暗涵检测履带爬行机器人的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机器人领域，尤其是一种用于暗涵检测，降低检测风险，提高检测可靠性的暗涵检测履带爬行机器人。


背景技术：

[0002]
由于河道的流速慢，会沉积大量泥沙，河道作为输送水资源的载体，流水冲击造成土壤迁移，沉积是造成当前河道淤泥的一大主要原因。当前有很多河道，由于建设年代比较早，缺乏科学的规划与施工，在水力、太阳烘晒以及人力交替下，产生严重的水土流失现象。流失的土壤一部分被沉积于河道的底部，经过长时间的作用造成河床的台升，而被带走的土壤则会对下河道产生淤塞，长期作用会造成水位落差的降低。
[0003]
由于河道本身有自净能力，若是未经水体净化的部分，则会以更大比重沉积在河床底部。施工人员每次去检测不仅要带上面罩防止有毒气体，还要面临突然涌水带来的涨水风险。同时，在检测时，还会存在人为观察带来的较大的偏差，不能准确的观察到较远地方的情况，使人为投入成本大，效率低，速度慢，给检测带来很大的困难。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型所要解决的就是现有河道内部环境恶劣，检测效果不佳，还存在人身伤亡隐患的问题，提供一种用于暗涵检测，降低检测风险，提高检测可靠性的暗涵检测履带爬行机器人。
[0005]
本实用新型的暗涵检测履带爬行机器人，其特征在于该履带爬行机器人包括机器人本体、操控箱和控制线缆，机器人本体放置在暗涵内进行检测，操控箱放置在地面上，机器人本体与操控箱之间通过控制线缆连接；机器人本体呈长条状，包括上壳体和行走机构，上壳体与行走机构固定连接，其中：
[0006]
上壳体上设置有照明灯、摄像头、圆形支架、声纳、三维扫描仪、无线信号传输装置、航空接头、上层支撑板、控制模块、电缆接口、控制缆口以及数据传输盒，上层支撑板设置在上壳体底部，通过螺钉与行走机构固定连接；上壳体前端与后端均设置有照明灯和摄像头；数据传输盒固定在上壳体顶部尾端；圆形支架为三个，其中两个圆形支架对称固定在上壳体顶部前端两侧，另一个圆形支架固定在数据传输盒前端中间位置，上壳体顶部前端的两个圆形支架上分别固定一个照明灯，数据传输盒上的圆形支架上固定一个摄像头；声纳安装在上壳体顶部前端，位于两个圆形支架之间；三维扫描仪安装在上壳体顶部中段的中线上，且位于三个圆形支架之间；无线信号传输装置固定在数据传输盒上，数个航空接头对称设置在数据传输盒两侧；电缆接口和控制缆口设置在上壳体后端端面上；
[0007]
行走机构包括固定板、支架、电机、张紧轮、承重轮、驱动轮和行走履带，固定板通过螺钉固定安装在上层支撑板底部，支架安装在固定板底部，电机安装在固定板尾端，驱动轮、承重轮和张紧轮均安装在支架上，两个驱动轮为一组，对称安装在固定板尾端辖下方的支架上，且通过传动装置与电机连接；两个张紧轮为一组，对称安装在固定板前端下方的支
架上；两个承重轮为一组，三组承重轮对称安装在固定板中间段下方的支架上，位于驱动轮和张紧轮之间；两根行走履带分别设置在机器人本体的两侧，分别覆盖在两侧的驱动轮、承重轮和承重轮上；
[0008]
控制模块和电机均通过导线与电缆接口连接，控制模块与控制缆口连接，照明灯与摄像头并联后，与控制模块串联连接。
[0009]
所述的操控箱包括箱体、箱盖、接口、按键、摇杆和显示屏，箱体侧壁上设有接口，箱体上表面设置按键和摇杆，箱体顶部设置有箱盖，箱盖内壁设置显示屏，接口与控制线缆连接，操控箱通过控制线缆与上壳体的控制模块连接，操控箱通过控制模块控制机器人本体运行。
[0010]
所述的履带爬行机器人还包括有线缆收纳装置，线缆收纳装置上设置有交流电源主控箱、车体控制主缆出口、车体缆线出口、光纤口和电源接口，交流电源主控箱和车体控制主缆出口均固定在线缆收纳装置侧面，车体缆线出口设置在线缆收纳装置前端，通过电缆线与上壳体后面的电缆接口连接，车体控制主缆出口分叉式设有电源接口和光纤口，电源接口与220v电源连接，光纤接口与操控箱侧面的接口连接。
[0011]
所述的上壳体前端的照明灯为四个，分别设置在上壳体前端的四个角处，玻璃罩设置在四个照明灯中间，摄像头安装在玻璃罩内，玻璃罩边沿涂有密封材质，玻璃罩为摄像头提供保护，避免进水和外物撞击摄像头，通过玻璃罩外围的四个照明灯，极大提高了前端的照明效果；上壳体两侧对称设置有数个吊环，在进入暗涵的时候，可以使用钢绳起吊履带爬行机器人放入暗涵入口处；上壳体顶部前端的两个圆形支架分别向外侧转动，其上安装的照明灯照射角度与上壳体该侧边线的角度为30
