CN211740139U - 3d排洪隧洞检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种3D排洪隧洞检测装置，包括：隧洞扫描机器人，隧洞扫描机器人包括行走机构、扫描设备本体和第一扫描机构，行走机构安装在扫描设备本体上，扫描设备本体包括第一驱动机构，第一驱动机构与行走机构相连以驱动行走机构，第一扫描机构设置在扫描设备本体上，第一扫描机构的处理器可输出场景处的3D图形；机柜模块，机柜模块包括壳体、电缆卷轴和电缆，电缆卷轴安装在壳体内，电缆缠绕在电缆卷轴上，壳体上设置有电缆过孔，以使电缆通过电缆过孔与隧洞扫描机器人电连接。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的隧洞在检测时检测不准确的问题。

Description

3D排洪隧洞检测装置

技术领域

本实用新型涉及隧洞检测装置的技术领域，具体而言，涉及一种3D排洪隧洞检测装置。

背景技术

排洪时需要通过排洪隧洞进行泄洪，排洪隧洞使用完毕后，由于受洪水的作用力，以及洪水对隧洞的冲刷，使得排洪隧洞的承载能力发生变化，导致排洪隧洞具有移动的安全隐患。

在现有技术中，对排洪隧洞进行检测的时候，操作人员手持检测设备对排洪隧洞的安全隐患进行检测。操作人员检测时手持二维的照相机，在两个不同时刻进行拍摄，通过对比不同时刻同一地点照片中的物体发生的位移来判断隧洞是否存在安全隐患。上述的隧洞判断误差很大，例如隧洞判断是通过二维的照片比对进行判断的，有些位置在二维空间(上下左右)基本没有发生变化，但是在前后的位置出现了移位，这样的移位也容易发生坍塌等事故。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种3D排洪隧洞检测装置，以解决现有技术中的隧洞在检测时检测不准确的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种3D排洪隧洞检测装置，包括：隧洞扫描机器人，隧洞扫描机器人包括行走机构、扫描设备本体和第一扫描机构，行走机构安装在扫描设备本体上，扫描设备本体包括第一驱动机构，第一驱动机构与行走机构相连以驱动行走机构，第一扫描机构设置在扫描设备本体上，第一扫描机构包括发射器、扫描器、接收器和处理器，发射器发射光脉冲射束，扫描器用以扫描预定范围的光脉冲射束，接收器用以接收从场景反射的光并产生指示脉冲来往与场景中的点的飞行时间的输出，处理器处理接收器的输出以形成场景处的3D图形；机柜模块，机柜模块包括壳体、电缆卷轴和电缆，电缆卷轴安装在壳体内，电缆缠绕在电缆卷轴上，壳体上设置有电缆过孔，以使电缆通过电缆过孔与隧洞扫描机器人电连接。

进一步地，隧洞扫描机器人还包括升举机构，升举机构的第一端可枢转地连接在扫描设备本体上，发射器和扫描器均设置在升举机构的第二端，接收器和处理器设置在扫描设备本体内。

进一步地，隧洞扫描机器人还包括第二驱动机构，第二驱动机构与升举机构相连以驱动升举机构绕升举机构的第一端转动。

进一步地，隧洞扫描机器人还包括雷达传感器和控制器，雷达传感器和行走机构均与控制器相连，以通过雷达传感器控制行走机构。

进一步地，行走机构包括两组履带轮组件，两组履带轮组件分别位于扫描设备本体的两侧。

进一步地，各组履带轮组件包括主动轮、多个从动轮和履带，履带包覆在主动轮和多个从动轮的周向外侧，主动轮与第一驱动机构相连。

进一步地，第一驱动机构包括多个电机，多个电机分别与各组的主动轮相连。

进一步地，机柜模块还包括行走轮和施力部，行走轮设置在壳体的底部的前侧，施力部位于壳体的顶部的前侧。

进一步地，电缆卷轴与壳体的前壁面的距离小于电缆卷轴与壳体的后壁面的距离。

进一步地，电缆卷轴与壳体的底壁面的距离小于电缆卷轴与壳体的上壁面的距离。

应用本实用新型的技术方案，在检测排洪隧洞的安全隐患的时候，将机柜模块与隧洞扫描机器人通过电缆连接，机柜模块为隧洞扫描机器人提供电能。将隧洞扫描机器人放置在需要检测的排洪隧洞内，通过发射器对待检测的壁面上发射光脉冲射束，扫描器扫描该预定范围的光脉冲射束，接收器接收从场景反射的光并产生指示脉冲来往与预定范围的场景的点的飞行时间的输出，处理器处理接收器的输出以形成场景处的3D图形，这样可以形成上下左右前后三维的检测，3D排洪隧洞检测装置对隧洞进行3D检测的精度更高。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的隧洞在检测时检测不准确的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的排洪隧洞隐患检测装置的实施例的整体结构示意图；

