一种攀爬式检测机器人的制作方法

1.本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种攀爬式检测机器人。


背景技术：

2.在隧道建设完成后，需要对隧道进行衬砌质量检测，常规情况下，工作人员需手持检测雷达通过专项检测车、脚手架等设备才能检测获得衬砌及衬砌后面的病害信息。该方法存在诸多问题，如前期设备投入成本大、需要工作人员数量多、效率偏低、人为干扰因素大等，因此属于行业的技术痛点。
3.因此，需要提供一种新的隧道检测设备，以提高隧道检测的质量和效率。


技术实现要素：

4.本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以沿隧道壁行走的攀爬检测机器人，利用检测机器人携带的探地雷达传感器进行隧道质量检测，以提高检测的质量和效率。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种攀爬式检测机器人，包括机架体和设置在机架体上的机轮和旋翼；所述机架体包括上机架板、下机架板以及多个连接柱，所述连接柱用于连接上机架板和下机架板；
6.所述机轮设置在机架体四角，并通过连接件与所述机架体连接，机架体内均匀布置有四个用于设置旋翼的旋翼腔，所述旋翼腔与机轮在机架体上交错布置，所述机架体中心设置有控制箱，所述控制箱用于设置主控制器和控制电路。
7.所述连接件包括上支臂、上连接部、下支臂和下连接部，所述上支臂与上机架板固定连接，下支臂与下机架板固定连接，上连接部通过转轴与上支臂铰接，机轮转动设置在所述上连接部和下连接部上。
8.进一步地，下连接部与下支臂的接触面之间设置有压力传感器，所述压力传感器用于测量机轮与接触壁面之间的压力。
9.进一步地，所述机轮包括两个驱动轮和两个转向轮，其中驱动轮设置在机架体后部两侧，转向轮设置在机架体前方两侧；
10.进一步地，所述转向轮与连接件之间还设置有转向舵机和摇臂，所述舵机固定设置在上连接部和下连接部上，所述摇臂一端通过连接轴转动设置与上连接部和下连接部上，另一端通过转动轴承与转向轮连接，所述摇臂的连接杆与转向舵机的动力输出轴通过连杆连接；
11.所述驱动轮与连接件之间还设置有驱动电机和轴承座，所述轴承座和驱动电机固定设置在上连接部和下连接部之间，所述驱动电机用于驱动驱动轮转动；所述轴承座内的轴承用于设置驱动电机的输出轴。
12.进一步地，下连接部与下支臂之间通过弹性部件连接。
13.进一步地，所述机架体还包括分别设置在机架体前部两侧之间与后部两侧之间的
两根连接筋。
14.进一步地，所述机架体还包括固定设置在下机架板底部的呈十字型的两根旋翼支撑杆，所述旋翼支撑杆横穿所述旋翼腔，旋翼设置在旋翼支撑杆上。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种攀爬式检测机器人，通过在检测机器人上设置用于行走的机轮，使负载有探地雷达的检测机器人可以在隧道壁上行驶，进行隧道衬砌质量检测，提高了隧道检测的质量和效率，而且，本实用新型中，机架体采用包括上机架板、下机架板和连接柱的镂空设计，结构重量低，可以降低检测机器人运行能耗，而且，机架体上四旋翼与四轮交叉布置，机体结构紧凑。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的一种攀爬式检测机器人的整体结构示意图；
17.图2为图1的俯视图；
18.图3为本实用新型实施例中与转向轮配合的连接件的结构示意图；
19.图4为图3的正视图；
20.图5为图3的俯视图
21.图6为本实用新型实施例中与驱动轮配合的连接件的结构示意图；
22.图7为图6的正视图。
23.图中：1为机架体，2为机轮，3为旋翼，4为上机架板，5为下机架板，6为连接柱，7为连接件，8为旋翼腔，9为控制箱，10为上支臂，11为上连接部，12为下支臂，13为下连接部，14为转轴，15为压力传感器，16为转向舵机，17为摇臂，18为连接杆，19为连杆，20为驱动电机，21为轴承座，22为轮毂，23为连接筋，24为旋翼支撑杆，25为转动轴承，26为连接轴。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1~2所示，本实用新型实施例提供了一种结构紧凑、机身轻巧的攀爬检测机器人，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，所述连接柱用于连接上机架板4和下机架板5；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内均匀布置有四个用于设置旋翼3的旋翼腔8，所述旋翼腔8与机轮2在机架体1上交错布置。
26.其中，如图2所示，所述交错布置的具体方式为：机轮2布置在机架体的四角位置，四个旋翼腔8分别设置在其中两个相邻的机轮2之间。
27.所述机架体1中心设置有控制箱9，所述控制箱9用于设置探地雷达传感器、主控制器、外围控制电路。本实施例中，机架体上设置的四个旋翼与四个机轮交叉布置，使得检测机器人的空间紧凑，而且，机架体的通过上机架板4、下机架板5连接柱6形成镂空的结构体，可以减轻重量，降低系统的能耗。
28.进一步地，如图3~5所示，本实施例中，所述连接件7包括上支臂10、上连接部11、下
支臂12和下连接部13，所述上支臂10用于与上机架板4固定连接，下支臂12用于与下机架板5固定连接，上连接部11通过转轴14与上支臂10铰接，机轮2转动设置在所述上连接部11和下连接部13上。通过连接件7，可以将机轮2设置在检测机器人的机架体1上，连接件与机架体1的上下结构配合，可以提高整个检测机器人机架的结构稳定性。
29.进一步地，如图1所示，所述机架体1还包括分别设置在机架体前部两侧之间与后部两侧之间的两根连接筋23。设置连接筋，可以增加装置的结构稳定性。
30.进一步地，本实施例中，如图4所示，下连接部13与下支臂12的接触面之间设置有压力传感器15，所述压力传感器15可以用于测量车轮与接触壁面之间的压力。此外，下连接部13与下支臂12之间还可以通过弹性部件连接。
31.具体地，本实施例中，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。
32.如图3~5所示，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转动设置与上连接部11和下连接部13上，另一端通过转动轴承25与轮毂22连接，转向轮设置在轮毂22上，所述摇臂17的连接杆18与转向舵机16的动力输出轴通过连杆19连接。则通过控制转向舵机16转动，在连杆19的作用下，摇臂17绕着连接轴26转动，带动转向轮转动。
33.如图6~7所示，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21的输出轴。驱动轮的轮毂与驱动电机20的输出轴连接，则在驱动电机20的动力转动下，轮毂带动驱动轮转动，进而，使检测机器人在隧道壁上行走。
34.进一步地，如图1所示，所述机架体1还包括固定设置在下机架板5底部的呈十字型的两根旋翼支撑杆24，所述旋翼支撑杆24横穿所述旋翼腔5，用于设置旋翼3。
35.本实用新型的工作原理和工作过程如下：检测机器人启动后，先控制其飞行到检测位置的隧道顶部，然后增加旋翼转速，使检测机器人与隧道壁顶部接触并产生压力，当压力满足爬行条件时，控制驱动电机20转动，使检测机器人在隧道侧壁上攀爬，当遇到障碍物或者需要改变行走路径时，控制转向舵机，使检测机器人的转向轮转向。检测机器人在隧道壁上攀爬的过程中，其控制箱内设置的探地雷达可以对隧道壁的衬砌质量数据进行检测。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。