[发明专利]一种复杂岩壁石质文物智能探测机器人

权利要求书

1.一种复杂岩壁石质文物智能探测机器人，其特征在于，包括：复杂地面自适应行走系统(1)、复杂大空间自适应调节系统(2)、岩壁接触防护智能控制系统(3)、接触状态智能感知系统(4)、多功能岩壁损伤信息采集系统(5)；

所述复杂地面自适应行走系统(1)通过旋转底座(201)的法兰接口(109)与复杂大空间自适应调节系统(2)相连；由行走系统工作平台(101)，蓄电池(102)，驱动电机(103)，转向驱动轴(104)，减速器(105)，履带(106)，散热器(108)和法兰接口(109)组成；

所述复杂大空间自适应调节系统(2)由旋转底座(201)、四个举升气缸和三个举升臂组成；举升臂1(202)的一端与旋转底座(201)通过铰链相连，另一端通过铰链与举升臂2(204)和连杆组1(209)相连，举升气缸1(203)的举升端连接在举升臂1(202)上，另一端与旋转底座(201)通过铰链连接；举升臂2(204)未连接的一端通过铰链和连杆组2(210)与举升臂3(206)相连，举升气缸2(205)的举升端连接到连杆组1(209)的支点，另一端与举升臂1(202)相连；举升气缸3(207)的举升端连接到连杆组2(210)的支点，另一端与举升臂2(204)相连，举升臂3(206)的末端连接有一个三级伸缩气缸(208)，用于进一步提升该自适应调节系统的举升高度；

所述岩壁接触防护智能控制系统(3)安装在三级伸缩气缸(208)的末端；岩壁接触防护智能控制系统(3)由旋转连杆、旋转头和安装在该系统末端的SLAM系统(306)组成；旋转连杆1(301)通过旋转头1(302)与自适应调节系统的三级伸缩气缸(208)相连，旋转连杆2(303)通过旋转头2(304)与旋转连杆1(301)的末端相连，旋转连杆2(303)的未连接端通过旋转头3(305)与SLAM系统(306)相连；

接触状态智能感知系统(4)由接触面板(401)、激光传感器(402)和压力传感器(403)三部分组成；接触面板(401)安装于岩壁接触防护智能控制系统(3)的末端，激光传感器(402)和压力传感器(403)均安装接触面板(401)上；激光传感器(402)用于感知检测设备和岩壁之间的距离，压力传感器(403)用于测量检测设备与岩壁之间的接触压力；

多功能岩壁损伤信息采集系统(5)由安装在接触面板(401)上的多用途仪器接口(501)和与之搭载的多种检测仪器组成；检测仪器主要包括探地雷达(502)、太赫兹波谱仪(503)、激光雷达(504)、超声探测仪(505)和红外水分测试仪(506)；

其中探地雷达(502)用于探测宏观裂隙和深层缺陷，可对10m深度范围内的宏观裂隙进行检测，也可检测山体水系；太赫兹波谱仪(503)用于探测浅层微裂隙和水分，可检测宽度大于0.2mm的微裂隙，也可检测含水率的空间分布；激光雷达(504)用于探测表面损伤和构建三维地图，可以检测表面岩质的空间分布和结构损伤的空间分布，精度可以达到毫米级；超声探测仪(505)用于探测岩壁浅层力学性能，检测浅层砂岩密度和密实性空间分布，反映材料模量的空间变化；红外水分测试仪(506)用于探测岩壁表面含水率变化。

2.根据权利要求1所述的复杂岩壁石质文物智能探测机器人，其特征在于，还包括控制系统模块(107)，控制系统模块(107)位于行走系统工作平台(101)的内部，用于控制复杂地面自适应行走系统(1)的行进以及复杂岩壁石质文物智能探测机器人进行石质文物探测的全部运动。

3.根据权利要求1所述的复杂岩壁石质文物智能探测机器人，其特征在于，行走系统工作平台(101)为一箱体结构，箱体外侧对称安装了两个履带(106)，用于增大该机器人在行进时与地面的摩擦力；箱体的顶部放置有散热器(108)和法兰接口(109)，散热器(108)用于为控制系统模块散热，保护电路；蓄电池(102)，驱动电机(103)，转向驱动轴(104)以及减速器(105)均位于行走系统工作平台(101)的内部；该行走系统(1)工作时，控制系统模块(107)接收第一预设信号，控制驱动电机(103)转动，实现本机器人的行进、后退以及转弯运动。