图2示出了图1的排洪隧洞隐患检测装置的实施例的第一扫描机构的原理示意图；

图3示出了图1的排洪隧洞隐患检测装置的实施例的隧洞扫描机器人的主视示意图；

图4示出了图3的排洪隧洞隐患检测装置的隧洞扫描机器人的另一角度的结构示意图；

图5示出了图1的排洪隧洞隐患检测装置的机柜模块的主视示意图；以及

图6示出了图5的机柜模块的另一角度的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、隧洞扫描机器人；11、行走机构；12、扫描设备本体；13、第一扫描机构；131、发射器；132、扫描器；133、接收器；134、处理器；135、MEMS控制器；14、升举机构；15、限位结构；16、第二扫描机构；17、第一照明机构；18、第二照明机构；20、机柜模块；21、壳体；22、电缆卷轴；23、电缆；24、行走轮；25、施力部；26、急停按钮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1至图6所示，本实施例的3D排洪隧洞检测装置包括：隧洞扫描机器人10和机柜模块20。隧洞扫描机器人10包括行走机构11、扫描设备本体12和第一扫描机构13，行走机构11安装在扫描设备本体12上，扫描设备本体12包括第一驱动机构，第一驱动机构与行走机构11相连以驱动行走机构11，第一扫描机构13设置在扫描设备本体12上，第一扫描机构13包括发射器131、扫描器132、接收器133和处理器134，发射器131发射光脉冲射束，扫描器132用以扫描预定范围的光脉冲射束，接收器133用以接收从场景反射的光并产生指示脉冲来往与场景中的点的飞行时间的输出，处理器134处理接收器的输出以形成场景处的3D图形。机柜模块20包括壳体21、电缆卷轴22和电缆23，电缆卷轴22安装在壳体21内，电缆23缠绕在电缆卷轴22上，壳体21上设置有电缆过孔，以使电缆23通过电缆过孔与隧洞扫描机器人10电连接。

应用本实施例的技术方案，在检测排洪隧洞的安全隐患的时候，将机柜模块20与隧洞扫描机器人10通过电缆23连接，机柜模块20为隧洞扫描机器人10提供电能。将隧洞扫描机器人10放置在需要检测的排洪隧洞内，通过发射器131对待检测的壁面上发射光脉冲射束，扫描器132扫描该预定范围的光脉冲射束，接收器133接收从场景反射的光并产生指示脉冲来往与预定范围的场景的点的飞行时间的输出，处理器134处理接收器的输出以形成场景处的3D图形，这样可以形成上下左右前后三维的检测，3D排洪隧洞检测装置对隧洞进行3D检测的精度更高。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的隧洞在检测时检测不准确的问题。

需要说明的是，第一扫描机构13还包括MEMS控制器135(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)，激光控制器等。

如图1至图4所示，在本实施例的技术方案中，隧洞扫描机器人10还包括升举机构14，升举机构14的第一端可枢转地连接在扫描设备本体12上，发射器和扫描器均设置在升举机构14的第二端，接收器和处理器设置在扫描设备本体12内。升举机构14的设置可以实现隧洞扫描机器人10在不移动的情况下，通过升举机构14的移动来实现发射器131和扫描器132的移动，进而实现对隧洞的不同位置进行扫描。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，隧洞扫描机器人10还包括第二驱动机构，第二驱动机构与升举机构14相连以驱动升举机构14绕升举机构14的第一端转动。上述结构加工成本较低，使用方便。具体地，第二驱动结构为电推杆，升举机构14为杆状结构，杆状结构的两侧具有弧形长孔，隧洞扫描机器人10还包括两个限位杆，各限位杆的第一端与扫描设备本体12可枢转地连接，各限位杆的第二端具有凸柱，凸柱的直径与弧形长孔的宽度相适配，升举机构14在转动的时候，两个限位杆和电推杆共同对升举机构14施加作用力，这样使得升举机构14在升举的时候更加平稳。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，隧洞扫描机器人10还包括雷达传感器和控制器，雷达传感器和行走机构11均与控制器相连，以通过雷达传感器控制行走机构11。上述结构可以实现远程控制隧洞扫描机器人10的自动行走。具体地，雷达传感器为多个，多个雷达传感器分别固定在扫描设备本体12的壳体的四个侧面上，扫描设备本体12为长方体形状。当隧洞扫描机器人10扫描完一个预定位置，再进行下一个位置扫描时，可以通过远程控制隧洞扫描机器人10进行转弯、行走等动作。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，行走机构11包括两组履带轮组件，两组履带轮组件分别位于扫描设备本体12的两侧。隧洞扫描机器人10的工作环境比较恶劣，隧洞扫描机器人10的行走道路不平，履带轮组件的设置使得隧洞扫描机器人10在上述的道路较差的情况下行走比较平稳，不容易损坏。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，各组履带轮组件包括主动轮、多个从动轮和履带，履带包覆在主动轮和多个从动轮的周向外侧，主动轮与第一驱动机构相连。上述结构加工成本较低，行走比较稳定。具体地，主动轮为四个，两个主动轮在一侧。