°
。
[0012]
所述的行走机构还包括有驱动保护壳，驱动保护壳为两片，分别安装在行走机构的支架两侧，为支架提供保护；驱动轮与承重轮底端齐平，张紧轮底端高于承重轮圆心，驱动轮直径大于张紧轮直径，张紧轮直径大于承重轮直径。
[0013]
所述的支架包括水平架、竖直杆、驱动轮板、承重轴、张紧轴和张紧杆，水平架固定在固定板下端，数根竖直杆从前至后固定在水平架下表面上，驱动轮板固定在前端的竖直杆上，其上安装驱动轮；张紧杆固定在后端的竖直杆上，张紧杆上设置有张紧螺栓，张紧螺栓与张紧轴连接，张紧轴上安装张紧轮；三根承重轴安装在驱动轮板与张紧杆之间的三根竖直杆上，其上安装三组承重轮。
[0014]
所述的传动装置与电机连接，传动装置包括减速器、传动齿轮和传动链条，减速器与电机连接，传动齿轮为两个，其中一个传动齿轮安装在减速器上，与减速器联动，另一个传动齿轮安装在驱动轮轴上，与传动轮联动，传动链条安装在两个传动齿轮上，两个传动齿轮通过传动链条联动，电机的动力通过减速器减速后，传递至第一个传动齿轮上，再通过传动链条传递至第二个传动齿轮上，第二个传动齿轮带动驱动轮转动，通过驱动轮带动行走履带运行，实现机器人的运动。
[0015]
所述的上壳体材料为铝合金，上层支撑板上设置密封圈和密封硅脂，并在上层支撑板外沿涂有密封胶，传动装置上设置有密封圈和密封硅脂，使得机器人本体具有防水性能，可完全进入水中。
[0016]
本实用新型的暗涵检测履带爬行机器人，设有前后摄像头和灯光，实现了在没有光源的情况下可以清晰的看到该爬行机器人周身的情况，同时爬行机器人带有的摄像头可
以通过显示屏成像给作业人员，可以形成录像。在该履带爬行机器人顶部设有声呐和三维扫描仪，声呐可以通过声波在水下传播和反射，对水下的暗涵进行探测，三维扫描仪通过扫描该暗涵通道，使暗涵通道成三维仪像，方便作业人员检测，可以通过录像和三维仪像来观察该暗涵的内部情况。该机器人可以快速有效的完成暗涵检测，从而降低了作业人员检查的风险和成本，声呐和三维扫描仪加大了暗涵检测的准确性，可以发现人为检测发现不了的问题，使检测暗涵更加方便和准确，避免人为凭经验出现的错误信息，给暗涵检测造成更大的损失。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型机器人本体结构示意图。
[0018]
图2为本实用新型机器人本体前端结构示意图。
[0019]
图3为本实用新型机器人本体后端结构示意图。
[0020]
图4为行走机构侧面的结构示意图。
[0021]
图5为行走机构整体的结构示意图。
[0022]
图6为操控箱整体的结构示意图。
[0023]
图7为线缆收纳装置结构示意图。
[0024]
图8为支架结构示意图。
[0025]
图9为传动装置结构示意图。
[0026]
其中，照明灯1，摄像头2，圆形支架3，声纳4，三维扫描仪5，无线信号传输装置6，航空接头7，上层支撑板8，电缆接口9，控制缆口10，数据传输盒11，固定板12，支架13，电机14，张紧轮15，承重轮16，驱动轮17，行走履带18，箱体19，箱盖20，按键21，摇杆22，显示屏23，交流电源主控箱24，车体控制主缆出口25，车体缆线出口26，光纤口27，电源接口28，玻璃罩29，吊环30，驱动保护壳31，水平架32，竖直杆33，驱动轮板34，承重轴35，张紧轴36，张紧杆37，减速器38，传动齿轮39，传动链条40，驱动轮轴41。
具体实施方式
[0027]
实施例1：一种暗涵检测履带爬行机器人，包括机器人本体、操控箱和控制线缆，机器人本体放置在暗涵内进行检测，操控箱放置在地面上，机器人本体与操控箱之间通过控制线缆连接；机器人本体呈长条状，包括上壳体和行走机构，上壳体与行走机构固定连接，其中：
[0028]
上壳体上设置有照明灯1、摄像头2、圆形支架3、声纳4、三维扫描仪5、无线信号传输装置6、航空接头7、上层支撑板8、控制模块、电缆接口9、控制缆口10以及数据传输盒11，上层支撑板8设置在上壳体底部，通过螺钉与行走机构固定连接；上壳体前端与后端均设置有照明灯1和摄像头2；数据传输盒11固定在上壳体顶部尾端；圆形支架3为三个，其中两个圆形支架3对称固定在上壳体顶部前端两侧，另一个圆形支架3固定在数据传输盒11前端中间位置，上壳体顶部前端的两个圆形支架3上分别固定一个照明灯1，数据传输盒11上的圆形支架3上固定一个摄像头2；声纳4安装在上壳体顶部前端，位于两个圆形支架3之间；三维扫描仪5安装在上壳体顶部中段的中线上，且位于三个圆形支架3之间；无线信号传输装置6固定在数据传输盒11上，数个航空接头7对称设置在数据传输盒11两侧，航空接头7可以为
