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      應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人及探測系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:10431386閱讀:646來源:國知局
      應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人及探測系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實用新型涉及安全探測技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人,本實用新型還涉及一種探測系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在國家提出管廊建設(shè)計劃之后,管廊將成為城市標(biāo)準(zhǔn)配置,工作人員進(jìn)入管廊工作將會經(jīng)?;?,而管廊內(nèi)部長期相對封閉,通常會沉積大量沼氣等有害氣體,直接威脅人的生命安全,進(jìn)入前安全檢測和有害氣體探測成為必須的安全工作環(huán)節(jié),不久的將來管廊安全探測機器人必將應(yīng)運而生。另外在現(xiàn)有的管網(wǎng)體系中,如水輸送管網(wǎng)或者電網(wǎng)系統(tǒng),會有部分輸送水管或者線纜鋪設(shè)在較深較長管廊中,通常這一類網(wǎng)管都鋪設(shè)于較小、較深較長的地溝中,若發(fā)生斷裂或堵塞等異常情形時,處置時往往面臨內(nèi)部情況不明、難以決策的現(xiàn)象,而地溝內(nèi)部環(huán)境探測信息的任務(wù),也可交由管廊機器人進(jìn)入完成,通過外部人員直接操控機器人行進(jìn)并接收傳回信息而探明情況,為進(jìn)一步檢修做好決策準(zhǔn)備。因此如何設(shè)計一種探測機器人,以應(yīng)對未來在標(biāo)準(zhǔn)管廊和既有地溝管道內(nèi)環(huán)境探測和事態(tài)評估分析的巨大需求,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)前急需解決的問題。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0003]本實用新型的目的是提供一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人及探測系統(tǒng),該探測機器人在管廊內(nèi)可受控滾動移動,也可順延鋪設(shè)的管路或線纜受控爬行移動,在移動前進(jìn)中可同時采集周圍環(huán)境信息數(shù)據(jù)并遠(yuǎn)程傳回,從而實現(xiàn)對鋪設(shè)管路的管道或管廊內(nèi)部環(huán)境的可視與探測。
      [0004]為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人,包括:
      [0005]至少有一部分透明的內(nèi)球體;
      [0006]設(shè)置于所述內(nèi)球體內(nèi)部的、用于采集環(huán)境圖像和環(huán)境氣體信息的采集設(shè)備;
      [0007]設(shè)置于所述內(nèi)球體內(nèi)部的、與所述采集設(shè)備相連的、用于將采集的圖像數(shù)據(jù)和氣體信息數(shù)據(jù)發(fā)送并接收外部設(shè)備發(fā)送的控制指令的通信模塊;
      [0008]設(shè)置于所述內(nèi)球體外部的、呈網(wǎng)狀的球形外套體,所述外套體與所述內(nèi)球體同軸連接,并相對可旋轉(zhuǎn);
      [0009]分別設(shè)置于所述內(nèi)球體兩端的兩個伸縮臂,所述伸縮臂可伸出所述內(nèi)球體,所述伸縮臂的伸出端設(shè)置有可抓握物體的握爪;
      [0010]設(shè)置于所述內(nèi)球體內(nèi)部的、用于控制所述外套體轉(zhuǎn)動、所述伸縮臂伸縮或抓握動作的控制電機。
      [0011]可選地,所述采集設(shè)備包括:
      [0012]用于采集環(huán)境圖像的攝像儀;
      [0013]用于采集環(huán)境氣體信息的氣體檢測儀。
