的型材；
[0018]对称设置在所述型材上的一对限位块；
[0019]间隔设置在所述型材上的一对快拆安装座；
[0020]一对均安装在相应的所述快拆安装座上的安装块；
[0021]电池，所述电池通过滚珠门扣与相应的所述安装块卡合连接：
[0022]该巡检机器人的工作运行遵循以下步骤：
[0023]步骤一：工作人员将巡检机器人放入需要进行巡检的公路/铁路桥梁厢梁结构内，调节巡检机器人与桥梁结构梁体间的相对位置，打开巡检机器人的总开关使得巡检机器人进入预作业状态；
[0024]步骤二：基于步骤一中的预作业作态，利用智能控制终端通过无线方式发送上行巡检控制指令，由巡检机器人上搭载的wifi及5G设备将接收的上行巡检控制指令传输至主控板，主控板根据所述上行巡检控制指令和避障雷达、激光雷达采集的信息，采用基于视觉和IMU融合技术的直线行走平衡方法对机器人的运行轨迹进行不断修正，并通过红外测距来实现防跌落，通过库仑计获取电池的实时电量状态，当发生异常状态时，控制音箱和三色灯进行报警指示，并将报警信息反馈至智能控制终端，同时，控制视觉相机采集厢梁结构内各病害检测点的图像信息；
[0025]步骤三：根据采集的图像信息利用基于机器学习、计算机视觉的病害分析方法进行目标识别，判断该病害检测点是否发生病害，若发生病害，则分析相应的风险等级信息，并将风险等级信息反馈至所述智能控制终端，若未发生病害，则控制驱动机构驱动巡检机器人继续移动至下一病害检测点进行病害检测。
[0026]进一步地，所述采用基于视觉和IMU融合技术的直线行走平衡方法对机器人的运行轨迹进行不断修正的步骤如下：
[0027]对机器人走直线过程中所产生误差类型进行分类判断，所述误差类型包括累计误差和瞬时误差范围都在允许的范围内、累计误差在允许范围内而瞬时误差不在允许范围内、累计误差不在允许范围内而瞬时误差在允许范围内、累计误差和瞬时误差都不在允许的范围内；
[0028]若累计误差和瞬时误差范围都在允许的范围内，不对左右电机做修正，即修正量的大小为零；
[0029]若累计误差在允许范围内，而瞬时误差不在允许范围内，根据瞬时误差和修正力度因子a1的值对左右电机进行修正，其修正量大小为：；
[0030]若累计误差不在允许范围内，而瞬时误差在允许范围内，根据累计误差和修正力度因子a2的值对左右电机进行修正，其修正量大小为：；
[0031]若累计误差和瞬时误差都不在允许的范围内，则根据两者的大小以及修正力度因子a1和a2的大小来对左右电机进行修正，其修正量大小为：；
[0032]于是，机器人在运动中：若右电机的功率级别是100，则左电机的功率级别为：
[0033],其中，y1是左电机的功率级别。
[0034]从上述的技术方案可以看出，本专利技术的优点是：
[0035]1.本专利技术由移动履带底盘搭载视觉相机、防跌落、自主导航、自主避障，通过自主导航和视觉相机对厢梁内进行全方面拍摄扫描分析，再通过wifi及5G设备进行传输来对厢梁内病害进行检测和备份，工作人员只需在终端电脑和手提设备上即可时时查看具体病害情况及追溯往期桥梁厢梁内情况，从而实现巡检结果客观性、一致性及可追溯性。
附图说明
[0037]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0038]图1为本申请的结构示意图。
[0039]图2为本申请的驱动机构的结构示意图。
[0040]图3为图1的部分结构的示意图。
[0041]图4为本申请的快拆电池机构的立体图。
[0042]图5为图4的正视图。
[0043]图6为本实施例中巡检机器人的工作运行步骤示意图。
[0044]图7为本实施例中巡检机器人的控制组成结构示意图。
[0045]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，包括支撑框架（63）、一对驱动机构（5）、一对履带（51）和快拆电池机构（13），所述驱动机构（5）和所述快拆电池机构（13）均安装在所述支撑框架（63）上，所述履带（51）套设在相应的驱动机构（5）上，所述驱动机构（5）能够带动相应的履带（51）移动，所述支撑框架（63）上还设有主控板（7）以及与所述主控板（7）相连接的避障雷达（2）、防跌落设备（3）、激光雷达（4）和视觉相机（9），所述支撑框架（63）上还设有wifi及5G设备（6），能够使得所述主控板（7）能够联网。2.根据权利要求1所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述支撑框架（63）的前端设有防撞条（1）。3.根据权利要求2所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述支撑框架（63）的顶部还设有音箱（8）、三色灯（12）、总开关（11）和急停开关（14），所述音箱（8）与所述三色灯（12）相连接，所述三色灯（12）通过颜色的变化来指示不同的工作状态，所述音箱（8）具有语音播报功能。4.根据权利要求1所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述驱动机构（5）包括：设置在所述支撑框架（63）前端的电机减速器总成（58）；连接在相应的所述电机减速器总成（58）外侧的连接轴（57）；连接在相应的所述连接轴（57）上的驱动轮（52）；设置在所述支撑框架（63）后端的张紧轮（62），所述履带（51）套设在相应的驱动轮（52）和相应的张紧轮（62）上。5.根据权利要求4所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述支撑框架（63）侧面设有与相应的履带（51）连接的两个导向轮（59），两个所述导向轮（59）位于相应的驱动轮（52）和相应的张紧轮（62）之间。6.根据权利要求4所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述连接轴（57）上套设有双列角接触球轴承（56），所述双列角接触球轴承（56）的外侧与安装在所述支撑框架（63）上的轴承座（55）相连接，所述驱动轮（52）与所述连接轴（57）之间通过连接法兰（54）相连接，所述连接法兰（54）连接在所述双列角接触球轴承（56）的外侧，所述连接轴（57）的外端端部连接有圆螺母（53）。7.根据权利要求5所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，所述导向轮（59）和所述张紧轮（62）均通过支撑轴（61）与所述支撑框架（63）相连接。8.根据权利要求1所述的桥梁厢梁内巡检机器人，其特征在于，快拆电池机构（13）包括：设置在所述支撑框架（63）后端的型材（1301）；对称设置在所述型材（1301）上的一对限位块（1302）；间隔设置在所述型材（1301）上的一对快拆安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金明，梁培栋，周永海，周萍，陈超，赵立军，李贵峰，刘冰，隋志成，贾泽曦，
申请(专利权)人：哈尔滨国铁科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：