如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，第一驱动机构包括多个电机，多个电机分别与各组的主动轮相连。电机为四个，四个电机分别与四个主动轮相连，四个电机可以独立控制。上述结构方便了隧洞扫描机器人10的转弯、行走。履带的设置使得隧洞扫描机器人10无论在行走还是在停止的时候与地面的接触面积均较大，这样的隧洞扫描机器人10的行走或者停止均较稳定。当隧洞扫描机器人10在停止的状态下扫描的时候，隧洞扫描机器人10不容易出现移位、振动等引起扫描精度降低的情况。

如图5和图6所示，在本实施例的技术方案中，机柜模块20还包括行走轮24和施力部25，施力部25位施力杆，行走轮设置在壳体21的底部的前侧，施力杆位于壳体21的顶部的前侧。上述结构的设置方便了机柜模块20的搬运。施力杆为U型结构，U型结构分别可枢转地连接在壳体21的两侧。操作人员用手拖拽施力杆，施力杆带动机柜模块20，行走轮的设置使得机柜模块20与地面的滑动摩擦转换为机柜模块20与地面的滚动摩擦。这样大大地减少了操作人员对机柜模块20的作用力。机柜模块20的末端具有急停按钮26，当有以外情况发生的时候可以通过急停按钮26进行急停。

如图5和图6所示，在本实施例的技术方案中，电缆卷轴22与壳体21的前壁面的距离小于电缆卷轴22与壳体21的后壁面的距离。上述结构使得机柜模块20的重心靠前，行走轮位于壳体21的前侧，这样当拖动机柜模块20的时候，机柜模块20的重心较低。

如图5和图6所示，在本实施例的技术方案中，电缆卷轴22与壳体21的底壁面的距离小于电缆卷轴22与壳体21的上壁面的距离。上述结构使得机柜模块20的重心较低，这样机柜模块20比较平稳。

在本实施例的技术方案中，隧洞扫描机器人10还包括第二扫描机构，第二扫描机构包括多个摄像头，一部分摄像头设置在扫描设备本体12的顶部，这样可以实现隧洞的顶部的壁面的监测。另一部分摄像头设置在扫描设备本体12的侧壁，这样可以实现隧洞扫描机器人10在同一位置可以监测四周的隧洞的壁面。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，包括：

隧洞扫描机器人(10)，所述隧洞扫描机器人(10)包括行走机构(11)、扫描设备本体(12)和第一扫描机构(13)，所述行走机构(11)安装在所述扫描设备本体(12)上，所述扫描设备本体(12)包括第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述行走机构(11)相连以驱动所述行走机构(11)，所述第一扫描机构(13)设置在所述扫描设备本体(12)上，所述第一扫描机构(13)包括发射器(131)、扫描器(132)、接收器(133)和处理器(134)，所述发射器(131)发射光脉冲射束，所述扫描器(132)用以扫描预定范围的所述光脉冲射束，所述接收器(133)用以接收从场景反射的光并产生指示脉冲来往与所述场景中的点的飞行时间的输出，所述处理器(134)处理接收器的输出以形成所述场景处的3D图形；

机柜模块(20)，所述机柜模块(20)包括壳体(21)、电缆卷轴(22)和电缆(23)，所述电缆卷轴(22)安装在所述壳体(21)内，所述电缆(23)缠绕在所述电缆卷轴(22)上，所述壳体(21)上设置有电缆过孔，以使所述电缆(23)通过所述电缆过孔与所述隧洞扫描机器人(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述隧洞扫描机器人(10)还包括升举机构(14)，所述升举机构(14)的第一端可枢转地连接在所述扫描设备本体(12)上，所述发射器(131)和所述扫描器(132)均设置在所述升举机构(14)的第二端，所述接收器(133)和所述处理器(134)设置在所述扫描设备本体(12)内。

3.根据权利要求2所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述隧洞扫描机器人(10)还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述升举机构(14)相连以驱动所述升举机构(14)绕所述升举机构(14)的第一端转动。

4.根据权利要求1所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述隧洞扫描机器人(10)还包括雷达传感器和控制器，所述雷达传感器和所述行走机构(11)均与所述控制器相连，以通过所述雷达传感器控制所述行走机构(11)。

5.根据权利要求4所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述行走机构(11)包括两组履带轮组件，所述两组履带轮组件分别位于所述扫描设备本体(12)的两侧。

6.根据权利要求5所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，各组所述履带轮组件包括主动轮、多个从动轮和履带，所述履带包覆在所述主动轮和所述多个从动轮的周向外侧，所述主动轮与所述第一驱动机构相连。

7.根据权利要求6所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括多个电机，所述多个电机分别与各组的所述主动轮相连。

8.根据权利要求1所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述机柜模块(20)还包括行走轮(24)和施力部(25)，所述行走轮(24)设置在所述壳体(21)的底部的前侧，所述施力部(25)位于所述壳体(21)的顶部的前侧。

9.根据权利要求1所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述电缆卷轴(22)与所述壳体(21)的前壁面的距离小于所述电缆卷轴(22)与所述壳体(21)的后壁面的距离。

10.根据权利要求9所述的3D排洪隧洞检测装置，其特征在于，所述电缆卷轴(22)与所述壳体(21)的底壁面的距离小于所述电缆卷轴(22)与所述壳体(21)的上壁面的距离。

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