CN110007691A - 一种用于隧道巡检机器人的行走系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于隧道巡检机器人的行走系统，属于隧道病害检测技术领域，包括拱腰轨道和拱顶轨道，拱腰轨道均位于隧道的侧壁上，拱顶轨道位于隧道的顶端，拱顶轨道与拱腰轨道之间均设置有链式传动装置，拱腰轨道与拱顶轨道的两端均设置有接触传感器，拱腰轨道与拱顶轨道用于巡检机器人进行移动，拱腰轨道与拱顶轨道包括可变轨道和固定轨道，可变轨道上连接有换轨气缸，巡检机器人包括图像采集系统、机器人控制系统、无线通讯系统以及移动巡检系统。本发明将轨道设置在拱腰和拱顶，能够覆盖隧道衬砌所有的部位的病害检测，通过换轨电缸和链式传动装置，实现巡检机器人在不同轨道的换轨控制。
Description
技术领域
本发明属于隧道病害检测技术领域，涉及一种用于隧道巡检机器人的行走系统。
背景技术
目前由于隧道的形状各异，结构复杂，导致隧道巡检机器人在检测过程中，无法准确的覆盖隧道衬砌所有的部位，导致病害检测的过程中存在漏检的情况，极大的降低了病害检测的完整性，而且巡检机器人无法适应复杂的隧道结构，对病害检测造成了一定的障碍。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于隧道巡检机器人的行走系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种用于隧道巡检机器人的行走系统，包括第一拱腰轨道、第二拱腰轨道和拱顶轨道，所述第一拱腰轨道和第二拱腰轨道均位于隧道的侧壁上，所述拱顶轨道位于隧道的顶端，所述拱顶轨道与拱腰轨道之间均设置有链式传动装置，所述拱腰轨道与拱顶轨道的两端均设置有接触传感器，所述拱腰轨道与拱顶轨道用于巡检机器人进行移动，所述拱腰轨道与拱顶轨道包括可变轨道和固定轨道，所述可变轨道上连接有换轨气缸，所述巡检机器人包括图像采集系统、机器人控制系统、无线通讯系统以及移动巡检系统，所述接触式传感器分别与换轨气缸和无线通讯系统信号连接，所述巡检机器人接触接触式传感器后，所述接触式传感器发出变轨信号，将信号传递至换轨气缸和无线通讯系统，所述换轨气缸根据变轨信号带动可变轨道进行变轨，所述无线通讯系统接收到来自接触式传感器发出的变轨信号，将变轨信号传递至机器人控制系统，所述机器人控制系统根据接收到的变轨信号通过移动巡检系统控制巡检机器人的行动方向。
作为本发明的一种优选技术方案，所述换轨气缸与可变轨道通过活塞杆连接，所述换轨气缸通过控制活塞杆的伸缩来带动可变轨道进行变轨，所述换轨气缸的另一端固定在隧道上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述链式传动装置形状与隧道内部的截面形状相同。
作为本发明的一种优选技术方案，所述巡检机器人通过图像采集系统采集隧道内壁的检测图像。
本发明的有益效果在于：
本发明将轨道设置在拱腰和拱顶，能够覆盖隧道衬砌所有的部位的病害检测，通过换轨电缸和链式传动装置，实现巡检机器人在不同轨道的换轨控制。该结构创新性的提出了巡检机器人可变轨和分位置检测，其结构能够适应城市隧道内分道等复杂结构、截面形状变化复杂(矩形、椭圆形及圆形等)等情况，极大提高适应能力。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为整体结构的截面图；
图2整体结构的展开平面图；
图3为可变轨道在变轨时的结构示意图；
图4为巡检机器人的系统结构图。
附图标记：1-第一拱腰轨道；2-链式传动装置；3-拱顶轨道；4-第二拱腰轨道；5-接触传感器；6-固定轨道；7-可变轨道；8-换轨气缸；9-巡检机器人；10-图像采集系统；11-机器人控制系统；12-无线通讯系统；13-移动巡检系统。