      [0014]可選地,所述攝像儀設(shè)置有輔助照明燈。
      [0015]可選地,所述伸縮臂包括伸縮桿和設(shè)置在所述伸縮桿一端的所述握爪;
      [0016]所述握爪包括呈單向彎折的探測爪以及與所述探測爪相鄰設(shè)置的鎖緊爪。
      [0017]可選地,所述探測爪包括上節(jié)爪和與所述上節(jié)爪相對彎折的下節(jié)爪,所述上節(jié)爪為可單向彎曲后可回彈伸直的彈性爪。
      [0018]可選地,所述探測爪和所述鎖緊爪的爪面設(shè)置有吸盤結(jié)構(gòu)。
      [0019]可選地,所述控制電機包括用于控制所述探測爪正/反轉(zhuǎn)的正反轉(zhuǎn)控制電機和離合器。
      [0020]可選地,所述外套體為具有彈性的硬質(zhì)塑料外套體。
      [0021]本實用新型還提供一種探測系統(tǒng),包括:
      [0022]如上所述的探測機器人;
      [0023]用于向所述探測機器人傳送控制指令并接收所述探測機器人發(fā)送的所述圖像數(shù)據(jù)和所述氣體信息數(shù)據(jù)的信息接收器;
      [0024]與所述信息接收器相連的、用于發(fā)送控制指令并對所述圖像數(shù)據(jù)和所述氣體信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理并顯示分析結(jié)果的終端設(shè)備。
      [0025]可選地,所述終端設(shè)備包括計算機或手持終端設(shè)備。
      [0026]由上述內(nèi)容可知,本實用新型提供的一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人,包括至少有一部分透明的內(nèi)球體、設(shè)置于內(nèi)球體外部的球形外套體,以及設(shè)置于內(nèi)球體內(nèi)部的采集設(shè)備、通信模塊、控制電機和兩個伸縮臂。球形外套體與內(nèi)球體同軸連接,可相對旋轉(zhuǎn),帶動整個球體的滾動前進(jìn);兩個伸縮臂分別設(shè)置于內(nèi)球體兩端;通過控制電機可控制外套體轉(zhuǎn)動和兩個伸縮臂的伸縮或抓握動作。在控制電機的控制下,通過控制外套體轉(zhuǎn)動,該探測裝置可實現(xiàn)滾動前進(jìn),其進(jìn)退可控;通過控制內(nèi)球體兩端的兩個伸縮臂的伸縮和抓握動作,可實現(xiàn)順延鋪設(shè)管路或線纜爬行移動。具體是通過后端探測爪探測管線位置并抓握、再伸后臂帶動內(nèi)球體一并推進(jìn)到極限臂展、再由內(nèi)球體中伸出前臂到極限臂展、探測爪轉(zhuǎn)動找尋線纜并緊握,此后放開后端探測爪,收縮后臂于內(nèi)球體內(nèi),前臂收縮拉動內(nèi)球體前進(jìn)至前握抓處時實現(xiàn)了兩個臂展距離的順線纜前進(jìn),如此往復(fù)。探測機器人在管廊內(nèi)移動過程中,位于內(nèi)球體內(nèi)的采集設(shè)備可實時采集周圍環(huán)境圖像和環(huán)境氣體信息,并通過通信模塊將采集的圖像數(shù)據(jù)和氣體信息數(shù)據(jù)發(fā)送給外部設(shè)備。
      [0027]本實用新型提供的探測系統(tǒng)包括探測機器人、信息接收器和終端設(shè)備,信息接收器設(shè)置在入口處,通過信息接收器向處于管廊內(nèi)的探測機器人傳送控制指令,同時接收探測機器人采集的圖像數(shù)據(jù)和氣體信息數(shù)據(jù),與信息接收器相連的終端設(shè)備對接收的環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,從而工作人員通過終端設(shè)備可獲取管廊內(nèi)環(huán)境狀況及氣體成分信息,對管廊內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。
      [0028]因此,本實用新型所述探測機器人及探測系統(tǒng),該探測機器人可在遙控狀態(tài)可控的滾動或者順延爬行移動,在管廊內(nèi)移動中可同時采集周圍環(huán)境信息,實現(xiàn)了對管廊內(nèi)部環(huán)境的有效探測和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析。
      【附圖說明】
      [0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
