CN117773880B - 一种升降隧道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降隧道巡检机器人，涉及巡检机器人技术领域，包括导轨、巡检组件，所述导轨的顶部活动安装有导向轮，所述导向轮的两端均固定安装有连接杆，所述连接杆的内侧固定安装有连接架，所述连接杆的内侧设置有U形杆，所述巡检组件设置在连接架的底端，所述巡检组件的内侧壁设置有控制总成，所述巡检组件的底端设置有检测组件，所述巡检组件的外侧开设有散热孔；通过设置交叉刮片用来对导轨内侧壁附着的杂质进行清理，从而保证驱动轮的平稳运行，交叉刮片外侧设置的润滑柱在交叉刮片的驱动下与导轨内侧壁摩擦力作用下发生自转，润滑柱用来对导轨的内侧壁进行润滑，从而保证驱动轮不易发生阻塞影响设备的正常运行。

Description

一种升降隧道巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体为一种升降隧道巡检机器人。

背景技术

地下空间是地球上十分宝贵的资源，目前国内外大中城市用地普遍十分短缺，合理开发和综合利用城市地下空间，可缓解城市发展与土地资源紧张的矛盾，提高土地利用率，对于扩大城市生存发展空间具有重要的现实意义，为进一步建设现代化城市开辟了广阔的前景，实现城市的集约化和持续有序化发展。

目前隧道机器人在工作时，通常是沿隧道顶部安装轨道进行巡检运作，以实现从空中进行挂轨式巡检检测，由于隧道内的支撑结构分布位置不同，并且隧道会有高低起伏，因此在进行巡检的时候，在轨道高度切换处会出现一定坡度的轨道，检测设备的检测高度会发生变化，使得机器人上携带的检测头的角度被动式出现偏差，从而导致拍摄的画面偏转，影响操作人员的观察，并且隧道内部环境较为恶劣，会有很多的浮尘以及落石砂砾，容易附着在轨道从而影响机器人的前进，并且灰尘容易进入机器人的散热孔造成堵塞，导致灰尘附着在内部元件，从而影响机器人的性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种升降隧道巡检机器人，解决了传统的巡检组件不能根据轨道的高低变化来调节检测头的角度，并且轨道容易受到灰尘堆积影响机器人的行走，以及散热孔的堵塞的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种升降隧道巡检机器人，包括导轨、巡检组件、控制总成，所述导轨的顶部活动安装有导向轮，所述导向轮的两端均固定安装有连接杆，所述连接杆的内侧固定安装有连接架，所述连接杆的内侧设置有U形杆，所述巡检组件设置在连接架的底端，所述控制总成设置在巡检组件的内侧壁，所述巡检组件的底端设置有检测组件，所述巡检组件的外侧开设有散热孔，所述散热孔内侧壁设置有清扫组件，所述连接杆的一侧设置有润滑组件，所述连接架的中部活动设置有调节组件，所述调节组件位于检测组件的上方。

进一步地，所述检测组件包括球套、转向球和弧形孔，所述球套设置在巡检组件的底端，所述转向球活动安装在球套的内壁，所述弧形孔开设在球套的顶部外侧表面。

进一步地，所述检测组件还包括检测头和拨杆，所述检测头设置在转向球的底端，所述拨杆固定安装在转向球的外侧，所述拨杆贯穿弧形孔设置，所述拨杆的顶端设置有金属圆珠。

进一步地，所述清扫组件包括刷板、驱动框、方形孔和齿条，所述刷板插接在散热孔的内侧壁，所述驱动框设置在刷板的外端，所述方形孔开设在驱动框的外侧表面，所述齿条对称设置在方形孔的上下内侧壁。

进一步地，所述清扫组件还包括从动轮和驱动皮带，所述从动轮活动安装在连接杆的外侧，所述驱动皮带套接在从动轮的外侧，所述从动轮的一端开设有驱动齿，所述连接杆的内侧设置有驱动轮，所述驱动轮的一端设置有主动轮，所述驱动皮带与主动轮套接，所述驱动轮与导轨的内侧壁活动连接。

