一种隧道自走喷浆机器人的路径规划装置的制作方法

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1.本发明属于隧道自走喷浆机器人领域，尤其是涉及一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置。

背景技术：

2.喷射混凝土，是用压力喷喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。隧道初期支护喷射混凝土施工时，通常采用喷浆车+农用车上料的形式，操作人员需要跟随车辆同步进行施工作业，而隧道内水泥卸料的粉尘、沙石卸料的粉尘、搅拌装料的粉尘，加重了污染隧道的环境，严重影响工作人员的身体健康，因此需要将喷浆作业更换为自动化喷浆机器人，现有技术的自走喷浆机器人在隧道喷浆作业时需要提前对其路径做适应性规划，而现有技术的路径规划方式为电脑根据隧道路径制作生成，不能根据自走及其人的行走做适应性调整。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，以现有技术喷浆机器人在隧道内自走路径为根据隧道形状自动生成，使用时与机器行走工况不适应的问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，包括车体上分别设置的视觉观测模块、侧方防撞组件、前防撞板、数据传输组件和运行轨迹检测组件，视觉观测模块及前防撞板分别安装至车体前端，且车体两侧分别设置一个侧方防撞组件，车体的两个驱动轮之间设置运行轨迹检测组件，且运行轨迹检测组件、视觉观测模块、侧方防撞组件和前防撞板分别通过数据传输组件信号连接至控制器。
6.进一步的，所述数据传输组件包括卷扬机、旋转连接器和采集模块，卷扬机和采集模块分别固定安装至车体上，运行轨迹检测组件、视觉观测模块、侧方防撞组件和前防撞板分别信号连接至采集模块，旋转连接器的外围固定安装至卷扬机的中部，旋转连接器的内圈信号连至采集模块，线缆的一端固定连接至旋转连接器的外围，旋转连接器的另一端沿卷扬机的卷筒延伸后信号连接至控制器。
7.进一步的，所述运行轨迹检测组件包括第一支杆、第一支板、转轴和第一编码器，第一支杆位于车体的两个驱动轮之间，且第一支杆的两端分别接触一个驱动轮的外围，第一支杆的一侧设置两个第一支板，且每个第一支板的一端铰接至车体上，第一支板的另一端铰接至第一支杆的一侧，两个第一支板相互平行设置，第一支杆的中部固定安装转轴，转轴套设至第一编码器内，且第一编码器固定安装至车体上，第一编码器用于监测驱动轮的偏转角度，并通过采集模块传输至控制器。
8.进一步的，所述第一编码器下端固定套接转盘，转盘上设有长孔，转轴外围位于长孔内。
9.进一步的，所述侧方防撞组件和前防撞板的结构相同，且侧方防撞组件有多种实施方式，侧方防撞组件的第一实施例包括第二支板、第三支板、第二支杆和第三支杆，第二支板的一侧通过若干第二支杆固定连接至车体的一侧，且若干第二支杆相互平行设置，每个第二支杆的一端固定连接至车体的一侧，第二支杆的另一端固定连接至第二支板的一侧，第二支板上均布若干通孔，每个通孔内设置一个第三支杆，第三支杆的外围能够在通孔内滑动，第三支杆的一端卡接至第二支板的一侧，第三支杆的另一端固定连接至第三支板的一侧，且第三支杆的外围设置第一弹簧，第一弹簧的两端分别固定连接至第三支板的一侧、第二支板的一侧，车体上设置触动开关，第三支杆的一端接触连接至触动开关的一端，且触动开关信号连接至采集模块，且触动开关通过通过第二弹簧弹性连接至车体上。
10.相对于现有技术，本发明所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置具有以下有益效果：视觉观测模块用于观测隧道内的工况并信号传输至控制器，侧方防撞组件和前防撞板用于监测车体行驶边界，运行轨迹检测组件用于监测驱动轮的旋转角度并通过数据传输组件有线输入到控制器，防止隧道内无线信号传输异常造成车体行驶故障，同时在车体行进过程中，可以通过控制器根据运行轨迹检测组件和防撞组件传输的数据信息测绘隧道，并依此规划机器人的行进路径，该装置可靠性高，避免无线数据传输不及时而造成的安全隐患及设备损坏。
附图说明
11.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
12.图1为本发明实施例所述的运行轨迹检测组件的结构示意图；
13.图2为本发明实施例所述的侧方防撞组件第一实施例的结构示意图；
14.图3为本发明实施例所述的侧方防撞组件第二实施例的上视示意图；
15.图4为本发明实施例所述的侧方防撞组件滑块和滑轨配合的结构示意图；
16.图5为本发明实施例所述的侧方防撞组件第二实施例的结构示意图；
17.图6为本发明实施例所述的数据传输组件安装至车体的上视结构示意图。
18.附图标记说明：
19.1-侧方防撞组件；11-第二支板；12-第三支板；13-第三支杆；14-轴销；15-第一弹簧；16
