[发明专利]一种基于爬墙机器人的隧道衬砌结构病害检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于爬墙机器人的隧道衬砌结构病害检测装置及方法，包括依次连接的爬墙机器人单元、机械臂和检测设备承载单元；其中，所述爬墙机器人单元用于连接多个爬墙机器人，所述检测设备承载单元用于安装病害检测设备；所述多个爬墙机器人均与控制模块连接，所述控制模块用于控制所述多个爬墙机器人的协同运动。本发明的病害检测装置能够在不影响隧道正常交通通行的前提下进行病害检测，并且能够搭载不同大小和重量的检测设备，适应性强。

技术领域

本发明属于隧道衬砌结构病害检测技术领域，尤其涉及一种基于爬墙 机器人的隧道衬砌结构病害检测装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构 成在先技术。

隧道所隐藏的病害如裂缝、空洞严重影响行车安全，对人们的生命财 产安全产生威胁，对隧道的病害进行早期检测就显得尤为重要。

已有的隧道检测装置主要分为以下几类：一是利用螺旋桨反推式克服 重力使检测设备贴紧隧道，该方法存在反推力较小无法对较大的检测设备 提供足够的推力的问题；二是利用升降台车将检测设备顶在隧道底部，该 方法存在装置体积大、在检测时需要封闭隧道引起交通不便的问题；三是 在爬墙机器人上搭载小型检测设备，该方法存在难以搭载大型检测设备的 问题；四是在隧道底部安装导轨，该方法存在耗费成本高、适用性较差的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于爬墙机器人的隧 道衬砌结构病害检测装置及方法，能够在不影响隧道正常交通通行的前提 下进行病害检测，并且能够搭载不同大小和重量的检测设备，适应性强。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种基于爬墙机器人的隧道衬砌结构病害智能检测装置，包括依次连 接的爬墙机器人单元、机械臂和检测设备承载单元；其中，所述爬墙机器 人单元用于连接多个爬墙机器人，所述检测设备承载单元用于安装病害检 测设备；所述多个爬墙机器人均与控制模块连接，所述控制模块用于控制 所述多个爬墙机器人的协同运动。

进一步地，所述爬墙机器人单元内部设有容纳通道，所述容纳通道相 对的两个内壁上设有凹槽轨道；每个所述爬墙机器人车身主体前后各设有 相应的凸槽，通过所述凹槽轨道安装于爬墙机器人单元内部。

进一步地，相邻爬墙机器人之间通过刚性弹簧连接；

进一步地，每个爬墙机器人上均设有距离传感器和速度传感器，均与 控制模块连接，分别用于检测该爬墙机器人与相邻爬墙机器人之间的距离， 和该机器人的运动速度。

进一步地，所述机械臂为三节机械臂，包括一个肩关节和两个肘关节， 与步进电机连接，所述步进电机与控制模块连接。

进一步地，所述检测设备承载单元包括底板，通过可移动挡板固定病 害检测设备。

进一步地，所述底板四个角上均设有与驱动电机连接的电动推杆，与 病害检测设备相接触，所述驱动电机与控制模块连接。

进一步地，所述病害检测设备上设有测距传感器，与控制模块连接， 用于检测与被测表面之间的距离。

进一步地，所述病害检测装置还包括定位模块，所述定位模块的发射 单元设于检测设备搭载单元上，四个接收基站用于安装在待检测隧道的四 个角落。

进一步地，所述病害检测装置还包括信号采集与无线传输模块，能够 与移动客户端建立连接，向所述移动客户端发送病害检测信息。

一个或多个实施例提供了一种基于所述病害智能检测装置的检测方 法，包括：

电源打开后，控制多个爬墙机器人吸附住被测表面；