[发明专利]一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法

说明书

本发明涉及一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法，包括包括机器人主体，机器人主体两侧设有地质雷达模块，顶部通过机械臂连接图像采集模块，底部设有柔性密封裙；机器人主体通过传输天线与远程控制端无线通讯；机器人主体包括开口朝向隧道衬砌内壁面的负压真空腔，负压真空腔顶部设有与负压真空腔内部连通的负压风扇，负压真空腔内部设有行走单元，柔性密封裙位于负压真空腔开口一侧的边缘，地质雷达模块位于负压真空腔两侧，地质雷达模块的检测端朝向隧道衬砌内壁面且检测端所在平面与负压真空腔开口边缘平齐。能够使机器人在隧道衬砌壁面上运行的同时完成隧道结构检测，在不影响隧道内车辆通行的情况下实现自动化检测。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

隧道衬砌需要定期的安全性检测，传统方式中采取人工目视的方式获取隧道衬砌表面的裂缝、渗漏水及腐蚀等病害情况，或是采用破坏性检测方法，比如锤击和钻孔来检测隧道衬砌内部的孔洞以及钢筋层分布的情况。

传统方式中，以人工方式对隧道衬砌表面检测的方式效率低下，且容易受到光照等条件限制，而破坏性检测方式会对隧道的原始结构产生影响，对隧道病害程度的检测产生一定的限制。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人及工作方法，利用机器人上配备的负压风扇和密封裙，使机器人能够吸附在隧道衬砌壁面，配合机器人上搭载的地质雷达模块和图像采集模块，能够使机器人在隧道衬砌壁面上运行的同时完成隧道结构检测，在不影响隧道内车辆通行的情况下实现自动化检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种爬壁型隧道结构检测与运维智能机器人，包括机器人主体，机器人主体两侧设有地质雷达模块，顶部通过机械臂连接图像采集模块，底部设有柔性密封裙；机器人主体通过传输天线与远程控制端无线通讯；

机器人主体包括开口朝向隧道衬砌内壁面的负压真空腔，负压真空腔顶部设有与负压真空腔内部连通的负压风扇，负压真空腔内部设有行走单元，柔性密封裙位于负压真空腔开口一侧的边缘，地质雷达模块位于负压真空腔两侧，地质雷达模块的检测端朝向隧道衬砌内壁面且检测端所在平面与负压真空腔开口边缘平齐。

地质雷达模块包括地质雷达接收天线和地质雷达发射天线，两天线分别位于机器人主体的两侧。

地质雷达模块的检测端包括，地质雷达接收天线用于接收信号的平面和地质雷达发射天线用于发射信号的平面。

地质雷达接收天线和地质雷达发射天线均包括套接在天线模块外部的天线外壳，天线模块位于机器人主体底部的平面为地质雷达模块的检测端；天线模块与天线外壳之间设有电磁屏蔽层，天线模块位于机器人主体底部的平面不设置电磁屏蔽层。

行走单元包括平列布置的前行走轮和后行走轮，两行走轮通过连杆连接，前行走轮与前行走轮驱动单元连接，后行走轮与后行走轮驱动单元连接。

机械臂一端通过机械臂驱动单元连接在机器人主体顶部，另一端通过操作手驱动单元与图像采集模块连接。

机器人主体底部设有压强监测传感器。

本发明的第二个方面提供上述机器人的工作方法，包括以下步骤：

控制器依据机器人负压真空腔内部的当前负压设定值改变负压风扇的功率，将机器人吸附在隧道衬砌内壁面上，将负压设定值和当前负压真空腔体内的负压值经传输天线发送给远程控制端；

控制器接收远程控制端的指令，改变行走单元的速度并将当前行走速度经传输天线发送给远程控制端；