CN220114406U - 一种涵洞探测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涵洞探测机器人，包括：动力装置、悬浮腔、支架、控制板、电源转控制板、移动电源、摄像头、气泵、空气仓、防水盖板，所述动力装置包括履带驱动及螺旋桨驱动，履带驱动设置于支架两侧，螺旋桨驱动设置于支架尾部下方，履带驱动内部设有悬浮腔，支架尾部上方设有控制板及电源转控制板，支架中部上方设有移动电源及气泵，支架中部下方设有空气仓，支架前部上下均设有摄像头，支架外侧向上延伸出一圈挡墙，挡墙上方设有防水盖板，能够适应各种水位环境下的探测，在无水或淤泥较多条件下也能够较好的使用，拓宽了机器人的使用范围。

Description

一种涵洞探测机器人

技术领域

本实用新型涉及水务探测技术领域，具体涉及一种涵洞探测机器人。

背景技术

涵洞是道路、铁路等交通工程中常见的隧道式结构，用于排水、过河等。涵洞探测是为了检测涵洞的结构和状况，进而评估其安全性和可靠性。通过涵洞探测，可以了解涵洞的内部结构、尺寸、材料等基本信息，还可以检测涵洞内部是否存在结构损伤、漏水等问题，为后续的维护和修缮提供参考依据。

在一些风险较高或根本无法采用人工方法进行探测的环境中，可以使用智能水务探测机器人来完成相关工作。例如在污染淤积的小口径管道、小尺寸截面涵洞等环境中，或者在易燃、易爆、缺氧的环境下工作，使用机器人能够有效保证人身安全，并且可以满足多种功能进行探测，全面掌握探测数据，从而提高探测准确度和工作效率。

目前已有相关产品诞生，例如，已公开的专利CN 215149172 U，提出了一种涵洞探测机器人的构造，包括机器车、驱动轮、输入端、基座和下滑行架等部件。该机器人可以实现涵洞探测机器人内部高度的调节，加快涵洞探测机器人调试的速度，方便实时传输探测影像，检测涵洞管道内部是否堵塞、淤积、裂缝、渗漏等情况。

但是该专利涉及装置在面临水位较高的的涵洞时，为保证探测准确度只能通过增加支架高度来实现，而该专利涉及装置的驱动机构设在底部，支架过高后，在该专利涉及装置行走时可能会因涵洞内的复杂地形而致使装置倾倒，再者该专利涉及装置在面临淤泥较多的环境时驱动装置不能够很好的发挥作用，可能会导致专利涉及装置陷入淤泥中无法行动。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种涵洞探测机器人，能够适应各种水位环境下的探测，在无水或淤泥较多条件下也能够较好的使用，拓宽了机器人的使用范围。

为了达到上述技术目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种涵洞探测机器人，包括：动力装置、悬浮腔、支架、控制板、电源转控制板、移动电源、摄像头、气泵、空气仓、防水盖板；

所述动力装置包括履带驱动及螺旋桨驱动，履带驱动设置于支架两侧，螺旋桨驱动设置于支架尾部下方，履带驱动内部设有悬浮腔，支架尾部上方设有控制板及电源转控制板，支架中部上方设有移动电源及气泵，支架中部下方设有空气仓，支架前部上下均设有摄像头，支架外侧向上延伸出一圈挡墙，挡墙上方设有防水盖板。

优选地，所述履带驱动包括：若干从动轮、若干主动轮、若干履带、若干电机、前轴，主动轮可拆卸的安装在电机输出轴一端，若干电机安装于支架尾部下方两侧，从动轮可拆卸的安装在前轴两端，履带铺设在从动轮及主动轮上并形成环状。

优选地，所述前轴为中部断开的柱形，中部断开位置套设有能使前轴两段能自行转动的固定装置。

优选地，所述螺旋桨驱动包括：设置于支架尾部下方中部的电机，及设置在电机输出轴上的螺旋桨，还包括设置于螺旋桨驱动的水流运动方向上的水流导向块。

优选地，所述悬浮腔设于履带及轮体之间的空间内并与履带接触，与履带接触位置设有若干辅助轴，悬浮腔靠近支架一侧顶部设有排气阀，中部设有通气管底部设有进水阀，通气管内部设有单向阀。

优选地，所述空气仓内部设有不与空气仓连通的储气腔，空气仓与悬浮腔的通气管接通。

优选地，所述气泵进气端与空气仓内部设有的储气腔连通，出气端与空气仓连通，连通结构内部设置有单向阀。

优选地，所述支架中部上方设有卫星定位模块，支架前端设有防撞块。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过设有悬浮腔、螺旋桨以及水流导向块，使得探测机器人能够在水面上进行工作，进而探测机器人得以在各种水深环境下工作。