其他外接设备提供电能；电缆接口9和控制缆口10设置在上壳体后端端面上；
[0029]
行走机构包括固定板12、支架13、电机14、张紧轮15、承重轮16、驱动轮17和行走履带18，固定板12通过螺钉固定安装在上层支撑板8底部，支架13安装在固定板12底部，电机14安装在固定板12尾端，驱动轮17、承重轮16和张紧轮15均安装在支架13上，两个驱动轮17为一组，对称安装在固定板12尾端辖下方的支架13上，且通过传动装置与电机14连接；两个张紧轮15为一组，对称安装在固定板12前端下方的支架13上；两个承重轮16为一组，三组承重轮16对称安装在固定板12中间段下方的支架13上，位于驱动轮17和张紧轮15之间；两根行走履带18分别设置在机器人本体的两侧，分别覆盖在两侧的驱动轮17、承重轮16和承重轮16上；
[0030]
控制模块和电机14均通过导线与电缆接口9连接，控制模块与控制缆口10连接，照明灯1与摄像头2并联后，与控制模块串联连接。
[0031]
操控箱包括箱体19、箱盖20、接口、按键21、摇杆22和显示屏23，箱体19侧壁上设有接口，箱体19上表面设置按键21和摇杆22，箱体19顶部设置有箱盖20，箱盖20内壁设置显示屏23，接口与控制线缆连接，操控箱通过控制线缆与上壳体的控制模块连接，操控箱通过控制模块控制机器人本体运行。
[0032]
履带爬行机器人还包括有线缆收纳装置，线缆收纳装置上设置有交流电源主控箱24、车体控制主缆出口25、车体缆线出口26、光纤口27和电源接口28，交流电源主控箱24和车体控制主缆出口25均固定在线缆收纳装置侧面，车体缆线出口26设置在线缆收纳装置前端，通过电缆线与上壳体后面的电缆接口9连接，车体控制主缆出口25分叉式设有电源接口28和光纤口27，电源接口28与220v电源连接，光纤口27与操控箱侧面的接口连接。
[0033]
上壳体前端的照明灯1为四个，分别设置在上壳体前端的四个角处，玻璃罩29设置在四个照明灯1中间，摄像头2安装在玻璃罩29内，玻璃罩29边沿涂有密封材质，玻璃罩29为摄像头2提供保护，避免进水和外物撞击摄像头2，通过玻璃罩29外围的四个照明灯1，极大提高了前端的照明效果；上壳体两侧对称设置有数个吊环30，在进入暗涵的时候，可以使用钢绳起吊履带爬行机器人放入暗涵入口处；上壳体顶部前端的两个圆形支架3分别向外侧转动，其上安装的照明灯1照射角度与上壳体该侧边线的角度为30
°
。
[0034]
行走机构还包括有驱动保护壳31，驱动保护壳31为两片，分别安装在行走机构的支架13两侧，为支架13提供保护；驱动轮17与承重轮16底端齐平，张紧轮15底端高于承重轮16圆心，驱动轮17直径大于张紧轮15直径，张紧轮15直径大于承重轮16直径。
[0035]
支架13包括水平架32、竖直杆33、驱动轮17板、承重轴35、张紧轴36和张紧杆37，水平架32固定在固定板12下端，数根竖直杆33从前至后固定在水平架32下表面上，驱动轮17板固定在前端的竖直杆33上，其上安装驱动轮17；张紧杆37固定在后端的竖直杆33上，张紧杆37上设置有张紧螺栓，张紧螺栓与张紧轴36连接，张紧轴36上安装张紧轮15；三根承重轴35安装在驱动轮17板与张紧杆37之间的三根竖直杆33上，其上安装三组承重轮16。
[0036]
传动装置与电机14连接，传动装置包括减速器38、传动齿轮39和传动链条40，减速器38与电机14连接，传动齿轮39为两个，其中一个传动齿轮39安装在减速器38上，与减速器38联动，另一个传动齿轮39安装在驱动轮17轴上，与传动轮联动，传动链条40安装在两个传动齿轮39上，两个传动齿轮39通过传动链条40联动，电机14的动力通过减速器38减速后，传递至第一个传动齿轮39上，再通过传动链条40传递至第二个传动齿轮39上，第二个传动齿
轮39带动驱动轮17转动，通过驱动轮17带动行走履带18运行，实现机器人的运动。
[0037]
上壳体材料为铝合金，上层支撑板8上设置密封圈和密封硅脂，并在上层支撑板8外沿涂有密封胶，传动装置上设置有密封圈和密封硅脂，使得机器人本体具有防水性能，可完全进入水中。
[0038]
无线信号传输装置6仅需要具备无线信号的发送和接收功能即可，数据传输盒11与无线信号传输装置6连接，数据传输盒11内包含了数据存储器，将数据信号进行存储，并利用无线信号传输装置6进行发送。

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