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第四支板；17-第五支板；18-第六支板；19-第七支板；110-滑轨；111-滑块；112-卷线电机； 113-钢丝绳；2-运行轨迹检测组件；21-第一支杆；22-第一支板；23-转轴；24-转盘；25-转轮； 3-数据传输组件；31-卷扬机；32-架线杆；4-车体。
具体实施方式
20.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
22.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
23.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.如图1-6所示，一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，包括车体4上分别设置的视觉观测模块、侧方防撞组件1、前防撞板、数据传输组件3和运行轨迹检测组件2，视觉观测模块及前防撞板分别安装至车体4前端，且车体4两侧分别设置一个侧方防撞组件1，车体4的两个驱动轮之间设置运行轨迹检测组件2，控制器电驱动驱动轮是现有技术，且运行轨迹检测组件2、视觉观测模块、侧方防撞组件1和前防撞板分别通过数据传输组件3信号连接至控制器，控制器固定安装至固定位置，且控制器是plc，视觉观测模块用于观测隧道内的工况并信号传输至控制器，侧方防撞组件1和前防撞板用于监测车体4行驶边界，运行轨迹检测组件2用于监测驱动轮的旋转角度并通过数据传输组件3有线输入到控制器，防止隧道内无线信号传输异常造成车体4行驶故障，同时在车体4行进过程中，可以通过控制器根据运行轨迹检测组件2和防撞组件传输的数据信息测绘隧道，并依此规划机器人的行进路径，该装置可靠性高，避免无线数据传输不及时而造成的安全隐患及设备损坏。
25.数据传输组件3采用有线方式传输，同时为了避免机器人在行走过程中传输线缆错乱，该数据传输组件3包括卷扬机31、架线杆32、旋转连接器、采集模块和线缆，卷扬机31、架线杆32和采集模块分别固定安装至车体4上，运行轨迹检测组件2、视觉观测模块、侧方防撞组件1和前防撞板分别信号连接至采集模块，旋转连接器的外围固定安装至卷扬机31的中部，旋转连接器是现有技术，且旋转连接器的内圈能够相对卷扬机31转动，旋转连接器的内圈信号连至采集模块，采集模块用于采集数数据信息，转换传输，同时采集模块用于分流电路，采集模块是现有技术，在本实施例中，视觉观测模块是ccd相机，且ccd相机一侧设置探照灯，ccd相机和探照灯分别通过采集模块接通控制器电源，ccd相机通过采集模块将数据信息传导至控制器，线缆的一端固定连接至旋转连接器的外围，旋转连接器的另一端依次沿卷扬机31的卷筒和架线杆32延伸后信号连接至控制器，卷扬机31的卷筒放线长度用于度量车体4的行进距离，控制器通过车体4行进距离和驱动轮的偏转转动，能够构建隧道轮廓或测算定位车体4位置。
26.运行轨迹检测组件2包括第一支杆21、第一支板22、转轴23和第一编码器，第一支杆 21位于车体4的两个驱动轮之间，且第一支杆21的两端分别接触一个驱动轮的外围，第一支杆21的一侧设置两个第一支板22，且每个第一支板22的一端铰接至车体4上，第一支板 22的另一端铰接至第一支杆21的一侧，两个第一支板22相互平行设置，第一支杆21的中部固定安装转轴23，转轴23套设至第一编码器内，且第一编码器固定安装至车体4上，第一编
码器用于监测驱动轮的偏转角度，并通过采集模块传输至控制器。
27.第一编码器下端固定套接转盘24，转盘24上设有长孔，转轴23外围位于长孔内。
28.为了防止第一支杆21干涉驱动轮旋转，第一支杆21的两端分别转动套接一个转轮25，且每个转轮25的外围滚动连接至一个驱动轮的外围。
29.侧方防撞组件1和前防撞板的结构相同，且侧方防撞组件1有多种实施方式，侧方防撞组件1的第一实施例包括第二支板11、第三支板12、第二支杆和第三支杆13，第二支板11 的一侧通过若干第二支杆固定连接至车体4的一侧，且若干第二支杆相互平行设置，每个第二支杆的一端固定连接至车体4的一侧，第二支杆的另一端固定连接至第二支板11的一侧，第二支板11上均布若干通孔，每个通孔内设置一个第三支杆13，第三支杆13的外围能够在通孔内滑动，第三支杆13的一端卡接至第二支板11的一侧，第三支杆13的另一端固定连接至第三支板12的一侧，且第三支杆13的外围设置第一弹簧15，第一弹簧15的两端分别固定连接至第三支板12的一侧、第二支板11的一侧，车体4上设置触动开关，第三支杆13的一端接触连接至触动开关的一端，且触动开关信号连接至采集模块，且触动开关通过通过第二弹簧弹性连接至车体4上。
30.侧方防撞组件1的第二实施例包括第四支板16、第五支板17、第六支板18和第七支板 19，第四支板16固定连接至车体4的第一侧，第五支板17的一端铰接至第四支板16的第二侧，第六支板18的一端通过滑动组件铰接至第四支板16的第二侧，第五支板17的中部通过轴销14铰接至第六支板18的中部，且轴销14上设置扭簧，扭簧的两端分别接触连接至第五支板17的一侧，第六支板18的一侧，第五支板17的一端和第六支板18的一端分别铰接至第七支板19的一侧，第四支板16的第一侧设置对射传感器，对射传感器用于监测第四支板 16和第七支板19之间的相对位置并通过采集模块信号传输至控制器。