(2)本实用新型通过使用悬浮腔、螺旋桨、水流导向块、气泵及空气仓，使得探测机器人既能在水面上及悬浮水中工作，扩大了探测机器人的使用范围，再配合上履带驱动，探测机器人还能够潜入水底，再水底进行行走，对水底的环境进行探测。

(3)本实用新型通过使用履带驱动，可以在无水或淤泥较多条件对涵洞结构和状况进行探测，履带可以提高探测机器人在面对淤泥较多条件时的驱动效果，避免了探测机器人陷入淤泥中无法行动，增加了探测机器人适用的地形环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体轴测结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的前视结构示意图；

图4是本实用新型的仰视结构示意图；

图5是本实用新型的后视结构示意图；

图6是本实用新型的左视结构示意图；

图7是本实用新型的悬浮腔正视结构示意图；

图8是本实用新型的整体轴测结构示意图；

图9是本实用新型的空气仓剖切结构示意图；

附图中，各标号所代表的结构名称为：

动力装置1，从动轮101，主动轮102，履带103，电机104，前轴105，螺旋桨107，水流导向块108，悬浮腔2，辅助轴201，排气阀202，进水阀203，通气管204，支架3，控制板4，电源转控制板5，移动电源6，摄像头7，防撞块8，气泵9，空气仓10，卫星定位模块11，防水盖板12。

具体实施方式

实施例1：

以下，边参照附图，边对将本实用新型的涵洞探测机器人具体化的第1实施方式进行说明。此外，方便起见，各附图中还存在省略一部分构成的图示的图。

面对水位较高环境仅需要探测水位面以上涵洞结构和状况，如图1、图2、图5、图8所示，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种涵洞探测机器人，包括：动力装置1、悬浮腔2、支架3、控制板4、电源转控制板5、移动电源6、摄像头7、气泵9、空气仓10、防水盖板12；

动力装置1包括履带103驱动及螺旋桨107驱动，履带103驱动设置于支架3两侧，螺旋桨107驱动设置于支架3尾部下方，履带103驱动内部设有悬浮腔2，支架3尾部上方设有控制板4及电源转控制板5，支架3中部上方设有移动电源6及气泵9，支架3中部下方设有空气仓10，支架3前部上下均设有摄像头7，支架3外侧向上延伸出一圈挡墙，挡墙上方设有防水盖板12。

如图1、图4、图6所示，履带103驱动包括：若干从动轮101、若干主动轮102、若干履带103、若干电机104、前轴105，主动轮102可拆卸的安装在电机104输出轴一端，若干电机104安装于支架3尾部下方两侧，从动轮101可拆卸的安装在前轴105两端，履带103铺设在从动轮101及主动轮102上并形成环状。

前轴105为中部断开的柱形，中部断开位置套设有能使前轴105两段能自行转动的固定装置，该固定装置的设计使得履带107驱动工作时，当两侧主动轮102有一定差速时便能够实现转向。

如图4、图5所示，螺旋桨107驱动包括：设置于支架3尾部下方中部的电机104，及设置在电机104输出轴上的螺旋桨107，还包括设置于螺旋桨107驱动的水流运动方向上的水流导向块108。

如图6、图7所示，悬浮腔2设于履带103及轮体之间的空间内并与履带103接触，与履带103接触位置设有若干辅助轴201，悬浮腔2靠近支架3一侧顶部设有排气阀202，中部设有通气管204底部设有进水阀203，通气管204内部设有单向阀。

如图9所示，空气仓10内部设有不与空气仓10连通的储气腔，空气仓10与悬浮腔2的通气管204接通，气泵9进气端与空气仓10内部设有的储气腔连通，出气端与空气仓10连通，连通结构内部设置有单向阀。

由于此时面对的情况是，水位较高环境且仅需要探测水位面以上涵洞结构和状况，此时探测机器人的履带103驱动不进行工作，探测机器人靠螺旋桨107驱动运动，悬浮腔2上的排气阀202以及进水阀203均关闭，气泵9也不进行工作，因探测机器人上设有的悬浮腔2，探测机器人始终漂浮于水面之上，此时通过螺旋桨107进行驱动，通过水流导向块108控制探测机器人的运动方向，使用支架3上方设有的摄像头7进行探测，此时探测机器人能够在水面上正常工作，进而探测机器人得以在各种水深环境下工作。

实施例2：

在实施例1的基础上，对于水位较高环境，探测完水位面上方涵洞结构和状况后，需要对水位面下方的涵洞结构和状况进行探测时，我们先进行悬浮于水中情况进行说明，将探测机器人置于水面上，此时探测机器人的悬浮腔2上的排气阀202以及进水阀203均打开，此时水进入悬浮腔2内部，探测机器人开始下潜，当探测机器人下潜到相应位置后，排气阀202以及进水阀203均关闭，探测机器人悬浮于水中，此时履带103驱动不进行工作，探测机器人靠螺旋桨107驱动运动，通过水流导向块108控制探测机器人的运动方向，使用支架3前部上下设有的摄像头7，进行数据采集，使得探测机器人能够在悬浮于水中进行工作。

