CN215358412U - 一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道工程检测技术领域，具体涉及一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，包括：球形轮，引导轮，环形车轮架构和驱动电机，所述环形车轮架构内设置有用于容纳球形轮的空腔，环形车轮架构内壁设置有多个引导轮和驱动电机，所述驱动电机用于驱动引导轮转动，所述引导轮均匀分布在所述球形轮外周，并与所述球形轮接触。本实用新型通过自由度较高的转向架构，可以灵活地调整攀爬机器人的行驶路线，保持攀爬机器人沿隧道壁面平稳行驶，确保攀爬机器人的安全巡检。

Description

一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置

技术领域

本实用新型属于隧道工程检测技术领域，具体涉及一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置。

背景技术

隧道施工过程中，需要对隧道进行衬砌质量检测，常规情况下，工作人员需要手持检测雷达通过专项检测车、脚手架等设备才能检测获得衬砌及衬砌后面等病害信息。该方法存在前期设备投入成本大、需要工作人员的数量多、效率偏低、人为干扰因素大等问题，因此属于行业的技术痛点。因此，空陆两栖爬壁机器人可以提高隧道检测的质量和效率，是一种解决该痛点的有效手段。

当前空陆两器机器人主要由地面移动机构、飞行机构两大部分及其他系统组成。其中地面移动机构多采用四轮两驱构型，四个车轮与四副旋翼呈十字交叉形布置。在隧道内部巡检时需要通过大幅度的转向才能够改变机器人的移动方向。而作为一种工程检测机器人，大幅度转向操作将大大降低机器人检测的效率，况且当遇到较复杂环境时对该机器人的正常运行有危险，且操作复杂。除此以外常规爬行检测机器人受转向机构限制转弯后易出现巡检盲区，因此，需要对机器人的结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，以实现机器人的平顺转向，避免检测盲区，大大提高了机器人的检测效率，且能够保证检测的正常运行。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，包括：球形轮，引导轮，环形车轮架构和驱动电机，所述环形车轮架构内设置有用于容纳球形轮的空腔，环形车轮架构内壁设置有多个引导轮和驱动电机，所述驱动电机用于驱动引导轮转动，所述引导轮均匀分布在所述球形轮外周，并与所述球形轮接触。

环形车轮架构内壁设置有六个引导轮，六个引导轮三三分布在与球形轮的过球心水平面对称的两个水平面上。

所述两个水平面上，三个引导轮之间均呈120度圆心角均匀分布。

六个引导轮对称地分布在球形轮的过球心水平面上下两侧。

本实用新型还提供了一种隧道检测空陆两栖检测机器人，包括多个所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置。

所述球形车轮转向装置的环形车轮架构与机器人的承载机架固定连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种隧道工程检测用空陆两栖机器人球形攀爬车轮，在进行隧道工程检测的机器人会遇到较复杂的检测环境，若使用普通的空陆两栖机器人，需要通过车轮驱动速度差实现转向，遇到需大角度转弯时，机器人操作稳定性降低，存在贴壁爬行的风险；若采用其他车轮方向转换装置，则由于附加的车轮方向转换装置增加了机器人质量，对于此类两栖机器人续航不利，为此，本实用新型提出了一种更为简便的机器人转向方式，即一种球形车轮实现此类机器人的平顺转向，降低了机器人贴壁爬行时的风险，并减少了检测盲区，提高了隧道内空陆两栖机器人巡检的效率。另外，通过设置球形车轮，可以据此提出不同的攀爬机器人设计方案，从而设计出最优的攀爬飞行两栖机器人设计方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置的安装示意图。

图中：1为球形轮，2为引导轮，3为环形车轮架构，4为电机，5为攀爬机器人，6为承载机架，7为螺旋桨机翼。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，包括：球形轮1，引导轮2，环形车轮架构3和驱动电机4，所述环形车轮架构3内设置有用于容纳球形轮1的空腔，环形车轮架构3内壁设置有多个引导轮2和驱动电机4，所述驱动电机4用于驱动引导轮2转动，所述引导轮2均匀分布在所述球形轮1外周，并与所述球形轮1接触。

进一步地，如图1~2所述，本实施例中，环形车轮架构3内壁设置有六个引导轮2，六个引导轮2三三分布在与球形轮1的过球心水平面对称的两个水平面上。所述两个水平面上，三个引导轮2之间均呈120度圆心角均匀分布。六个引导轮2对称地分布在球形轮1的过球心水平面上下两侧。进一步地，本实施例中，引导轮2的转动轴与水平面平行。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

如图3所示，为本实施例的球形车轮转向装置与攀爬机器人连接的俯视图，攀爬机器人四角分别设置一个本实施例的转向装置。具体地，环形车轮架构1与攀爬机器人5的承载机架6固定连接，将环形车轮构架1上设置3对共6个引导轮2，每对引导轮2以通过球形轮1球心的水平面对称分布，各对引导轮2间以平行于环形车轮架构3的平面内呈120度圆心角均匀分布。引导轮2与球形轮1密贴接触，电机4带动引导轮2转动，引导轮2通过摩擦力带动球形轮1转动。攀爬机器人5内置的巡检路径控制程序根据当前爬行路线转向需求分配电机4传递给引导轮2不同的转动速度，可以实现球形轮1向不同方向的转动，进而带动攀爬机器人5向需要的方向转动，实现攀爬机器人5沿巡检路径行驶，避免了巡检盲区，而遇到障碍时也可以通过自由度较高的转向架构灵活地调整攀爬机器人5的行驶路线，保持攀爬机器人5沿隧道壁面平稳行驶，确保攀爬机器人5的安全巡检。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，其特征在于，包括：球形轮（1），引导轮（2），环形车轮架构（3）和驱动电机（4），所述环形车轮架构（3）内设置有用于容纳球形轮（1）的空腔，环形车轮架构（3）内壁设置有多个引导轮（2）和驱动电机（4），所述驱动电机（4）用于驱动引导轮（2）转动，所述引导轮（2）均匀分布在所述球形轮（1）外周，并与所述球形轮（1）接触。

2.根据权利要求1所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，其特征在于，环形车轮架构（3）内壁设置有六个引导轮（2），六个引导轮（2）三三分布在与球形轮（1）的过球心水平面对称的两个水平面上。

3.根据权利要求2所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，其特征在于，所述两个水平面上，三个引导轮（2）之间均呈120度圆心角均匀分布。

4.根据权利要求2所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置，其特征在于，六个引导轮（2）对称地分布在球形轮（1）的过球心水平面上下两侧。

5.一种隧道检测空陆两栖检测机器人，其特征在于，包括多个如权利要求1~4任一项所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人球形车轮转向装置。

6.根据权利要求5所述的一种隧道检测空陆两栖检测机器人，其特征在于，所述球形车轮转向装置的环形车轮架构（3）与机器人的承载机架（6）固定连接。

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