      [0030]圖1為本實用新型實施例提供的一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0031]圖2為本實用新型實施例提供的一種應(yīng)用于管廊的自動行進(jìn)探測機器人的內(nèi)部組成示意圖。
      【具體實施方式】
      [0032]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
      [0033]請參考圖1和圖2,圖1所示為本實用新型實施例提供的一種探測機器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為探測機器人的內(nèi)部組成示意圖,本實施例所述探測機器人應(yīng)用于管廊探測,包括:
      [0034]至少有一部分透明的內(nèi)球體100;
      [0035]設(shè)置于所述內(nèi)球體100內(nèi)部的、用于采集環(huán)境圖像和環(huán)境氣體信息的采集設(shè)備;
      [0036]設(shè)置于所述內(nèi)球體100內(nèi)部的、與所述采集設(shè)備相連的、用于將采集的圖像數(shù)據(jù)和氣體信息數(shù)據(jù)發(fā)送并接收外部設(shè)備發(fā)送的控制指令的通信模塊103;
      [0037]設(shè)置于所述內(nèi)球體100外部的、呈網(wǎng)狀的球形外套體105,所述外套體105與所述內(nèi)球體100同軸連接,并相對可旋轉(zhuǎn);
      [0038]分別設(shè)置于所述內(nèi)球體100兩端的兩個伸縮臂,所述伸縮臂106可伸出所述內(nèi)球體100,所述伸縮臂106的伸出端設(shè)置有可抓握物體的握爪;
      [0039]設(shè)置于所述內(nèi)球體100內(nèi)部的、用于控制所述外套體105轉(zhuǎn)動、所述伸縮臂106伸縮或抓握動作的控制電機104。
      [0040]由上述內(nèi)容可知,本實施例所述探測機器人,包括至少有一部分透明的內(nèi)球體100、設(shè)置于內(nèi)球體外部的球形外套體105,以及設(shè)置于內(nèi)球體內(nèi)部的采集設(shè)備、通信模塊103、控制電機104和兩個伸縮臂106。球形外套體105與內(nèi)球體100同軸連接,可相對旋轉(zhuǎn);兩個伸縮臂106分別設(shè)置于內(nèi)球體兩端;由控制電機104控制外套體105轉(zhuǎn)動和兩個伸縮臂106的伸縮或抓握動作。在控制電機的控制下,通過控制外套體轉(zhuǎn)動,可帶動整個球體的滾動前進(jìn),其進(jìn)退可控;通過控制內(nèi)球體兩端的兩個伸縮臂的伸縮和抓握動作,可實現(xiàn)順延鋪設(shè)管路或線纜爬行移動。
      [0041 ]該探測機器人順延鋪設(shè)的管路或線纜爬行移動具體為,首先,控制位于內(nèi)球體后端的伸縮臂從球體內(nèi)伸出,使其握爪抓握住鋪設(shè)線纜,在握爪抓緊管線后,控制該伸縮臂伸長,在伸縮臂伸長的過程中推動球體向前移動;當(dāng)該伸縮臂伸長至最大限,控制前端的伸縮臂伸出直至最大限,然后控制前端伸縮臂的握爪在最大限位置處抓緊線纜,同時后端伸縮臂松開并收回;再控制前端伸縮臂收縮,前端伸縮臂收縮帶動球體向前移動;當(dāng)前端伸縮臂將球體拖動至其抓握處后,控制后端伸縮臂重新伸出工作,如此反復(fù),從而實現(xiàn)在前后端伸縮臂的帶動作用下,探測機器人能夠順延鋪設(shè)線纜或管路移動。
      [0042]在探測機器人沿管廊移動過程中,位于內(nèi)球體內(nèi)部的采集設(shè)備可實時采集周圍環(huán)境圖像和環(huán)境氣體信息,并通過通信模塊將采集的圖像數(shù)據(jù)和氣體信息數(shù)據(jù)發(fā)送給外部設(shè)備,從而實現(xiàn)對鋪設(shè)管路的管廊內(nèi)部環(huán)境的有效探測。
      [0043]所述內(nèi)球體100至少有一部分透明,使設(shè)置于內(nèi)球體100內(nèi)部的采集設(shè)備能夠通過透明部分采集管道或管廊內(nèi)周圍環(huán)境圖像。顯然,可以理解的是,所述內(nèi)球體100可以是部分透明,也可
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