[发明专利]一种隧道检测机器人及隧道检测方法

权利要求书

1.一种隧道检测机器人，其特征在于，包括机架体（1）和设置在机架体（1）上的机轮（2）和旋翼（3）；

所述机轮（2）设置在机架体（1）四角，并通过连接件（7）与所述机架体（1）连接，机架体（1）内均匀布置有多个用于设置旋翼（3）的旋翼腔（8），所述机架体（1）中心设置有控制箱（9），所述控制箱（9）用于设置主控制器和探地雷达；

所述连接件（7）上设置有用于测量机轮（2）与接触壁面之间压力的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端与所述主控制器连接，所述主控制器用于在检测机器人爬行时根据压力传感器（15）的测量值控制旋翼（3）的转速，所述探地雷达用于在检测机器人爬行时测量隧道衬彻数据；

所述连接件（7）包括上连接部（11）和下连接部（13）；所述机轮（2）包括两个驱动轮和两个转向轮，其中驱动轮设置在机架体（1）后部两侧，转向轮设置在机架体（1）前方两侧；

所述转向轮与连接件（7）之间还设置有转向舵机（16）和摇臂（17），所述舵机（16）固定设置在上连接部（11）和下连接部（13）上，所述摇臂（17）一端通过连接轴（26）转动设置于上连接部（11）和下连接部（13）上，另一端通过转动轴承（25）与转向轮连接，所述摇臂的连接杆（18）与转向舵机（16）的动力输出轴通过连杆（19）连接；

所述驱动轮与连接件（7）之间还设置有驱动电机（20）和轴承座（21），所述轴承座（21）和驱动电机（20）固定设置在上连接部（11）和下连接部（13）之间，所述驱动电机（20）用于驱动驱动轮转动；所述轴承座（21）内的轴承用于设置驱动电机（20）的输出轴。

2.根据权利要求1所述的一种隧道检测机器人，其特征在于，所述主控制器还用于在机轮（2）与接触壁面之间压力的满足条件时，控制机轮（2）转动，使检测机器人进入沿壁爬行模式。

3.根据权利要求1所述的一种隧道检测机器人，其特征在于，

所述机架体（1）包括上机架板（4）、下机架板（5）以及多个连接柱（6），所述连接柱（6）用于连接上机架板（4）和下机架板（5）；

所述连接件（7）还包括上支臂（10）和下支臂（12），所述上支臂（10）与上机架板（4）固定连接，下支臂（12）与下机架板（5）固定连接，上连接部（11）通过转轴（14）与上支臂（10）转动连接，机轮（2）转动设置在所述上连接部（11）和下连接部（13）上，压力传感器（15）设置在所述下连接部（13）与下支臂（12）之间。

4.根据权利要求1所述的一种隧道检测机器人，其特征在于，所述控制箱（9）还用于设置电机驱动模块、磁力计、探地雷达、遥控器接收模块、FLASH存储模块、PMU电源管理模块和IMU惯性测量模块，所述主控制器还用于控制探地雷达测量隧道衬彻数据，并将数据发送至FLASH存储模块存储，所述电机驱动模块用于驱动旋翼（3）和机轮（2）转动。

5.根据权利要求1所述的一种隧道检测机器人，其特征在于，所述机架体（1）上设置有四个旋翼腔（8），旋翼腔（8）与机轮（2）在机架体（1）上交叉布置；

所述机架体（1）还包括两根连接筋（23）和两根旋翼支撑杆（24），所述连接筋（23）分别设置在机架体（1）前部两侧之间与后部两侧之间，旋翼支撑杆（24）呈十字型交叉固定设置在下机架板（5）底部，且横穿所述旋翼腔（8），用于设置旋翼（3）。

6.一种隧道检测方法，其特征在于，采用权利要求1~5任一项所述的一种隧道检测机器人，包括以下步骤：

S1、设定飞行路径和目标，启动检测机器人使其工作在飞行模式；

S2、待检测机器人飞行至目标位置后且机轮与隧道顶壁接触后，实时测量车轮与隧道之间的压力；

S3、调整旋翼转速，直至测量压力处于压力设定范围内；

S4、启动检测机器人爬行模式，使机轮沿隧道壁贴壁爬行，通过后轮的驱动转速控制其转速，通过驱动前轮转向控制其爬行路径，同时，通过探地雷达测量隧道壁衬砌数据；

S5、测量完成后，使机轮沿隧道壁贴壁爬行至隧道顶壁，关闭检测机器人爬行模式，控制检测机器人飞行至设定位置。