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1～图4，为一种用于隧道巡检机器人的行走系统，包括第一拱腰轨道1、第二拱腰轨道4和拱顶轨道3，第一拱腰轨道1和第二拱腰轨道4均位于隧道的侧壁上，拱顶轨道3位于隧道的顶端，拱顶轨道3与拱腰轨道之间均设置有链式传动装置2，拱腰轨道与拱顶轨道3的两端均设置有接触传感器5，拱腰轨道与拱顶轨道3用于巡检机器人9进行移动，拱腰轨道与拱顶轨道3包括可变轨道7和固定轨道6，可变轨道7上连接有换轨气缸8，巡检机器人9包括图像采集系统10、机器人控制系统11、无线通讯系统12以及移动巡检系统13，接触式传感器5分别与换轨气缸8和无线通讯系统12信号连接，巡检机器人9接触接触式传感器5后，接触式传感器5发出变轨信号，将信号传递至换轨气缸8和无线通讯系统12，换轨气缸8根据变轨信号带动可变轨道7进行变轨，无线通讯系统12接收到来自接触式传感器5发出的变轨信号，将变轨信号传递至机器人控制系统11，机器人控制系统11根据接收到的变轨信号通过移动巡检系统13控制巡检机器人9的行动方向。
换轨气缸8与可变轨道7通过活塞杆连接，换轨气缸8通过控制活塞杆的伸缩来带动可变轨道7进行变轨，换轨气缸8的另一端固定在隧道上，换轨气缸8在接到接触传感器5的信号之后，控制活塞杆伸缩，可变轨道7在活塞杆的伸缩控制下分别与链式传动装置2和固定轨道6接轨，如图3所示，达到换轨效果。
链式传动装置2形状与隧道内部的截面形状相同，链式传动装置2的结构能够适应城市隧道内分道等复杂结构、截面形状变化复杂(矩形、椭圆形及圆形等)等情况，极大提高适应能力。
巡检机器人9通过图像采集系统10采集隧道内壁的检测图像，在巡检机器人9移动的过程中，可以对隧道衬砌所有的部位的病害图像进行检测。
在隧道拱腰和拱顶分别设置轨道，轨道两端的位置均设置接触传感器5，巡检机器人9运行至轨道末端触碰接触传感器5后，机器人控制系统11通过无线通信系统12接收行程终止的信息，控制机器人的移动巡检系统13刹车并触发换轨电缸8，以改变巡检机器人9的行进方向和轨道。
轨道分别布置在拱腰和拱顶，能够覆盖隧道衬砌所有的部位的病害检测，通过换轨电缸8和链式传动装置2，实现巡检机器人9在不同轨道的换轨控制。该结构创新性的提出了巡检机器人9可变轨和分位置检测，其结构能够适应城市隧道内分道等复杂结构、截面形状变化复杂(矩形、椭圆形及圆形等)等情况，极大提高适应能力。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于隧道巡检机器人的行走系统，其特征在于：包括第一拱腰轨道(1)、第二拱腰轨道(4)和拱顶轨道(3)，所述第一拱腰轨道(1)和第二拱腰轨道(4)均位于隧道的侧壁上，所述拱顶轨道(3)位于隧道的顶端，所述拱顶轨道(3)与拱腰轨道之间均设置有链式传动装置(2)，所述拱腰轨道与拱顶轨道(3)的两端均设置有接触传感器(5)，所述拱腰轨道与拱顶轨道(3)用于巡检机器人(9)进行移动，所述拱腰轨道与拱顶轨道(3)包括可变轨道(7)和固定轨道(6)，所述可变轨道(7)上连接有换轨气缸(8)，所述巡检机器人(9)包括图像采集系统(10)、机器人控制系统(11)、无线通讯系统(12)以及移动巡检系统(13)，所述接触式传感器(5)分别与换轨气缸(8)和无线通讯系统(12)信号连接，所述巡检机器人(9)接触接触式传感器(5)后，所述接触式传感器(5)发出变轨信号，将信号传递至换轨气缸(8)和无线通讯系统(12)，所述换轨气缸(8)根据变轨信号带动可变轨道(7)进行变轨，所述无线通讯系统(12)接收到来自接触式传感器(5)发出的变轨信号，将变轨信号传递至机器人控制系统(11)，所述机器人控制系统(11)根据接收到的变轨信号通过移动巡检系统(13)控制巡检机器人(9)的行动方向。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道巡检机器人的行走系统，其特征在于：所述换轨气缸(8)与可变轨道(7)通过活塞杆连接，所述换轨气缸(8)通过控制活塞杆的伸缩来带动可变轨道(7)进行变轨，所述换轨气缸(8)的另一端固定在隧道上。
3.根据权利要求1所述的一种用于隧道巡检机器人的行走系统，其特征在于：所述链式传动装置(2)形状与隧道内部的截面形状相同。
4.根据权利要求1所述的一种用于隧道巡检机器人的行走系统，其特征在于：所述巡检机器人(9)通过图像采集系统(10)采集隧道内壁的检测图像。
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