[发明专利]一种悬挂式隧道巡检机器人、系统及方法

说明书

本发明公开了一种悬挂式隧道巡检机器人、系统及方法，悬挂安装于悬挂轨道上进行工作，该机器人包括：行走机构、巡检组件；行走机构包括悬挂车体、行走组件、清理组件、定位组件，其中，行走组件用于驱动悬挂车体沿悬挂轨道运动，清理组件用于在行走过程中清理悬挂轨道，定位组件用于悬挂车体自身以及隧道病害的位置定位；巡检组件包括激光模块、相机模块、红外模块，其中，激光模块用于对隧道横截面轮廓进行测量，检测隧道变形情况，相机模块用于拍摄隧道的图像并识别其病害点，红外模块用于采集隧道的热图像并识别其病害点。本发明不仅提高了隧道巡检的稳定性，而且实现了多层次的综合隧道病害检测，大大提高了病害巡检的准确性、全面性。

技术领域

本发明属于隧道病害检测领域，尤其涉及一种悬挂式隧道巡检机器人、系统及方法。

背景技术

铁路隧道建成时，部分区段存在拱墙背后空洞、衬砌厚度不足等施工缺陷，经过运营期列车荷载作用，极易引发其他各类病害，如衬砌渗漏水、开裂、掉块，隧底裂损等。这些病害恶化了铁路隧道服役性能，降低了隧道结构的安全可靠度和稳定性，威胁线路行车安全。铁路隧道病害的原因涉及到环境、设计、施工、运营维护等多个方面，铁路隧道检测、监测已经成为继铁路建设之后的重要任务。传统的人工巡道作业模式存在作业效率低、检测结果因人而异、占用天窗时间、人力成本逐年增加等诸多弊端。因此，隧道检测行业对高效、自动化、智能化的隧道轨道机器人的需求日益迫切。

现有的隧道巡检机器人多采用在隧道地面路径行走的轮式或履带式机器人、以及在隧道轨道上行走的地面轨道机器人，前者隧道巡检速度非常的慢，并且由于隧道狭窄、距离长、工作环境差，这对其隧道巡检造成了巨大的影响，导致检测的效果非常差，并且稳定性也非常的差，而后者在隧道巡检上与正常在铁轨上运行的设备相冲突，无法在空窗期之外的时间工作，工作时间、工作效率需要严格要求，这不仅导致设备的设计要求高、成本高，而且在空窗期运行隧道巡检对于隧道内的工作人员也具有一定的安全隐患。

另外，现有的轨道巡检机器人由于隧道狭窄、距离长、工作环境差，使得其长期运行下不稳定、检测效果变差，并且相对日常维护也十分不方便，另外，隧道病害检测技术不全面，无法全面多层次地进行隧道病害检测，隧道病害定位也不精准等技术缺陷，很难对病害进行追溯复检，同时，安装、运行的安全性也很难保证。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种悬挂式隧道巡检机器人、系统及方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种悬挂式隧道巡检机器人，悬挂安装于悬挂轨道上进行工作，包括：行走机构、设于行走机构上的巡检组件；

行走机构包括悬挂车体、设于悬挂车体上的行走组件、清理组件、定位组件，其中，行走组件用于驱动悬挂车体沿悬挂轨道运动，清理组件用于在行走过程中清理悬挂轨道，定位组件用于悬挂车体自身以及隧道病害的位置定位；

巡检组件固定于悬挂车体上，包括激光模块、相机模块、红外模块，配合用于隧道病害的多层次综合检测，其中，激光模块用于对隧道横截面轮廓进行测量，检测隧道变形情况，相机模块用于拍摄隧道的图像并识别其病害点，红外模块用于采集隧道的热图像并识别其病害点。

在其中一个实施例中，行走组件包括电机、齿轮组、差速器、轮组，电机经差速器、齿轮组与轮组驱动连接，用于驱动轮组带动悬挂车体沿悬挂轨道运动。

在其中一个实施例中，轮组的轮面为与圆形轨道匹配的内凹曲面。

在其中一个实施例中，轮组包括主动轮、从动轮、夹紧轮、导向轮，其中，

夹紧轮与悬挂轨道的底部接触，分别与主动轮、从动轮配合夹紧悬挂轨道，用于限定主动轮、从动轮与悬挂轨道之间的相对位置；

导向轮设有弹性件，导向轮受弹性件的弹力作用与悬挂轨道侧壁接触，用于限定主动轮、从动轮与悬挂轨道之间的相对位置。