[实用新型]一种隧道安全预警机器人装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道安全预警机器人装置，该装置包括摄像头支撑座、激光雷达、雷达支架、摄像头底座、摄像头、三维激光扫描仪、天线支座、声光报警器、机器人外壳、连接杆、探水天线和行走履带；驱动系统采用锂电供电，放电电流大，并为各个车载设备提供动力电源；激光雷达用于实现机器人在隧道内的定位。三维激光扫描仪用于隧道围岩的监控量测。声光报警器为可能存在的安全隐患进行及时报警。探水天线用于实现隧道内的超前探水。机器人按要求到达预定位置启动车载检测仪器进行洞内人员定位；将各车载检测仪器归至一个控制系统内，根据设计及规范要求进行数据采集、分析、预警、报警。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道安全预警机器人装置，该机器人装置主要用于隧道挖掘施工过程中对隧道安全环境的自动巡检和安全预警。

背景技术

近年来，我国隧道及地下工程取得了世人瞩目的快速发展，已成为世界上隧道数量最多、建设规模最大、发展速度最快的国家。其中的交通隧道、水工隧道的设计长度有了明显的增加，甚至某些项目己达世界之最。同时，隧道的设计断面也越来越大，出现了四车道的公路隧道和上千平方米的地下厂房。隧道及地下工程的勘测设计手段、地质预探预报的水平和施工机械化程度也有较大的提高。更可贵的是，工程环保意识的增强和安全保障措施的加大，以可靠的工程保障措施来造福人类并实现社会的可持续发展

隧道建设过程中，坍塌(包括大变形)、突涌(突泥、涌水)等灾害是最为常见的工程事故，约占各类重大地质灾害出现几率的90％以土。然而，坍塌等事故一旦发生，一方面造成工期延误、设备毁坏、投资增加等严重后果；另一方面对现场施工人员的生命安全构成巨大威胁。随着隧道建设的蓬勃发展，施工中所遇到的坍塌、突涌等事故越来越多，每年投入的治理费用呈逐年增加趋势。因此隧道工程界和学术界除了对坍塌、突涌等发生机理和防治问题开展大量研究外，还希望能通过安全巡检和管理来实现隧道风险事件的预测、预报和评价工作，将隧道施工中的风险水平控制在可接受范畴。

实用新型内容

本实用新型设计的机器人是具有自主导航、定位、避障、抓取样品物和按预定工作流程完成隧道施工安全巡检及预警的智能系统。

本实用新型采用的技术方案为一种隧道安全预警机器人装置，该装置包括摄像头支撑座1、激光雷达2、雷达支架3、摄像头底座4、摄像头5、三维激光扫描仪6、天线支座7、声光报警器8、机器人外壳9、连接杆10、探水天线11和行走履带12；

机器人外壳9的底部两侧安装有行走履带12，机器人外壳9内部安装有驱动系统和控制单元，驱动系统驱动行走履带12进而实现机器人外壳9的移动；机器人外壳9的顶部安装有摄像头支撑座1、雷达支架3、三维激光扫描仪6、天线支座7、声光报警器8和连接杆10；激光雷达2安装在雷达支架3的内部，摄像头底座4安装在雷达支架3的顶部，摄像头5安装在摄像头底座4的顶部；连接杆10为可折叠杆，连接杆10的一端固定在机器人外壳9的一侧，连接杆10的另一端安装有探水天线11。激光雷达2、摄像头5、三维激光扫描仪6、声光报警器8和探水天线11均与控制单元连接。

所述的连接杆10由竖直支撑杆和水平调节杆组成，竖直支撑杆固定在机器人外壳9上，水平调节杆的中间与竖直支撑杆的顶部销轴铰接连接，水平调节杆的一侧为调节杆，通过调节杆及销轴调节水平调节杆的另一侧安装的探水天线11高度。

机器人外壳9采用轻型塑钢型材制成；

驱动系统采用锂电供电，放电电流大，并为各个车载设备提供动力电源；

激光雷达2用于实现机器人在隧道内的定位。

三维激光扫描仪6用于隧道内的监控量测。

声光报警器8为可能存在的安全隐患进行及时报警。

探水天线11用于实现隧道内的超前探水。

其主要工作流程如下：