[發(fā)明專利]一種大表面檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110943885.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113442122A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁寧;郝萬(wàn)鈞;李德程;張愛(ài)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港中文大學(xué)（深圳）;深圳市人工智能與機(jī)器人研究院
• 主分類號(hào): B25J9/04
• 分類號(hào): B25J9/04;B25J9/10;B25J15/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發(fā)明公開(kāi)一種大表面檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，包括鋪設(shè)于工作表面并次序相連的若干個(gè)被動(dòng)機(jī)械臂、連接于相鄰兩個(gè)被動(dòng)機(jī)械臂的端部之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)、設(shè)置于各被動(dòng)機(jī)械臂上并沿其長(zhǎng)度方向分布的固定滑軌、可偏轉(zhuǎn)地設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)上并與相鄰兩段固定滑軌對(duì)接的過(guò)渡滑軌，以及可滑動(dòng)地設(shè)置于固定滑軌及過(guò)渡滑軌上、用于對(duì)工作表面進(jìn)行循軌檢測(cè)作業(yè)的移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)上搭載有檢測(cè)模組。如此，本發(fā)明利用轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)根據(jù)工作表面的具體形狀靈活調(diào)整被動(dòng)機(jī)械臂的延伸方向，可使移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)搭載的檢測(cè)模組沿著滑動(dòng)軌道進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)，確保檢測(cè)模組的檢測(cè)作業(yè)范圍覆蓋整個(gè)工作表面，從而提高對(duì)于不同形狀工作表面的適應(yīng)性，避免遺漏作業(yè)區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大表面檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大型基礎(chǔ)設(shè)施的檢修對(duì)確保設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性具備有重要的意義。例如：大壩、火電廠冷卻塔、大型建筑玻璃幕墻、大型隧道以及橋梁底面等一系列場(chǎng)景，在投入使用后往往需要定期的檢測(cè)以及針對(duì)缺陷的維修作業(yè)，以保障其安全應(yīng)用。這些大型基礎(chǔ)設(shè)施通常具備覆蓋面積廣、環(huán)境條件惡劣、高度落差大等特點(diǎn)，導(dǎo)致其檢修作業(yè)工作存在較大困難。

針對(duì)超大表面檢測(cè)作業(yè)的場(chǎng)景，比如大壩壩面檢測(cè)、冷卻塔表面檢測(cè)、大型玻璃幕墻檢測(cè)、橋梁隧道內(nèi)表面裂紋檢測(cè)、表面修理等場(chǎng)景，傳統(tǒng)的檢測(cè)作業(yè)方式通常是在工作表面處通過(guò)搭建登高梯、腳手架、懸掛吊機(jī)等輔助結(jié)構(gòu)，再通過(guò)人工站上這些輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)檢測(cè)作業(yè)。然而，此種檢測(cè)作業(yè)方式的工作量巨大、工作強(qiáng)度高，且工作周期長(zhǎng)、人力成本高，工作表面較高時(shí)還存在高空墜落的安全隱患。并且，由于缺乏剛性結(jié)構(gòu)支撐并且觀測(cè)視野局限，可能導(dǎo)致排查不全面、檢測(cè)結(jié)果遺漏等問(wèn)題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，部分改良的檢測(cè)作業(yè)方式使用無(wú)人機(jī)對(duì)橋底等工作表面進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)，此種檢測(cè)作業(yè)方式雖然效率較高，但由于該方法基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的遠(yuǎn)距離觀測(cè)，同樣缺乏剛性支撐，因此仍難以克服定位困難、圖像穩(wěn)定性差、精度低等困難。并且，無(wú)人機(jī)通常只能按照程序預(yù)定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，作業(yè)半徑較小，靈活性較差，難以適應(yīng)復(fù)雜形狀的工作表面，可能存在部分遺漏的作業(yè)區(qū)域。另外，由于無(wú)人機(jī)的負(fù)載能力有限，導(dǎo)致其通常只能用于拍攝等作業(yè)項(xiàng)目，對(duì)于檢修操作等作業(yè)項(xiàng)目無(wú)能為力，局限性較大。

因此，如何安全、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)大表面設(shè)施的表面檢測(cè)作業(yè)，提高對(duì)于不同形狀工作表面的適應(yīng)性，避免遺漏作業(yè)區(qū)域，是本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大表面檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，能夠安全、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)大表面設(shè)施的表面檢測(cè)作業(yè)，提高對(duì)于不同形狀工作表面的適應(yīng)性，避免遺漏作業(yè)區(qū)域。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大表面檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，包括鋪設(shè)于工作表面并次序相連的若干個(gè)被動(dòng)機(jī)械臂、連接于相鄰兩個(gè)所述被動(dòng)機(jī)械臂的端部之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)、設(shè)置于各所述被動(dòng)機(jī)械臂上并沿其長(zhǎng)度方向分布的固定滑軌、可偏轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)上并與相鄰兩段所述固定滑軌對(duì)接的過(guò)渡滑軌，以及可滑動(dòng)地設(shè)置于所述固定滑軌及所述過(guò)渡滑軌上、用于對(duì)所述工作表面進(jìn)行循軌檢測(cè)作業(yè)的移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，所述移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)上搭載有檢測(cè)模組。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于相鄰的初級(jí)所述被動(dòng)機(jī)械臂端部的初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪，以及設(shè)置于相鄰的次級(jí)所述被動(dòng)機(jī)械臂端部的次級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪，所述次級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的輪緣可周向嚙合地連接于所述初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的輪緣面內(nèi)。

優(yōu)選地，所述過(guò)渡滑軌包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的端面上的第一過(guò)渡段，以及可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述次級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的端面上的第二過(guò)渡段，所述第一過(guò)渡段與所述第二過(guò)渡段的正對(duì)端部在旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度后互相對(duì)接。

優(yōu)選地，所述第一過(guò)渡段的端面與對(duì)應(yīng)的所述固定滑軌的端面均呈互相匹配的圓弧面，所述第二過(guò)渡段的端面與對(duì)應(yīng)的所述固定滑軌的端面均呈互相匹配的圓弧面。

優(yōu)選地，所述初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪的端面上還設(shè)置有初級(jí)旋轉(zhuǎn)軸、套設(shè)于所述初級(jí)旋轉(zhuǎn)軸上的初級(jí)旋轉(zhuǎn)盤(pán)、立設(shè)于所述初級(jí)旋轉(zhuǎn)盤(pán)表面并用于安裝所述第一過(guò)渡段的初級(jí)安裝支架。