进一步地，所述润滑组件包括交叉刮片和润滑柱，所述连接杆的外侧边开设有卡槽，所述交叉刮片插接在卡槽的内壁，所述润滑柱设置在交叉刮片的外侧，润滑柱与导轨的内壁贴合。

进一步地，所述交叉刮片的一端卡设有扩口且呈V字形，分别与导轨的内侧壁贴合。

进一步地，所述调节组件包括弹簧柱和顶轮，所述U形杆的相对内侧表面开设有安装槽，安装槽的内底壁固定安装有弹簧柱，所述弹簧柱的外侧活动套接有顶轮，所述顶轮由套杆和滚轮组成。

进一步地，所述调节组件还包括伸缩杆和异形块，所述伸缩杆固定安装在顶轮外侧的套杆外侧，所述伸缩杆贯穿连接架设置，所述异形块设置在伸缩杆的底端。

进一步地，所述异形块的一侧开设有斜边，斜边与检测组件中拨杆顶部的圆珠相切。

本发明具有以下有益效果：

（1）该升降隧道巡检机器人，当巡检组件沿着导轨的斜边进行上升运动的时候，此时顶轮中的齿轮与导轨底端的凸起接触，此时顶轮受到挤压，沿着弹簧柱的外侧向下运动，并使弹簧柱外侧的弹簧被压缩，此时顶轮中的套杆带动伸缩杆沿着连接架顶部的伸缩孔向下运动，伸缩杆来带动异形块向下运动，对拨杆顶端的圆珠进行挤压，使其沿着弧形孔的内侧进行偏转，转向球和检测头呈逆时针角度倾斜偏转，来调整检测头的采集盲区。

（2）该升降隧道巡检机器人，通过设置交叉刮片用来对导轨内侧壁附着的杂质进行清理，从而保证驱动轮的平稳运行，交叉刮片外侧设置的润滑柱在交叉刮片的驱动下与导轨内侧壁摩擦力作用下发生自转，润滑柱用来对导轨的内侧壁进行润滑，从而保证驱动轮不易发生阻塞影响设备的正常运行。

（3）该升降隧道巡检机器人，当驱动轮在进行驱动的时候，由于主动轮与驱动轮的输出端固定连接，此时主动轮也做同频同速转动，从动轮在驱动皮带的驱动下发生自转，此时从动轮外侧的齿牙做圆周运动，其中从动轮在驱动皮带的驱动下做逆时针运动，当从动轮外侧的齿牙与方形孔内侧顶部的齿条啮合时，此时驱动框带动刷板沿着散热孔的内侧壁做左右往复直线运动，来对散热孔内壁附着的灰尘进行清理。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一种升降隧道巡检机器人整体结构示意图；

图2为本发明一种升降隧道巡检机器人内部结构示意图；

图3为本发明图2中A部结构放大示意图；

图4为本发明中导轨与导向轮结构连接示意图；

图5为本发明中巡检组件结构剖面示意图；

图6为本发明中伸缩杆结构与巡检组件结构连接示意图；

图7为本发明中连接杆结构与主动轮连接示意图；

图8为本发明中驱动框结构示意图；

图9为本发明中U形杆结构与连接架结构连接示意图。

图中，1、导轨；2、导向轮；3、巡检组件；4、散热孔；5、驱动框；6、连接杆；7、交叉刮片；8、润滑柱；9、凸起；10、弧形孔；11、检测头；12、转向球；13、球套；14、控制总成；15、拨杆；16、连接架；17、刷板；18、驱动轮；19、U形杆；20、顶轮；21、伸缩杆；22、异形块；23、主动轮；24、驱动皮带；25、齿条；26、从动轮；27、方形孔；28、弹簧柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

如图1-9所示，本发明提供一种升降隧道巡检机器人，包括导轨1、巡检组件3、控制总成14，导轨1的顶部活动安装有导向轮2，导向轮2的两端均固定安装有连接杆6，巡检组件3设置在连接架16的底端，控制总成14设置在巡检组件3的内侧壁，巡检组件3的外侧开设有散热孔4，散热孔4内侧壁设置有清扫组件，连接杆6的一侧设置有润滑组件。

具体地，清扫组件包括刷板17、驱动框5、方形孔27、齿条25，刷板17插接在散热孔4的内侧壁，驱动框5设置在刷板17的外端，方形孔27开设在驱动框5的外侧表面，齿条25对称设置在方形孔27的上下内侧壁。

本实施方案中，通过设置刷板17用来对散热孔4的内侧进行清理，减少隧道内部灰尘进入巡检组件3的内部，其中驱动框5用来对刷板17进行驱动，其中驱动框5的内侧与巡检组件3的外侧开设的滑槽活动连接，从而实现驱动框5带动刷板17做左右往复直线运动，来对散热孔4内侧附着的灰尘进行清理，方形孔27用来对齿条25进行安装，从而实现对驱动框5的驱动。

