(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211001452.2 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 中国建筑第八工程局有限公司 地址 200122 上海市浦东 新区中国(上海) 自由贸易试验区世纪大道15 68号27层 (72)发明人 彭建　杨新元　孙文博　耿秀林　 张凡　蒋绮琛　张林　 (74)专利代理 机构 上海天翔 知识产权代理有限 公司 312 24 专利代理师 刘常宝 (51)Int.Cl. H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种多功能无障碍防爆巡 检机器人 (57)摘要 本发明公开了一种多功能无障碍防爆巡检 机器人， 包括喷雾系统、 激光雷达、 光源组件、 运 动控制摄像头、 掌子面轮廓摄像头、 气体检测仪、 控制及显示系统以及车体； 由控制及显示系统分 别控制连接喷雾系统、 激光雷达、 光源组件、 运动 控制摄像头、 掌子面轮廓摄像头、 气体检测仪以 及车体， 协调各部件联动， 完成隧道防爆巡检， 并 在巡检过程中进行掌子面快速降尘、 岩性轮廓测 绘、 危险性气源检测及溯源。 本方案能够实现掌 子面快速降尘、 岩性轮廓测绘、 危险性气源检测 及溯源等功能， 很好地克服了 现有技术所存在的 问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115314683 A 2022.11.08 CN 115314683 A 1.多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 包括喷雾系统、 激光雷达、 光源组件、 运 动控制摄 像头、 掌子面轮廓摄 像头、 气体 检测仪、 控制及显示系统以及车体； 所述喷雾系统设置在车体上， 用于全方位喷雾降尘； 所述激光雷达设置在车体上， 用于测量隧道内轮廓信息及掌子面凹凸状况， 并能够实 时扫描机器人周边建筑物信息， 构建含坐标信息的建筑物地图； 所述光源组件与掌子面轮廓摄像头相配合的设置在车体上， 所述光源组件用于为掌子 面轮廓摄像头提供工作所需可见光， 所述掌子面轮廓摄像头用于多角度拍摄掌子面施工情 况， 并将数据实时 回传至控制及显示系统； 所述运动控制摄像头设置在车体上， 获取车体行进路线上的实时画面， 并将摄像画面 实时回传至控制及显示系统； 所述气体 检测仪设置在车体上， 用于测量至少一种危险性气体； 所述控制及显示系统分别控制连接喷雾系统、 激光雷达、 光源组件、 运动控制摄像头、 掌子面轮廓摄像头、 气体检测仪以及车体， 协调各部件联动， 完成 隧道防爆巡检， 并在巡检 过程中进行掌子面快速降尘、 岩性轮廓测绘、 危险性气源检测及溯源。 2.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述车体中的移 动机构中设置有超声波雷达与电机编 码器， 所述声波 雷达用于实时测量机器人距周边障碍 物的距离， 并与控制及显示系统联动完成绕行避障； 所述电机编码器用于实时测量滚轮转 动距离， 并与控制及显示系统联动完成， 获取巡检机器人的实时位移信息 。 3.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述车体中设置 有至少一种定位模块， 所述至少一种定位模块与所述控制及显示系统联动对巡检机器人进 行实时定位。 4.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述巡检机器人 的车体上设置云台， 所述云台承载激光雷达、 光源组件、 以及掌子面轮廓摄 像头。 5.根据权利要求4所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述云台内设置 有电机编 码器和光电开关， 所述电机编 码器和光电开关分别与控制及显示系统联动完成云 台旋转角度计算以及旋转状态控制。 6.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述激光雷达与 控制及显示系统联动能够获取隧洞掘进过程的全域 点云。 7.根据权利要求5所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述控制及显示 系统控制激光雷达与所述云台联动， 将激光雷达获取到的二 维平面数据转化成三 维空间数 据。 8.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述控制及显示 系统与激光雷达联动， 能够基于 激光雷达数据进行建模， 包括： 1)点云的预处理， 滤去点云中的噪声， 并采用离散点梯度法和极值法获得点云初始配 准的特征标定点集； 2)点云数据配准， 基于边界特 征点实现点云的初始配准； 3)配准后点云数据的简单建模， 对点云数据进行三角网格化建模。 9.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述控制及显示 系统中运行有危险气体溯源模块， 所述危险气体溯源模块能够与所述气体检测仪联动， 在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115314683 A 2巡检机器人移动过程中实时监测危险性气体浓度与坐标定位， 进行气体溯源 追。 10.根据权利要求1所述的多功能无障碍防爆巡检机器人， 其特征在于， 所述控制及显 示系统中运行有掌子面测绘模块， 所述掌子面测绘模块与掌子面轮廓摄像头以及激光雷达 联动进行掌子面轮廓边界检测 和凹凸检测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115314683 A 3