CN111927466A - 一种盾构施工隧道巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构施工隧道巡检机器人,属于隧道施工技术领域,解决的技术问题是:现有技术中盾构施工中采用人工巡检不能实现检测、检测范围不到位,工人安全得不到监控的问题,其包括:用于与轨道滑动连接的驱动机构和本体,驱动机构与本体之间可拆卸连接,本体的一侧设置有环境检测模块,本体的底部设置有云台,云台上设置有工业相机;本发明通过搭载的云台、工业相机及环境检测模块可对隧道内环境、行人等进行实时监控和异常识别,避免了人工巡视,降低了巡检工人的劳动强度,实现隧道无死角监控和异常识别,降低盾构隧道施工的风险。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域,具体属于一种盾构施工隧道巡检机器人。
背景技术
巡检机器人是一种代替或协助工作人员进行全天候、全方位执勤和监视的人工智能产物,其主要应用于电厂、机房、管路等场景。
目前隧道内的巡检机器人较少,盾构施工的隧道内部空间有限,下方有运渣小车通道和人行通道,目前盾构隧道内的巡检工作主要采用人工巡检,盾构隧道施工时间较长,而且施工不分白昼,人工巡检不可能实时存在,且运渣小车行走时还有很多区域被遮挡,人工巡检时无法观察到遮挡区域,巡检人员的自身安全也无法得到监控,因此有必要设计一种盾构施工用隧道巡检机器人。
发明内容
针对现有技术中盾构施工中采用人工巡检不能实现检测、检测范围不到位,工人安全得不到监控的问题,本发明提供一种盾构施工隧道巡检机器人,其目的在于:提供一种盾构施工隧道用巡检机器人对隧道内的情况进行全方位无死角监控和异常识别,保证隧道施工安全。
本发明采用的技术方案如下:
一种盾构施工隧道巡检机器人,包括:用于与轨道滑动连接的驱动机构和本体,所述驱动机构与所述本体之间可拆卸连接,所述本体的一侧设置有环境检测模块,所述本体的底部设置有云台,所述云台上设置有工业相机。
采用该优选的方案,轨道设置在隧道内,驱动机构可带动本体在轨道上做往复运动,本体上设置有环境检测模块和云台,云台上设置有工业相机,通过搭载的云台、工业相机及环境检测模块可对隧道内环境、行人等进行实时监控,对工人未带安全帽、反光背心,电车轨道异物等异常识别告警,避免了人工巡视,降低了巡检工人的劳动强度,实现隧道无死角监控和异常识别,降低盾构隧道施工的风险。
优选的,所述驱动机构包括主驱动轮、从驱动轮、侧导向轮和下导向轮,所述主驱动轮和从驱动轮设置在轨道的顶部,所述侧导向轮设置在轨道的侧面,所述下导向轮设置在轨道的底部,所述主驱动轮的一侧连接有动力装置,所述动力装置固设在所述本体上,所述从驱动轮与本体之间通过从动轮座固定连接,所述侧导向轮与本体之间通过侧导向轮座固定连接,所述下导向轮与本体之间通过下导向轮座固定连接。采用该优选的方案,使用主驱动轮、从驱动轮、侧导向轮和下导向轮共同配合,保证巡检机器人在轨道上往复运动的平稳性,主驱动轮通过动力装置驱动,带动从驱动轮一起在轨道的顶部往复滚动,侧导向轮在轨道的侧面滚动进行导向,下导向轮设置在轨道的底部使得巡检机器人本体具有一定的爬坡能力。
优选的,所述侧导向轮的底部固接侧导向轮安装架,所述侧导向轮安装架与侧导向轮座之间设置有轴,所述轴上套设有压簧,所述轴与侧导向轮座之间通过螺钉固定。采用该优选的方案,侧导向轮与轨道侧面滑槽配合,侧导向轮中部设置有转轴,转轴与侧导向轮通过轴承连接,转轴的端部固定在侧导向轮安装架上,侧导向轮安装架侧面与侧导向轮座之间设置有轴,轴上套设有压簧,通过拧紧螺钉将轴与侧导向轮座固定,这样可以通过调整螺钉的力矩,控制压簧的压力,使得压簧可将侧导向轮压紧在轨道上,拧松螺钉便于将侧导向轮从轨道上取出。
优选的,所述动力装置包括减速机和用于向减速机提供动力的电机,所述主驱动轮的一侧与所述减速机转动连接,所述减速机通过减速机固定座与本体固接。采用该优选的方案,动力装置包括减速机和电机,电机旋转,减速机将电机转速变速,传递给主驱动轮带动本体在轨道上运动,通过本体的计算机控制,在单位时间内实现电机的正反转可保证巡检机器人本体在隧道内往复巡视。
优选的,所述本体上设置有超声感应器和防碰撞条。采用该优选的方案,超声感应器可以检测本体前方是否有障碍物,当检测到障碍物时,超声感应器反馈给本体,本体降低驱动机构的速度,防碰撞条与障碍物接触减少本体受到的震动。