具体地，清扫组件还包括从动轮26、驱动皮带24，从动轮26活动安装在连接杆6的外侧，驱动皮带24套接在从动轮26的外侧，从动轮26的一端开设有驱动齿，连接杆6的内侧设置有驱动轮18，驱动轮18的一端设置有主动轮23，驱动皮带24与主动轮23套接，驱动轮18与导轨1的内侧壁活动连接。

本实施方案中，通过设置从动轮26用来对齿条25进行驱动，其中当从动轮26在主动轮23的驱动下使外侧的驱动齿与齿条25进行啮合，从而带动驱动框5进行直线运动，来实现刷板17对散热孔4的清理。

具体地，润滑组件包括交叉刮片7、润滑柱8，连接杆6的外侧边开设有卡槽，交叉刮片7插接在卡槽的内壁，润滑柱8设置在交叉刮片7的外侧，润滑柱8与导轨1的内壁贴合。

本实施方案中，通过设置交叉刮片7用来对导轨1内侧壁附着的杂质进行清理，从而保证驱动轮18的平稳运行，交叉刮片7外侧设置的润滑柱8在交叉刮片7的驱动下与导轨1内侧壁摩擦力作用下发生自转，润滑柱8用来对导轨1的内侧壁进行润滑，从而保证驱动轮18不易发生阻塞影响设备的正常运行。

具体地，交叉刮片7的一端卡设有扩口且呈V字形，分别与导轨1的内侧壁贴合。

本实施方案中，通过将交叉刮片7设置成V字形，用来将附着在导轨1内侧壁的积灰进行清理刮除。

实施例二：

请参阅图1-9，本发明实施例提供一种技术方案：一种升降隧道巡检机器人，包括导轨1、巡检组件3、控制总成14，导轨1的顶部活动安装有导向轮2，导向轮2的两端均固定安装有连接杆6，连接杆6的内侧固定安装有连接架16，连接杆6的内侧设置有U形杆19，巡检组件3设置在连接架16的底端，控制总成14设置在巡检组件3的内侧壁，巡检组件3的底端设置有检测组件，巡检组件3的外侧开设有散热孔4，散热孔4内侧壁设置有清扫组件，连接杆6的一侧设置有润滑组件，连接架16的中部活动设置有调节组件，调节组件位于检测组件的上方。

具体地，检测组件包括球套13、转向球12、弧形孔10，球套13设置在巡检组件3的底端，转向球12活动安装在球套13的内壁，弧形孔10开设在球套13的顶部外侧表面。

本实施方案中，通过设置球套13用来对转向球12进行安装，其中转向球12可在球套13的内壁进行前后翻转，从而达到调节检测头11的作用，其中弧形孔10用于安装拨杆15使其穿过球套13与调节组件接触，进而实现调节组件对拨杆15进行拨动实现调节检测头11的检测角度。

具体地，检测组件还包括检测头11、拨杆15，检测头11设置在转向球12的底端，拨杆15固定安装在转向球12的外侧，拨杆15贯穿弧形孔10设置，拨杆15的顶端设置有金属圆珠。

本实施方案中，检测头11用来对隧道内部的状况进行检测来检测隧道内是否存在异物，拨杆15用来对转向球12进行调节，拨杆15在调节组件的作用下带动转向球12沿着球套13的内侧壁进行转动，进而达到调节检测头11的效果。

具体地，清扫组件包括刷板17、驱动框5、方形孔27、齿条25，刷板17插接在散热孔4的内侧壁，驱动框5设置在刷板17的外端，方形孔27开设在驱动框5的外侧表面，齿条25对称设置在方形孔27的上下内侧壁。

本实施方案中，通过设置刷板17用来对散热孔4的内侧进行清理，减少隧道内部灰尘进入巡检组件3的内部，其中驱动框5用来对刷板17进行驱动，其中驱动框5的内侧与巡检组件3的外侧开设的滑槽活动连接，从而实现驱动框5带动刷板17做左右往复直线运动，来对散热孔4内侧附着的灰尘进行清理，方形孔27用来对齿条25进行安装，从而实现对驱动框5的驱动。

