應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)器人及探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及安全探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)器人，本實(shí)用新型還涉及一種探測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)家提出管廊建設(shè)計(jì)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(huì)經(jīng)?；?，而管廊內(nèi)部長(zhǎng)期相對(duì)封閉，通常會(huì)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(cè)和有害氣體探測(cè)成為必須的安全工作環(huán)節(jié)，不久的將來管廊安全探測(cè)機(jī)器人必將應(yīng)運(yùn)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(huì)有部分輸送水管或者線纜鋪設(shè)在較深較長(zhǎng)管廊中，通常這一類網(wǎng)管都鋪設(shè)于較小、較深較長(zhǎng)的地溝中，若發(fā)生斷裂或堵塞等異常情形時(shí)，處置時(shí)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(cè)信息的任務(wù)，也可交由管廊機(jī)器人進(jìn)入完成，通過外部人員直接操控機(jī)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(jì)一種探測(cè)機(jī)器人，以應(yīng)對(duì)未來在標(biāo)準(zhǔn)管廊和既有地溝管道內(nèi)環(huán)境探測(cè)和事態(tài)評(píng)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)器人及探測(cè)系統(tǒng)，該探測(cè)機(jī)器人在管廊內(nèi)可受控滾動(dòng)移動(dòng)，也可順延鋪設(shè)的管路或線纜受控爬行移動(dòng)，在移動(dòng)前進(jìn)中可同時(shí)采集周圍環(huán)境信息數(shù)據(jù)并遠(yuǎn)程傳回，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋪設(shè)管路的管道或管廊內(nèi)部環(huán)境的可視與探測(cè)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)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(duì)可旋轉(zhuǎn)；
[0009]分別設(shè)置于所述內(nèi)球體兩端的兩個(gè)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(dòng)、所述伸縮臂伸縮或抓握動(dòng)作的控制電機(jī)。
[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(cè)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(cè)爪以及與所述探測(cè)爪相鄰設(shè)置的鎖緊爪。
[0017]可選地，所述探測(cè)爪包括上節(jié)爪和與所述上節(jié)爪相對(duì)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(cè)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(jī)包括用于控制所述探測(cè)爪正/反轉(zhuǎn)的正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)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(shí)用新型還提供一種探測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0022]如上所述的探測(cè)機(jī)器人；
[0023]用于向所述探測(cè)機(jī)器人傳送控制指令并接收所述探測(cè)機(jī)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(duì)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(jì)算機(jī)或手持終端設(shè)備。
[0026]由上述內(nèi)容可知，本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)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(jī)和兩個(gè)伸縮臂。球形外套體與內(nèi)球體同軸連接，可相對(duì)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整個(gè)球體的滾動(dòng)前進(jìn);兩個(gè)伸縮臂分別設(shè)置于內(nèi)球體兩端;通過控制電機(jī)可控制外套體轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)伸縮臂的伸縮或抓握動(dòng)作。在控制電機(jī)的控制下，通過控制外套體轉(zhuǎn)動(dòng)，該探測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)前進(jìn)，其進(jìn)退可控;通過控制內(nèi)球體兩端的兩個(gè)伸縮臂的伸縮和抓握動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)順延鋪設(shè)管路或線纜爬行移動(dòng)。具體是通過后端探測(cè)爪探測(cè)管線位置并抓握、再伸后臂帶動(dòng)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(cè)爪轉(zhuǎn)動(dòng)找尋線纜并緊握，此后放開后端探測(cè)爪，收縮后臂于內(nèi)球體內(nèi)，前臂收縮拉動(dòng)內(nèi)球體前進(jìn)至前握抓處時(shí)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)臂展距離的順線纜前進(jìn)，如此往復(fù)。探測(cè)機(jī)器人在管廊內(nèi)移動(dòng)過程中，位于內(nèi)球體內(nèi)的采集設(shè)備可實(shí)時(shí)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(shí)用新型提供的探測(cè)系統(tǒng)包括探測(cè)機(jī)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(cè)機(jī)器人傳送控制指令，同時(shí)接收探測(cè)機(jī)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(duì)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(duì)管廊內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0028]因此，本實(shí)用新型所述探測(cè)機(jī)器人及探測(cè)系統(tǒng)，該探測(cè)機(jī)器人可在遙控狀態(tài)可控的滾動(dòng)或者順延爬行移動(dòng)，在管廊內(nèi)移動(dòng)中可同時(shí)采集周圍環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管廊內(nèi)部環(huán)境的有效探測(cè)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(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于管廊的自動(dòng)行進(jìn)探測(cè)機(jī)器人的內(nèi)部組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0033]請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種探測(cè)機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為探測(cè)機(jī)器人的內(nèi)部組成示意圖，本實(shí)施例所述探測(cè)機(jī)器人應(yīng)用于管廊探測(cè)，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(duì)可旋轉(zhuǎn)；
[0038]分別設(shè)置于所述內(nèi)球體100兩端的兩個(gè)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(dòng)、所述伸縮臂106伸縮或抓握動(dòng)作的控制電機(jī)104。
[0040]由上述內(nèi)容可知，本實(shí)施例所述探測(cè)機(jī)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(jī)104和兩個(gè)伸縮臂106。球形外套體105與內(nèi)球體100同軸連接，可相對(duì)旋轉(zhuǎn);兩個(gè)伸縮臂106分別設(shè)置于內(nèi)球體兩端；由控制電機(jī)104控制外套體105轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)伸縮臂106的伸縮或抓握動(dòng)作。在控制電機(jī)的控制下，通過控制外套體轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)整個(gè)球體的滾動(dòng)前進(jìn)，其進(jìn)退可控;通過控制內(nèi)球體兩端的兩個(gè)伸縮臂的伸縮和抓握動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)順延鋪設(shè)管路或線纜爬行移動(dòng)。
[0041 ]該探測(cè)機(jī)器人順延鋪設(shè)的管路或線纜爬行移動(dòng)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(zhǎng)，在伸縮臂伸長(zhǎng)的過程中推動(dòng)球體向前移動(dòng)；當(dāng)該伸縮臂伸長(zhǎng)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(shí)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(dòng)球體向前移動(dòng)；當(dāng)前端伸縮臂將球體拖動(dòng)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(shí)現(xiàn)在前后端伸縮臂的帶動(dòng)作用下，探測(cè)機(jī)器人能夠順延鋪設(shè)線纜或管路移動(dòng)。
[0042]在探測(cè)機(jī)器人沿管廊移動(dòng)過程中，位于內(nèi)球體內(nèi)部的采集設(shè)備可實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)鋪設(shè)管路的管廊內(nèi)部環(huán)境的有效探測(cè)。
[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