优选的,所述本体的一侧设置有启动按钮、急停按钮和钥匙开关。采用该优选的方案,设置启动按钮、急停按钮和钥匙开关,便于对巡检机器人进行启停操作。
优选的,所述本体上设置有RFID和光电传感器,所述轨道上设置有信标支架。采用该优选的方案,在轨道上设置相应的信标支架,通过RFID和光电传感器,可实现巡检机器人在隧道内的定位。
优选的,所述本体上设置有提手,所述提手与本体之间可拆卸连接。采用该优选的方案,提手方便对巡检机器人本体进行转运。
优选的,所述本体上设置有报警灯和显示屏。采用该优选的方案,巡检机器人发生故障时报警灯闪烁并发出哔哔声,通过观察显示屏可以知道巡检机器人的工作状态、电量等信息。
优选的,还包括防撞壳体,所述驱动机构和本体设置在所述防撞壳体内,所述防撞壳体上设置有调试口。采用该优选的方案,设置防撞壳体避免巡检机器人发生碰撞造成损害,在防撞壳体上设置调试口,无需拆卸防撞壳体即可对本体进行调式工作。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.本发明轨道设置在隧道内,驱动机构可带动本体在轨道上做往复运动,本体上设置有环境检测模块和云台,云台上设置有工业相机,通过搭载的云台、工业相机及环境检测模块可对隧道内环境、行人等进行实时监控,对工人未带安全帽、反光背心,电车轨道异物等异常识别告警,避免了人工巡视,降低了巡检工人的劳动强度,实现隧道无死角监控和异常识别,降低盾构隧道施工的风险。
2.本发明使用主驱动轮、从驱动轮、侧导向轮和下导向轮共同配合,保证巡检机器人在轨道上往复运动的平稳性,主驱动轮通过动力装置驱动,带动从驱动轮一起在轨道的顶部往复滚动,侧导向轮在轨道的侧面滚动进行导向,下导向轮设置在轨道的底部使得巡检机器人本体具有一定的爬坡能力;动力装置包括减速机和电机,电机旋转,减速机将电机转速变速,传递给主驱动轮带动本体在轨道上运动,通过本体的计算机控制,在单位时间内实现电机的正反转可保证巡检机器人本体在隧道内往复巡视。
3.本发明中超声感应器可以检测本体前方是否有障碍物,当检测到障碍物时,超声感应器反馈给本体,本体降低驱动机构的速度,防碰撞条与障碍物接触减少本体受到的震动;设置启动按钮、急停按钮和钥匙开关,便于对巡检机器人进行启停操作;在轨道上设置相应的信标支架,通过RFID和光电传感器,可实现巡检机器人在隧道内的定位;提手方便对巡检机器人本体进行转运;巡检机器人发生故障时报警灯闪烁并发出哔哔声,通过观察显示屏可以知道巡检机器人的工作状态、电量等信息;设置防撞壳体避免巡检机器人发生碰撞造成损害,在防撞壳体上设置调试口,无需拆卸防撞壳体即可对本体进行调式工作。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是:本发明在隧道内的一种具体实施方式的装配示意图。
图2是:本发明的一种具体实施方式的前侧视示意图。
图3是:本发明的一种具体实施方式的后侧视示意图。
图4是:本发明的驱动机构与轨道的一种具体实施方式的装配示意图
附图标记:110-驱动机构;120-调试口;130-本体;140-云台;150-工业相机;160-环境检测模块;1102-主驱动;1106-从驱动轮;1108-侧导向轮;1112-下导向轮;1107-从动轮座;1109-侧导向轮座;1113-下导向轮座;1110-侧导向轮安装架;1104-减速机;1105-电机;1103-减速机固定座;1005-超声感应器;1004-防碰撞条;1006-启动按钮;1007-急停按钮;1011-钥匙开关;1116-RFID;1115-光电传感器;1002-提手;1008-报警灯;1009-显示屏;1010-调式口;1110-侧导向轮安装架;1111-压簧。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
下面结合图1-4对本发明作详细说明。
一种盾构施工隧道巡检机器人,包括:用于与轨道滑动连接的驱动机构110和本体130,所述驱动机构110与所述本体130之间可拆卸连接,所述本体130的一侧设置有环境检测模块160,所述本体130的底部设置有云台140,所述云台140上设置有工业相机150。