具体地，清扫组件还包括从动轮26、驱动皮带24，从动轮26活动安装在连接杆6的外侧，驱动皮带24套接在从动轮26的外侧，从动轮26的一端开设有驱动齿，连接杆6的内侧设置有驱动轮18，驱动轮18的一端设置有主动轮23，驱动皮带24与主动轮23套接，驱动轮18与导轨1的内侧壁活动连接。

本实施方案中，通过设置从动轮26用来对齿条25进行驱动，其中当从动轮26在主动轮23的驱动下使外侧的驱动齿与齿条25进行啮合，从而带动驱动框5进行直线运动，来实现刷板17对散热孔4的清理。

具体地，润滑组件包括交叉刮片7、润滑柱8，连接杆6的外侧边开设有卡槽，交叉刮片7插接在卡槽的内壁，润滑柱8设置在交叉刮片7的外侧，润滑柱8与导轨1的内壁贴合。

本实施方案中，通过设置交叉刮片7用来对导轨1内侧壁附着的杂质进行清理，从而保证驱动轮18的平稳运行，交叉刮片7外侧设置的润滑柱8在交叉刮片7的驱动下与导轨1内侧壁摩擦力作用下发生自转，润滑柱8用来对导轨1的内侧壁进行润滑，从而保证驱动轮18不易发生阻塞影响设备的正常运行。

具体地，交叉刮片7的一端卡设有扩口且呈V字形，分别与导轨1的内侧壁贴合。

本实施方案中，通过将交叉刮片7设置成V字形，用来将附着在导轨1内侧壁的积灰进行清理刮除。

具体地，调节组件包括弹簧柱28、顶轮20，U形杆19的相对内侧表面开设有安装槽，安装槽的内底壁固定安装有弹簧柱28，弹簧柱28的外侧活动套接有顶轮20，顶轮20由套杆和滚轮组成。

本实施方案中，通过设置弹簧柱28用来对顶轮20进行安装，并且对顶轮20进行复位，顶轮20中的滚轮与导轨1的底端接触，滚轮在凸起9的作用下受到挤压来带动伸缩杆21进行伸缩，从而实现对检测组件进行调节。

具体地，调节组件还包括伸缩杆21、异形块22，伸缩杆21固定安装在顶轮20外侧的套杆外侧，伸缩杆21贯穿连接架16设置，异形块22设置在伸缩杆21的底端；

异形块22的一侧开设有斜边，斜边与检测组件中拨杆15顶部的圆珠相切。

本实施方案中，伸缩杆21用来带动异形块22向下运动，从而对拨杆15顶端的圆珠进行挤压，使其沿着弧形孔10的内侧进行偏转，转向球12和检测头11呈逆时针角度倾斜偏转，来调整检测头11的采集盲区。

使用时，将巡检组件3顶端的导向轮2与导轨1的顶端进行平行放置，并且使连接杆6内侧的驱动轮18与导轨1的内侧壁进行插接，当巡检组件3固定完毕后，此时将交叉刮片7从连接杆6的侧边进行插接，使交叉刮片7呈V字形的一端与导轨1的内壁进行卡接，然后通过对巡检组件3进行通电使其沿着导轨1的外侧进行移动，其中巡检组件3在移动的过程中，交叉刮片7将附着在导轨1内侧壁的积灰进行清理刮除，并且润滑柱8在导轨1内壁的摩擦力作用下发生自转，来讲附着在表面的润滑成分涂覆在导轨1的内侧表面，来保证巡检组件3中驱动轮18能够稳定运动；

当驱动轮18在进行驱动的时候，由于主动轮23与驱动轮18的输出端固定连接，此时主动轮23也做同频同速转动，从动轮26在驱动皮带24的驱动下发生自转，此时从动轮26外侧的齿牙做圆周运动，其中从动轮26在驱动皮带24的驱动下做逆时针运动，当从动轮26外侧的齿牙与方形孔27内侧顶部的齿条25啮合时，此时驱动框5带动刷板17沿着散热孔4的内侧壁做向左直线运动，当从动轮26外侧的齿牙与方形孔27内侧底部的齿条25啮合时，此时驱动框5带动刷板17沿着散热孔4的内侧壁做向右直线运动，当从动轮26外侧的齿牙与方形孔27内侧齿条25均不接触的时候驱动框5处于静止状态；