31.滑动组件有多种实施方式，滑动组件的第一实施例包括推杆电机，第六支板18的一端铰接至推杆电机的活动杆，推杆电机信号连接至控制器。
32.滑动组件的第二实施例包括滑块111和滑轨110，滑轨110固定安装至第四支板16的第二侧，滑块111滑动连接至滑轨110外围，且第六支板18的一端铰接至滑块111的一端。
33.对应滑动组件第二实施例，为了控制第四支板16与第七支板19的开度，第四支板16上安装卷线电机112，卷线电机112的传动轴外围固定连接至钢丝绳113的一端，钢丝绳113 的另一端沿传动轴外围延伸后固定连接至第六支板18的一侧，卷线电机112信号连接至控制器。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，其特征在于：包括车体(4)上分别设置的视觉观测模块、侧方防撞组件(1)、前防撞板、数据传输组件(3)和运行轨迹检测组件(2)，视觉观测模块及前防撞板分别安装至车体(4)前端，且车体(4)两侧分别设置一个侧方防撞组件(1)，车体(4)的两个驱动轮之间设置运行轨迹检测组件(2)，且运行轨迹检测组件(2)、视觉观测模块、侧方防撞组件(1)和前防撞板分别通过数据传输组件(3)信号连接至控制器。2.根据权利要求1所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，其特征在于：数据传输组件(3)包括卷扬机(31)、旋转连接器和采集模块，卷扬机(31)和采集模块分别固定安装至车体(4)上，运行轨迹检测组件(2)、视觉观测模块、侧方防撞组件(1)和前防撞板分别信号连接至采集模块，旋转连接器的外围固定安装至卷扬机(31)的中部，旋转连接器的内圈信号连至采集模块，线缆的一端固定连接至旋转连接器的外围，旋转连接器的另一端沿卷扬机(31)的卷筒延伸后信号连接至控制器。3.根据权利要求2所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，其特征在于：运行轨迹检测组件(2)包括第一支杆(21)、第一支板(22)、转轴(23)和第一编码器，第一支杆(21)位于车体(4)的两个驱动轮之间，且第一支杆(21)的两端分别接触一个驱动轮的外围，第一支杆(21)的一侧设置两个第一支板(22)，且每个第一支板(22)的一端铰接至车体(4)上，第一支板(22)的另一端铰接至第一支杆(21)的一侧，两个第一支板(22)相互平行设置，第一支杆(21)的中部固定安装转轴(23)，转轴(23)套设至第一编码器内，且第一编码器固定安装至车体(4)上，第一编码器用于监测驱动轮的偏转角度，并通过采集模块传输至控制器。4.根据权利要求3所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，其特征在于：第一编码器下端固定套接转盘(24)，转盘(24)上设有长孔，转轴(23)外围位于长孔内。5.根据权利要求2所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，其特征在于：侧方防撞组件(1)和前防撞板的结构相同，侧方防撞组件(1)包括第二支板(11)、第三支板(12)、第二支杆和第三支杆(13)，第二支板(11)的一侧通过若干第二支杆固定连接至车体(4)的一侧，且若干第二支杆相互平行设置，每个第二支杆的一端固定连接至车体(4)的一侧，第二支杆的另一端固定连接至第二支板(11)的一侧，第二支板(11)上均布若干通孔，每个通孔内设置一个第三支杆(13)，第三支杆(13)的外围能够在通孔内滑动，第三支杆(13)的一端卡接至第二支板(11)的一侧，第三支杆(13)的另一端固定连接至第三支板(12)的一侧，且第三支杆(13)的外围设置第一弹簧(15)，第一弹簧(15)的两端分别固定连接至第三支板(12)的一侧、第二支板(11)的一侧，车体(4)上设置触动开关，第三支杆(13)的一端接触连接至触动开关的一端，且触动开关信号连接至采集模块，且触动开关通过通过第二弹簧弹性连接至车体(4)上。

技术总结

本发明提供了一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，视觉观测模块及前防撞板分别安装至车体前端，且车体两侧分别设置一个侧方防撞组件，车体的两个驱动轮之间设置运行轨迹检测组件。本发明所述的一种隧道自走喷浆机器人的的路径规划装置，视觉观测模块用于观测隧道内的工况并信号传输至控制器，侧方防撞组件和前防撞板用于监测车体行驶边界，运行轨迹检测组件用于监测驱动轮的旋转角度并通过数据传输组件有线输入到控制器，防止隧道内无线信号传输异常造成车体行驶故障，同时在车体行进过程中，可以通过控制器根据运行轨迹检测组件和防撞组件传输的数据信息测绘隧道，并依此规划机器人的行进路径。划机器人的行进路径。划机器人的行进路径。