在上述方案中,驱动机构与轨道滑动连接,驱动机构的底部与本体130之间通过连接件实现可拆卸连接,连接件的一侧通过螺栓与驱动机构的底部连接,另一侧也是通过螺栓与本体130连接,本体130内设置有处理器和发射器,用于接受和处理本体130上设备传输过来的数据,本体130的底部设置有云台140,云台140为电动云台可水平360度自动旋转和俯仰正负90度自动旋转,云台140上安装有工业相机,工业相机150包括一个高清相机和一个红外相机,工业相机150可手动调整前后或俯仰的角度,能够实现对相应位置固定角度的一直监控和拍摄,本体130的后侧面设置有环境检测模块160,环境检测模块160由多个不同种类的环境传感器组成,具体有温湿度传感器、风速计、噪声传感器、烟感传感器、PM10、PM2.5传感器、甲烷传感器、CO传感器等,多个环境传感器安装在电路板上并固设在本体130上,通过搭载的云台140、工业相机150及环境检测模块160可对隧道内环境、行人等进行实时监控,对工人未带安全帽、反光背心,电车轨道异物等异常识别告警;本体130的前侧面还设置有无线充电模块,巡检机器人安装位置较高,不方便取下或更换电池充电,采用无线充电比较方便,轨道安装装置上设置有对应的无线充电模块发射端,当巡检机器人电量不足时,巡检机器人便会运动轨道充电处,无线充电模块发射端发出信号,开始对巡检机器人充电。
在另一实施例中,所述驱动机构110包括主驱动轮1102、从驱动轮1106、侧导向轮1108和下导向轮1112,所述主驱动轮110和从驱动轮1106设置在轨道的顶部,所述侧导向轮1108设置在轨道的侧面,所述下导向轮1112设置在轨道的底部,所述主驱动轮1102的一侧连接有动力装置,所述动力装置固设在所述本体130上,所述从驱动轮1106与本体130之间通过从动轮座1107固定连接,所述侧导向轮1108与本体130之间通过侧导向轮座1109固定连接,所述下导向轮1112与本体130之间通过下导向轮座1113固定连接。
所述侧导向轮1108的底部固接侧导向轮安装架1110,所述侧导向轮安装架1110与侧导向轮座1109之间设置有轴,所述轴上套设有压簧1111,所述轴与侧导向轮座1109之间通过螺钉固定。
所述动力装置包括减速机1104和用于向减速机1104提供动力的电机1105,所述主驱动轮1102的一侧与所述减速机1104转动连接,所述减速机1104通过减速机固定座1103与本体130固接。
主驱动轮110、从驱动轮1102和侧导向轮1108都是对称设置在本体130的两侧,并分别与轨道的顶部和侧面配合,下导向轮1112设置在轨道的底部,下导向轮1112通过下导向轮轴安装在下导向轮座1113上,下导向轮座1113固定到本体130上,主驱动轮110通过电机1105、减速机1104控制,主驱动轮110通过减速机固定座1103固定到本体130上,从驱动轮1102通过从动轮座1107固定在本体130上,侧导向轮1108与轨道侧面滑槽配合,侧导向轮1108中部设置有转轴,转轴与侧导向轮1108通过轴承连接,转轴的端部固定在侧导向轮安装架1110上,侧导向轮安装架1110侧面与侧导向轮座1109之间设置有轴,轴上套设有压簧1111,通过拧紧螺钉将轴与侧导向轮座1109固定,这样可以通过调整螺钉的力矩,控制压簧1111的压力,使得压簧1111可将侧导向轮1108压紧在轨道上,拧松螺钉便于将侧导向轮1108从轨道上取出。
所述本体130上设置有超声感应器1005和防碰撞条1004。超声感应器1005可以检测本体130前方是否有障碍物,当检测到障碍物时,超声感应器1005反馈给本体130,本体130降低驱动机构的速度,防碰撞条1004与障碍物接触减少本体130受到的震动。
所述本体130的一侧设置有启动按钮1006、急停按钮1007和钥匙开关1011。设置启动按钮1006、急停按钮1007和钥匙开关1011,便于对巡检机器人进行启停操作。
所述本体130上设置有RFID1116和光电传感器1115,所述轨道上设置有信标支架。在轨道上设置相应的信标支架,通过RFID1116和光电传感器1115,可实现巡检机器人在隧道内的定位。
所述本体130上设置有提手1002,所述提手1002与本体130之间可拆卸连接。巡检机器人本体前后安装有提手1002,方便巡检机器人上下轨道,提手1002与本体130之间通过螺栓连接可快速拆卸;本体130上设置有天线,天线安装在提手1002的两侧。
