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原文传递一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗及其控制方法

专利名称：	一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗及其控制方法
摘要：	本发明涉及铁路隧道建设技术领域，提供了一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗及其控制方法，包括机器狗本体、设置于机器狗本体两侧的机械腿、设置于机器狗本体顶部的三维激光扫描仪、以及设置于机器狗本体上的红外视觉模块、姿态检测模块和运动控制模块；三维激光扫描仪对隧道表面进行全断面扫描；红外视觉模块根据红外线返回时间判断机器狗本体与隧道的距离，根据发射的红外线和接收的返回的红外线的相对角度判断机器狗本体的倾斜程度；姿态检测模块和运动控制模块，控制机器狗本体的双排转轮进行水平方向的运动，并控制机器狗本体的电动转轮和驱动轴的转动，进而控制机械腿的屈伸程度。实现对隧道的全方位扫描，适用于各种地势复杂隧道。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东大学
发明人：	郭伟东;丁钺洋;石少帅;石先策;肖喜;薛阳;赵瑞杰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311000361.1
公开号：	CN117125168A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	赵妍
分类号：	B62D57/032;B25J9/16;B;B62;B25;B62D;B25J;B62D57;B25J9;B62D57/032;B25J9/16
申请人地址：	250061 山东省济南市历下区经十路17923号
主权项：	1.一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：包括机器狗本体、设置于机器狗本体两侧的机械腿、设置于机器狗本体顶部的三维激光扫描仪、以及设置于机器狗本体上的红外视觉模块、姿态检测模块和运动控制模块；所述三维激光扫描仪，用于对隧道表面进行全断面扫描；所述机械腿包括两个圆杆、设置在两个圆杆之间的驱动轴、与其中一个圆杆连接的电动转轮以及与另一个圆杆连接的双排转轮；所述红外视觉模块包括用于发射红外线的红外发射管和用于接收返回的红外线的红外接收管，并根据红外线返回时间判断机器狗本体与隧道的距离，根据发射的红外线和接收的返回的红外线的相对角度判断机器狗本体的倾斜程度；所述姿态检测模块，用于判断所述机器狗本体与隧道的距离是否满足适配度，得到第一判断结果，并判断所述机器狗本体的倾斜程度是否满足适配度，得到第二判断结果；所述运动控制模块，用于根据第一判断结果，控制机器狗本体的双排转轮进行水平方向的运动，并根据第二判断结果，控制机器狗本体的电动转轮和驱动轴的转动，进而控制机械腿的屈伸程度。 2.如权利要求1所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述三维激光扫描仪安装在支撑杆顶端，支撑杆底端通过球铰组件与机器狗本体的顶部铰接。 3.如权利要求2所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述球铰组件中螺纹孔配合螺钉将支撑杆固定，保证支撑杆始终与机器狗本体平面垂直。 4.如权利要求1所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述双排转轮由两个独立转轮构成，并用实心杆连接，实心杆固定在圆杆上。 5.如权利要求1所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述圆杆和驱动轴均为空心，用于导线穿过。 6.如权利要求1所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述电动转轮旋转的最大角度为90°；或者，所述驱动轴旋转的最大角度为180°。 7.如权利要求1所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述三维激光扫描仪还连接有数据传输模块，数据传输模块固定在机械狗本体上。 8.如权利要求7所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述数据传输模块具有通信功能，可以通过遥控器进行无线远程控制，使三维激光扫描仪多角度进行扫描。 9.如权利要求7所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗，其特征在于：所述三维激光扫描仪将通过对隧道表面进行全断面扫描获取到的三维点云数据，通过所述数据传输模块传出到数据中心。 10.如权利要求1-9任一项所述的一种搭载三维激光扫描仪的智能机器狗的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：响应于三维激光扫描仪启动指令，三维激光扫描仪对隧道表面进行全断面扫描；红外视觉模块根据红外线返回时间判断机器狗本体与隧道的距离，根据发射的红外线和接收的返回的红外线的相对角度判断机器狗本体的倾斜程度；姿态检测模块判断所述机器狗本体与隧道的距离是否满足适配度，得到第一判断结果，并判断所述机器狗本体的倾斜程度是否满足适配度，得到第二判断结果；运动控制模块根据第一判断结果，控制机器狗本体的双排转轮进行水平方向的运动，并根据第二判断结果，控制机器狗本体的电动转轮和驱动轴的转动，进而控制机械腿的屈伸程度。
所属类别：	发明专利