[发明专利]基于蛇形机械臂的地下管廊三维场景采集云台

说明书

本发明属于机器人领域，提供一种基于蛇形机械臂的地下管廊三维场景采集云台，包括AGV小车、蛇形机械臂和末端执行元件，所述AGV小车上安装有旋转台和气泵，旋转台通过电机带动旋转，旋转台上安装有支撑臂，支撑臂与握柄连接，握柄另一端通过撑杆和气缸安装在支撑臂上，握柄可通过撑杆的推动实现俯仰运动，握柄一端与气泵通过供气软管相连，为蛇形机械臂系统提供动力，握柄上安装有电机，电机上设有主动齿轮，主动齿轮与固连在气压控制器上的从动齿轮相啮合，当电机接收到指令时，可使蛇形机械臂以握柄为轴线旋转，所述末端执行元件包括末端安装架、照明灯、复眼相机和机械爪。本发明可自主运行进行地下管廊三维场景采集。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于蛇形机械臂的地下管廊三维场景采集云台。

背景技术

按照《城市综合管廊工程技术规范》GB 50838-2015的规定，管廊监控与报警系统宜分为环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、地理信息系统和统一管理信息平台等。而各类系统建设的离不开管廊本体及周边环境的基础数据信息。信息需求决定了数据采集的需求。通过综合分析管廊信息化建设的需求，需要采集管廊本体信息，包括管廊的走向、空间、坡向等基本信息，是管廊内部的地形图数据信息。

现有的地下管廊的监测通常是安装摄像头，工作人员通过观看视频来进行地下管廊的日常维护，但由于摄像头只能观察到一个局部位置或一个局部范围，难以观察到整体状况，更难以调度到局部问题或故障工位；如要全面监控上百层管路和上千公里的管廊，需要布置大量摄像头，即使是采用多屏观察技术，也会由于摄像头太多，无法常态观察。

现有的静态扫描仪需要事先进行导线布设，然后在布设的已知点上进行一站一站的扫描，处理数据时需要拼接点云，效率比较低。

现有的刚性结构的机械臂对环境的适应能力较差，在狭小和复杂环境的行动受到限制，约束了刚性机器人在某些领域的应用。

目前仿人机械臂的驱动装置主要采用电机与减速机构配合的方案，机器人的多自由度运动采用的是多电机联动实现，从而大大增加了机器人重量，降低了安全性，也使得传动机构更加复杂化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种可自主运行、可控制末端位置和整体姿态的基于蛇形机械臂的地下管廊三维场景采集云台。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：基于蛇形机械臂的地下管廊三维场景采集云台，包括AGV小车、蛇形机械臂和末端执行元件，所述AGV小车上安装有旋转台和气泵，旋转台通过电机带动旋转，实现本云台的第一个自由度，旋转台上安装有支撑臂，支撑臂与握柄连接，握柄另一端通过撑杆和气缸安装在支撑臂上，握柄可通过撑杆的推动实现俯仰运动，实现本云台的第二个自由度，握柄一端与气泵通过供气软管相连，为蛇形机械臂系统提供动力，握柄上安装有电机，电机上设有主动齿轮，主动齿轮与固连在气压控制器上的从动齿轮相啮合，当电机接收到指令时，可使蛇形机械臂以握柄为轴线旋转，实现本云台的第三个自由度。所述末端执行元件包括末端安装架、照明灯、复眼相机和机械爪，末端安装架安装在蛇形机械臂的末端，末端安装架上安装有复眼相机、照明灯和机械爪，复眼相机用于监测及采集三维场景信息，照明灯在黑暗环境中照明使用，机械爪可夹持各种工具应对一些简单的突发问题。