所述本体130上设置有报警灯1008和显示屏1009。巡检机器人有故障时所述报警灯1008闪烁并发出哔哔声;通过显示屏1009可知道所述巡检机器人的工作电量、工作状态或故障信息,本体130上还安装有工作指示灯,工作指示灯可改变颜色,不同工作指示灯的颜色代表不同的工作状态。
还包括防撞壳体120,所述驱动机构110和本体130设置在所述防撞壳体120内,所述防撞壳体120上设置有调试口1010。防撞壳体120用于保护巡检机器人,防撞壳体120上具有相应的设备缺口,便于环境检测器160及其他设备的安装和使用,防撞壳体120上设置有调式口1010,在不拆卸防护外壳的时候即可方便相关调试工作。
本申请中涉及到的云台140、工业相机150、环境检测模块160、各种传感器、各设备之间的自动控制原理等皆属于现有技术,故本申请中不再具体阐述。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于,包括:用于与轨道滑动连接的驱动机构(110)和本体(130),所述驱动机构(110)与所述本体(130)之间可拆卸连接,所述本体(130)的一侧设置有环境检测模块(160),所述本体(130)的底部设置有云台(140),所述云台(140)上设置有工业相机(150)。
2.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述驱动机构(110)包括主驱动轮(1102)、从驱动轮(1106)、侧导向轮(1108)和下导向轮(1112),所述主驱动轮(110)和从驱动轮(1106)设置在轨道的顶部,所述侧导向轮(1108)设置在轨道的侧面,所述下导向轮(1112)设置在轨道的底部,所述主驱动轮(1102)的一侧连接有动力装置,所述动力装置固设在所述本体(130)上,所述从驱动轮(1106)与本体(130)之间通过从动轮座(1107)固定连接,所述侧导向轮(1108)与本体(130)之间通过侧导向轮座(1109)固定连接,所述下导向轮(1112)与本体(130)之间通过下导向轮座(1113)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述侧导向轮(1108)的底部固接侧导向轮安装架(1110),所述侧导向轮安装架(1110)与侧导向轮座(1109)之间设置有轴,所述轴上套设有压簧(1111),所述轴与侧导向轮座(1109)之间通过螺钉固定。
4.根据权利要求2所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述动力装置包括减速机(1104)和用于向减速机(1104)提供动力的电机(1105),所述主驱动轮(1102)的一侧与所述减速机(1104)转动连接,所述减速机(1104)通过减速机固定座(1103)与本体(130)固接。
5.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述本体(130)上设置有超声感应器(1005)和防碰撞条(1004)。
6.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述本体(130)的一侧设置有启动按钮(1006)、急停按钮(1007)和钥匙开关(1011)。
7.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述本体(130)上设置有RFID(1116)和光电传感器(1115),所述轨道上设置有信标支架。
8.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述本体(130)上设置有提手(1002),所述提手(1002)与本体(130)之间可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:所述本体(130)上设置有报警灯(1008)和显示屏(1009)。
10.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道巡检机器人,其特征在于:还包括防撞壳体(120),所述驱动机构(110)和本体(130)设置在所述防撞壳体(120)内,所述防撞壳体(120)上设置有调试口(1010)。
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