[实用新型]一种大型隧洞附着海生物清理机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道机器人领域，尤其涉及一种大型隧洞附着海生物清理机器人。

背景技术

现有技术中的大型隧洞附着海生物清理机器人因结构设计不合理，主要存在如下技术缺陷：

1、现有大型隧洞附着海生物清理机器人的执行装置为仿隧洞直径设计，对于非接近标准圆形隧洞并不适用，且当隧洞直径变化时，例如：隧洞直径变小时，可能会发生卡死或破坏隧洞表面；或者，当隧洞直径变大时，清理效果会大大下降。

2、现有大型隧洞附着海生物清理机器人的清理方式一般为：车体移动带动自转的执行装置清洗隧洞，升降台上下移动调整执行装置与隧洞的相对位置，整个机器人的自由度少，在车体跑偏的情况下很难获得最佳清理效果。

3、现有大型隧洞附着海生物清理机器人对隧洞表面及执行器自身缺少保护措施，存在一定的安全隐患。

4、此外，仍有大型隧洞附着海生物清理机器人的动力与通讯采用长脐带缆传输的方式，在数千米长隧洞工况下，有线方式动力输送成本太高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种大型隧洞附着海生物清理机器人，能够实时感知自身的姿态及周围环境信息，在高频微变的状况下可自适应调整自身的姿态；精准控制清理装置与隧洞内壁的接触力，具有过载保护功能；清理装置适应性广，可实现安全可靠、可视监测及高效的清洗。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种大型隧洞附着海生物清理机器人，用以替代人工清理隧洞内海生物、淤泥及其它杂质，其特征在于，包括：可移动的车体；设置在车体上，用以获取机器人在隧洞内相对位置信息的距离传感装置；设置在车体上，能够在俯仰、摇摆、旋转以及伸缩方向进行调整的清理机械臂；连接在清理机械臂上，用以清理隧洞内壁的清理装置，其中：清理装置包括：用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置可分别连接在清理机械臂的兼容连接口上且可进行拆卸更换。

其中，距离传感装置位于车体前行方向的前部，设置在车体的两侧，其包括多个用以测量出与隧洞内壁壁面距离的传感器。

其中，清理机械臂包括：可旋转的第一支撑臂，第一支撑壁上具有第一伸缩油缸；连接在第一支撑臂上，且可相对于第一支撑臂进行旋转的第二支撑臂；分别连接在第二支撑臂的两端部，且可相对于第二支撑臂进行旋转的第三支撑臂，第三支撑臂上具有第二伸缩油缸，兼容连接口设置在第三支撑臂上；分别连接在第三支撑臂末端，且可相对于第三支撑臂进行伸缩的第四支撑臂，其中：改变第一支撑臂、第二支撑臂、第三支撑臂以及第四支撑臂之间的相对位置以调整清理机械臂的姿态。

其中，兼容连接口为法兰接口，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置分别通过法兰盘连接在法兰接口上。

其中，清理机械臂设置在车体前行方向的后部。

其中，清理机械臂的末端设置压力传感器，根据压力传感器获取的清理机械臂与隧洞内壁的接触力测量值与存储的压力参考值之间的差值，控制调节清理机械臂的姿态，使清理装置与隧洞内壁的接触力保持在稳定的范围内。

其中，清理装置上设有用以补偿清理机械臂的小变化量且高频率偏心的偏心量的调节油缸；清理装置上设有限位组件和防碰撞组件。

其中，圆盘式清理装置上设有旋转刀架，旋转刀架上设有可拆卸的刀片，在相邻两刀片之间的区域设有硬质毛刷。

其中，滚筒式清理装置上设有旋转滚刷，旋转滚刷上间隔设置可拆卸的刀片和硬质毛刷；滚筒式清理装置上还具有位于旋转滚刷外侧的硬质刮片。

其中，还包括：设置在车体中部位置和/或清理机械臂顶部的用以检测隧洞内海生物生长情况，且可对清理后效果进行评价的视频装置。

本实用新型所提供的大型隧洞附着海生物清理机器人，具有如下有益效果：

第一、清理装置包括用以清理隧洞顶壁的圆盘式清理装置和用以清理隧洞侧壁的滚筒式清理装置，圆盘式清理装置和滚筒式清理装置可分别连接在清理装置的兼容连接口上且可进行拆卸更换，两种清理装置适用于清理大直径标准圆形或非标准圆形隧洞，可对隧洞内壁附着的海生物进行多重清理，清扫适应性更强；能够实时感知自身的姿态及周围环境信息，在高频微变的状况下可自适应调整自身的姿态。

第二、车体及清理机械臂上设置摄像装置和传感装置，能够根据传感器获取的清理机械臂与隧洞内壁的接触力测量值与存储的压力参考值之间的差值，控制调节清理机械臂的姿态，使清理装置与隧洞内壁的接触力保持在稳定的范围内，同时解决可视检测的问题。