当巡检组件3沿着导轨1的斜边进行上升运动的时候，此时顶轮20中的齿轮与导轨1底端的凸起9接触，此时顶轮20受到挤压，沿着弹簧柱28的外侧向下运动，并使弹簧柱28外侧的弹簧被压缩，此时顶轮20中的套杆带动伸缩杆21沿着连接架16顶部的伸缩孔向下运动，伸缩杆21来带动异形块22向下运动，对拨杆15顶端的圆珠进行挤压，使其沿着弧形孔10的内侧进行偏转，转向球12和检测头11呈逆时针角度倾斜偏转，来调整检测头11的采集盲区；

当巡检组件3经过斜边上升至水平路段时，此时顶轮20受到的挤压消失，顶轮20在弹簧柱28的弹性势能作用下向上复位，顶轮20带动伸缩杆21和异形块22向上运动，此时异形块22的斜边与拨杆15顶端的圆珠分离，检测头11在自身的重力作用下复位至初始位置，进行正常角度的信息采集。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种升降隧道巡检机器人，包括导轨（1）、巡检组件（3）、控制总成（14），其特征在于：

所述导轨（1）的顶部活动安装有导向轮（2），所述导向轮（2）的两端均固定安装有连接杆（6），所述连接杆（6）的内侧固定安装有连接架（16），所述连接杆（6）的内侧设置有U形杆（19）；

所述巡检组件（3）设置在连接架（16）的底端，所述控制总成（14）设置在巡检组件（3）的内侧壁，所述巡检组件（3）的底端设置有检测组件，所述巡检组件（3）的外侧开设有散热孔（4），所述散热孔（4）内侧壁设置有清扫组件，所述连接杆（6）的一侧设置有润滑组件，所述连接架（16）的中部活动设置有调节组件，所述调节组件位于检测组件的上方；

所述检测组件包括球套（13）、转向球（12）、弧形孔（10），所述球套（13）设置在巡检组件（3）的底端，所述转向球（12）活动安装在球套（13）的内壁，所述弧形孔（10）开设在球套（13）的顶部外侧表面；

所述检测组件还包括检测头（11）、拨杆（15），所述检测头（11）设置在转向球（12）的底端，所述拨杆（15）固定安装在转向球（12）的外侧，所述拨杆（15）贯穿弧形孔（10）设置，所述拨杆（15）的顶端设置有金属圆珠；

所述润滑组件包括交叉刮片（7）和润滑柱（8），所述连接杆（6）的外侧开设有卡槽，所述交叉刮片（7）插接在卡槽的内壁，所述润滑柱（8）设置在交叉刮片（7）的外侧，润滑柱（8）与导轨（1）的内壁贴合；

所述交叉刮片（7）的一端卡设有扩口且呈V字形，分别与导轨（1）的内侧壁贴合；

所述调节组件包括弹簧柱（28）和顶轮（20），所述U形杆（19）的相对内侧表面开设有安装槽，安装槽的内底壁固定安装有弹簧柱（28），所述弹簧柱（28）的外侧活动套接有顶轮（20），所述顶轮（20）由套杆和滚轮组成；

所述调节组件还包括伸缩杆（21）和异形块（22），所述伸缩杆（21）固定安装在顶轮（20）外侧的套杆外侧，所述伸缩杆（21）贯穿连接架（16）设置，所述异形块（22）设置在伸缩杆（21）的底端。

2.根据权利要求1所述的一种升降隧道巡检机器人，其特征在于：所述清扫组件包括刷板（17）、驱动框（5）、方形孔（27）、齿条（25），所述刷板（17）插接在散热孔（4）的内侧壁，所述驱动框（5）设置在刷板（17）的外端，所述方形孔（27）开设在驱动框（5）的外侧表面，所述齿条（25）对称设置在方形孔（27）的上下内侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种升降隧道巡检机器人，其特征在于：所述清扫组件还包括从动轮（26）和驱动皮带（24），所述从动轮（26）活动安装在连接杆（6）的外侧，所述驱动皮带（24）套接在从动轮（26）的外侧，所述从动轮（26）的一端开设有驱动齿，所述连接杆（6）的内侧设置有驱动轮（18），所述驱动轮（18）的一端设置有主动轮（23），所述驱动皮带（24）与主动轮（23）套接，所述驱动轮（18）与导轨（1）的内侧壁活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种升降隧道巡检机器人，其特征在于：所述异形块（22）的一侧开设有斜边，斜边与检测组件中拨杆（15）顶部的圆珠相切。