[发明专利]隧道扫描机器人

说明书

本发明公开了一种隧道扫描机器人，包括三维激光扫描仪、行走机构、IMU传感器和控制机构，三维激光扫描仪用于扫描获取隧道和隧道内物品点云数据，IMU传感器与控制机构电连接，用于检测隧道扫描机器人的姿态和位置信息并将信息传输给控制机构，行走机构用于携带三维激光扫描仪、IMU传感器和控制机构沿隧道内的轨道移动，控制机构用于控制行走机构行走和处理隧道和隧道内物品点云数据以及IMU传感器传输的信息。本发明的隧道扫描机器人能自主行进对隧道长度、断面尺寸、轨道及隧内空间设施设备信息进行测量，为绘制三维立体图提供依据，反馈接触网绝缘间距和机车动态包络范围，提高测量精度、减少测量强度、提升工作效率。

技术领域

本发明涉及隧道施工测量和测绘技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种隧道扫描机器人。

背景技术

当前工程隧道施工中的测量和测绘技术普遍通过二维平面图、安装图进行分析、演示与评判，往往受信息数据反馈方法的局限、不稳定或缺乏准确性，加之受采集分析人员综合技术水平限制，其难以真实评判、反映实体现状，进而影响相关方案的制定、实施。

尤其铁路接触网隧道施工一直沿用DJJ-8型激光测量仪对隧道内接触网悬挂点参数(腕臂安装座、吊柱吊索、弓网零件等)按照设计标准定测并在隧道壁上标定，但常受隧道结构表面施工及测量误差影响造成接触网悬挂定测、计算误差(毫米级)放大，且该测量过程只能逐点标定，测量效率低，人工操作繁琐，也不能对设备安装后的带电绝缘间距、机车受电弓动态包络范围进行研判，影响工程一次安装安全、质量，容易造成返工。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种隧道扫描机器人，采用三维激光扫描仪+IMU传感器组成三维测量系统，能自主行进对隧道长度、断面尺寸、轨道及隧内空间设施设备信息进行测量，为绘制三维立体图提供依据，可结合施工图在隧道中对接触网悬挂点安装位置进行标定、重建其安装效果图，反馈接触网绝缘间距和机车动态包络范围，判断各项安装参数是否满足施工误差要求，从而极大的提高测量精度、减少测量强度、提升工作效率。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种隧道扫描机器人，包括三维激光扫描仪、行走机构、IMU传感器和控制机构，

所述三维激光扫描仪用于扫描获取隧道和隧道内物品点云数据，

所述IMU传感器与所述控制机构电连接，用于检测隧道扫描机器人的姿态和位置信息并将信息传输给所述控制机构，

所述行走机构用于携带所述三维激光扫描仪、所述IMU传感器和所述控制机构沿隧道内的轨道移动，

所述控制机构用于控制所述行走机构行走和处理所述隧道和隧道内物品点云数据以及所述IMU传感器传输的信息。

进一步地，所述行走机构包括驱动电机、主动轴、从动轴和滚轮，所述主动轴和所述从动轴相互平行，所述驱动电机通过传动机构与所述主动轴连接，所述驱动电机用于驱动主动轴转动，所述主动轴和所述从动轴的两端均可拆卸连接有所述滚轮。

进一步地，所述主动轴和所述从动轴的两端均通过转动轴与所述滚轮可拆卸连接，所述主动轴的两端和所述从动轴的两端分别通过管夹与转动轴同轴可拆卸连接，所述转动轴的另一端与滚轮固定连接。

进一步地，还包括翻转升降机构，所述三维激光扫描仪固定在所述翻转升降机构上，所述翻转升降机构用于翻转和升降所述三维激光扫描仪。

进一步地，所述翻转升降机构包括翻转电机和翻转支架，所述翻转支架呈L型，所述三维激光扫描仪固定在L型翻转支架的其中一个架板上，L型翻转支架的另一个架板与翻转电机的输出轴固定连接，所述翻转电机用于驱动所述翻转支架转动。

进一步地，还包括照明机构，所述照明机构用于对隧道内部进行照明。

进一步地，还包括控制面板，所述控制面板与所述控制机构电连接，所述控制面板用于输入控制指令并发送给所述控制机构以及显示信息。