[发明专利]一种溶洞探测机器人

说明书

本发明涉及一种溶洞探测机器人，包括机器人主体，均安装于机器人主体上的检测单元组件、摄像头、移动组件、机械手、光源、电源、控制器、信号收发模块和无线传输模块；机器人主体设置有安装部，无线传输模块均与安装部卡合连接；无线传输模块包括外壳、无线传输单元、蓄电池和钻头部；机械手可抓取无线传输模块脱离安装部；信号收发模块、检测单元组件、摄像头、移动组件、机械手、光源和电源均与控制器电连接。在进行勘探的过程中，沿途放置无线通信模块作为信号的中继站，使得控制机器人的上位机的无线信号能够通过逐个无线通信模块逐级向远处传递，使得无线信号覆盖的范围更大，距离更远，能够操作机器人行驶更远的距离，更好地勘探溶洞。

技术领域

本发明涉及勘探机器人领域，更具体地，涉及一种溶洞探测机器人。

背景技术

溶洞是地层矿物质被地下水溶蚀以后形成的地质构造形态。由于地层矿物质各部分含量不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。溶洞的形态多种多样，不少溶洞系统延伸很长，可达几十千米。一些溶洞常汇集丰富的地下水而成为地下暗河或暗湖。一些溶洞中常有丰富多样的洞穴沉积物，如石笋、钟乳石、石幔等，构成绚丽多彩的地下世界。因此，它具有丰富的旅游和地下河资源，探测溶洞、开发溶洞具有重要的意义。

而现有的勘探方式为人工勘探或者通过可水下作业的勘探机器人进行勘探，如公开号为“CN109176545A”，公开日为2019年1月11日的中国专利文件公开了一种水下勘探机器人，包括动力装置、控制装置、浮沉装置和勘测箱，所述动力装置前段设置控制装置，所述控制装置前侧设置浮沉装置，所述浮沉装置前侧设置有勘测箱，本发明依靠浮沉装置可在允许下潜的范围内自由调整航行的深度，通过勘测箱内部的水质分析仪，可以在完全不依靠人力的情况下实现对水资源的质量进行检测分析，依靠独特的放脱落机械手，可以对水内固体物质进行抓取，并放置在收集仓内部方便带回进一步研究，同时声呐探测仪可对水下地质分布进行探测。

溶洞由于具有特殊的地质结构，往往错综复杂、尺寸多变且水道暗河众多，在上述的技术方案中，若是采用有线通讯的方式与地面的上位机进行通讯，连接线容易受到溶洞结构的阻碍，而采用无线通讯的方式，在机器人移动至一定的距离后，无线信号逐渐变弱，导致机器人能够勘探的距离受到限制，能够勘探的范围较小。

发明内容

本发明为克服上述现有技术受到信号传输影响导致水下勘探机器人的范围较小的问题，提供一种溶洞探测机器人，延长信号传输的范围，增加勘探机器人能够勘探的范围。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种溶洞探测机器人，包括机器人主体，均安装于所述机器人主体上的检测单元组件、摄像头、移动组件、若干个机械手、光源、电源、控制器、信号收发模块和多个无线传输模块；所述机器人主体设置有安装部，所述无线传输模块均与所述安装部可拆卸连接；所述无线传输模块包括外壳、设置于外壳一端的钻头部和均设置于外壳内的无线传输单元、蓄电池，所述蓄电池为无线传输单元供电；所述机械手可抓取所述无线传输模块脱离所述安装部；所述信号收发模块、所述检测单元组件、所述摄像头、所述移动组件、所述机械手、所述光源和所述电源均与所述控制器电连接。电源可以为可充放电的电池组，并配备电池管理模块，电源为整个机器人提供电力。

在上述的技术方案中，控制器通过信号收发模块接收来自地面上位机的无线信号，从而实现远距离操作移动组件、机械手和光源的启动。而检测单元组件和摄像头的得到的信息可以通过信号收发模块上传至上位机，摄像头得到的信息为图像信息，操作人员通过观看图像信息来查看水下情况。检测单元组件包括不同的传感器，根据实际勘探的需要进行组装搭配，如需要检测水质、水流或空气状况，检测单元组件就包括水质传感器、流速传感器和空气检测仪。移动组件可以为推进器等水下驱动部件，用于驱动机器人本体在水中移动。水下由于处于弱光线和无光线环境，光源和摄像头的配合可以实时拍摄画面并传回上位机，操作人员可以远距离查看机器人所在的环境。