[发明专利]一种黄土地质信息原位检测机器人

说明书

本发明提出一种黄土地质信息原位检测机器人，包括壳体、主动张紧系统，辅助张紧系统、控制系统、驱动系统以及探测系统；所述主动张紧系统用于提供机器人在黄土孔洞内行走所需的沿孔洞孔径方向的张紧力；辅助张紧系统用于为机器人在黄土孔洞中的行走提供预紧力；所述控制系统用于根据机器人在黄土孔洞中不同的行驶环境控制机器人的运动模式；所述驱动系统用于提供机器人在黄土孔洞内的行驶动力。探测系统用于探测黄土地质信息相关参数。本发明提供的机器人结构简单，可适应100‑150mm的孔径变换，同时能有效解决履带式管道机器人径向尺寸偏大问题，越障能力和通过性较强，可以用于黄土孔内的地质信息检测，弥补了现存的技术空白。

技术领域

本发明涉及黄土地质信息检测，尤其涉及一种原位黄土地质信息检测机器人。

背景技术

黄土本身是一种特殊的易灾土体，自身具有强烈的灾变敏感性，主要表现为极强的水敏性、脆弱的结构性、独特的强度衰减性、复杂的劣化过程，对动力扰动的敏感性等；这也导致了此类土体容易发生一系列工程灾害，如黄土高原上道路塌陷、住宅，倾斜、堤坝裂缝等都与之相关。因此对黄土地质信息以及土体力学性能的检测变得尤为重要。目前现有的检测方法主要依靠人工采取土壤样品并且采用专业仪器进行检测，也称室内试验，而这种室内试验由于需要在野外采取土壤样品，这样的试验方式不仅破环了土体的原始结构，同时导致试验参数的可靠性与准确性难以保证。与室内试验相比，原位探测可在不破坏土体原始结构的基础下完成检测，其获取的实验数据更具有可靠性。

目前国内外主流的管道机器人主要有轮式以及履带式两类，但由于黄土孔洞与一般管道相比，其内部经常具有空洞，凸起，局部湿陷等孔内缺陷，由于轮式管道机器人的越障能力以及通过性能较差，因此轮式管道检测机器人不适用于此类孔洞，针对于此类孔洞，应选用越障能力以及通过性更强的履带式管道机器人。考虑到对原始土壤的破坏等因素，为了减少对土体的扰动，现有的黄土钻孔设备加工完成后的黄土孔洞的直径一般在100-150mm,孔洞相较于其他管道来说偏小，而目前的履带式孔洞机器人由于径向尺寸偏大，难以适应此类小孔径的孔洞探测。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种针对于黄土地质信息的原位检测机器人，旨在解决现有履带式管道机器人尺寸偏大的问题，难以完成黄土孔洞内任意指定位置的相关参数检测并且输送黄土孔洞内的三维地质信息，弥补现存的技术空白。

本发明的技术方案如下：

一种黄土地质信息原位检测机器人，包括壳体，所述壳体包括第一壳体，以及与第一壳体连接的第二壳体，第一壳体和第二壳体上分别设置有履带；还包括张紧系统，所述张紧系统用于提供机器人在黄土孔洞内行走所需的沿孔洞孔径方向的张紧力，包括主动张紧系统；所述主动张紧系统包括张紧电机，主动凸轮轴，主动凸轮组，从动凸轮组以及连接基架；所述张紧电机位于壳体内部，张紧电机与主动凸轮轴相连，用于为主动张紧系统提供驱动力；主动凸轮轴用于对主动凸轮组提供支撑以及传递张紧电机的驱动力；主动凸轮组用于将来自主动凸轮轴的驱动力传递给从动凸轮组；所述从动凸轮组用于将主动凸轮组的驱动力，转化为使履带获得沿孔洞孔径方向的张紧力；所述连接基架，用于支撑履带，同时用于实现减振复位功能。