当探测工作结束后，气泵9开始工作，将储气腔内部的空气抽出并压入到空气仓10内部，空气仓10内部的空气通过通气管204进入悬浮腔2内部，同时悬浮腔2底部进水阀203打开，悬浮腔2内部的水排出，排水量能够使得探测机器人上升时，进水阀203关闭，气泵9停止工作，探测机器人上浮，悬浮于水中工作结束。

接下来对探测机器人需潜入水底进行探测工作进行说明，在上述悬浮水中进行工作时类似，将探测机器人置于水面上，此时悬浮腔2上的排气阀202以及进水阀203均打开，此时水进入悬浮腔2内部，探测机器人开始下潜，当探测机器人下潜到相应位置后，排气阀202以及进水阀203均关闭，探测机器人沉于水底，此时履带103驱动与螺旋桨107驱动共同工作，通过水流导向块108，以及两侧主动轮102差速实现探测机器人转向，使用支架3前部上下设有的摄像头7，进行数据采集，使得探测机器人能够在水地进行探测工作，当探测工作结束后。

气泵9开始工作，将储气腔内部的空气抽出并压入到空气仓10内部，空气仓10内部的空气通过通气管204进入悬浮腔2内部，同时悬浮腔2底部进水阀203打开，悬浮腔2内部的水排出，排水量能够使得探测机器人上升时，进水阀203关闭，气泵9停止工作，探测机器人上浮，水底工作结束。

实施例3：

在实施例1的基础上，面对无水或淤泥较多条件对涵洞结构和状况进行探测时，将探测机器人置于地面上，此时履带103驱动工作，履带103可以提高探测机器人在面对淤泥较多条件时的驱动效果，保证探测机器人的正常发挥作用，两侧主动轮102差速实现探测机器人转向，使用支架3前部上方设有的摄像头7，进行数据采集，使得探测机器人能够在无水或淤泥较多条件下进行探测工作。

实施例4：

在实施例1基础上，额外的在支架3中部上方设有卫星定位模块11，使得使用人员能够实时了解探测机器人所处位置，支架3前端设有防撞块8，能够在受到撞击时一定程度上保护探测机器人。

Claims (8)

1.一种涵洞探测机器人，其特征在于，包括：动力装置(1)、悬浮腔(2)、支架(3)、控制板(4)、电源转控制板(5)、移动电源(6)、摄像头(7)、气泵(9)、空气仓(10)、防水盖板(12)；

所述动力装置(1)包括履带(103)驱动及螺旋桨(107)驱动，履带(103)驱动设置于支架(3)两侧，螺旋桨(107)驱动设置于支架(3)尾部下方，履带(103)驱动内部设有悬浮腔(2)，支架(3)尾部上方设有控制板(4)及电源转控制板(5)，支架(3)中部上方设有移动电源(6)及气泵(9)，支架(3)中部下方设有空气仓(10)，支架(3)前部上下均设有摄像头(7)，支架(3)外侧向上延伸出一圈挡墙，挡墙上方设有防水盖板(12)。

2.根据权利要求1所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述履带(103)驱动包括：若干从动轮(101)、若干主动轮(102)、若干履带(103)、若干电机(104)、前轴(105)，主动轮(102)可拆卸的安装在电机(104)输出轴一端，若干电机(104)安装于支架(3)尾部下方两侧，从动轮(101)可拆卸的安装在前轴(105)两端，履带(103)铺设在从动轮(101)及主动轮(102)上并形成环状。

3.根据权利要求2所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述前轴(105)为中部断开的柱形，中部断开位置套设有能使前轴(105)两段能自行转动的固定装置。

4.根据权利要求1所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述螺旋桨(107)驱动包括：设置于支架(3)尾部下方中部的电机(104)，及设置在电机(104)输出轴上的螺旋桨(107)，还包括设置于螺旋桨(107)驱动的水流运动方向上的水流导向块(108)。

5.根据权利要求1或2所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述悬浮腔(2)设于履带(103)及轮体之间的空间内并与履带(103)接触，与履带(103)接触位置设有若干辅助轴(201)，悬浮腔(2)靠近支架(3)一侧顶部设有排气阀(202)，中部设有通气管(204)底部设有进水阀(203)，通气管(204)内部设有单向阀。

6.根据权利要求5所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述空气仓(10)内部设有不与空气仓(10)连通的储气腔，空气仓(10)与悬浮腔(2)的通气管(204)接通。

7.根据权利要求1或6所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述气泵(9)进气端与空气仓(10)内部设有的储气腔连通，出气端与空气仓(10)连通，连通结构内部设置有单向阀。

8.根据权利要求1所述一种涵洞探测机器人，其特征在于，所述支架(3)中部上方设有卫星定位模块(11)，支架(3)前端设有防撞块(8)。