1.一种模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:包括回转轨道装置、旋转驱动装置、横向伸缩装置、纵向升降装置以及巡检装置;
所述的回转轨道装置,包括上回转轨道装置和下回转轨道装置;上、下回转轨道装置的中心处于一条与井筒轴线平行的直线OO′上,且上回转轨道装置位于下回转轨道装置的上方,同时上、下回转轨道装置均设置有固定部;
所述的旋转驱动装置,包括同步运动的上旋转驱动装置和下旋转驱动装置,且上旋转驱动装置位于下旋转驱动装置的上方;上、下旋转驱动装置分别对应地安装在上回转轨道装置和下回转轨道装置中,且上旋转驱动装置能够沿着上回转轨道装置旋转,而下旋转驱动装置能够沿着下回转装置旋转;
所述的横向伸缩装置,包括上伸缩装置和下伸缩装置;上伸缩装置与上旋转驱动装置的动力输出端连接,下伸缩装置与下旋转驱动装置的动力输出端连接;
所述的纵向升降装置,上端与上伸缩装置的动力输出端连接,下端则与下伸缩装置的动力输出端连接;
所述的巡检装置,与纵向升降装置的动力输出端连接;
在旋转驱动装置的动力驱动下,所述的巡检装置能够随着横向伸缩装置围绕直线OO′旋转;
在所述的横向伸缩装置的动力驱动下,所述的巡检装置能够相对于直线OO′作横向伸缩;
在所述的纵向升降装置的动力驱动下,所述的巡检装置能够沿着所述纵向升降装置的动力驱动方向,在上旋转驱动装置的回转中心与下旋转驱动装置的回转中心之间作升降运动。
2.根据权利要求1所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的上回转轨道装置和下回转轨道装置结构一致,均包括上盘状轨道、齿轮轴、下盘状轨道;其中:所述的齿轮轴的中部一体设置中心大齿轮,而齿轮轴的两端分别与上盘状轨道、下盘状轨道对应连接;
上盘状轨道、下盘状轨道结构一致,包括盘状本体,盘状本体的敞口端设置有外沿边,外延边的表面设置环形滚动面,盘状本体的内侧壁设置有内圆环状滚动面;
所述的齿轮轴,在与上盘状轨道、下盘状轨道分别连接的两端,均设置有外圆环状滚动面,对应为外圆环状滚动面a、外圆环状滚动面b;
所述上旋转驱动装置和下旋转驱动装置结构一致,均包括旋转架以及设置在旋转架上的一级旋转驱动机构;该一级旋转驱动机构包括旋转齿轮、调节螺杆、调节螺母、调节弹簧、滚轮、旋转齿轮电机、旋转驱动电池组;其中:所述的旋转架,呈U形状设置,包括两侧臂以及封闭端;U形旋转架的封闭端均向外侧延伸而对应形成上凸耳、下凸耳;旋转架的两侧臂分别为上侧臂、下侧臂;
所述的旋转齿轮,安装在旋转架上,并能够穿出旋转架的封闭端以与中心大齿轮啮合,且动力输入端与旋转齿轮电机的动力输出端连接,;
所述的旋转齿轮电机,固定部分通过回转驱动电机支架安装在旋转架上,并与安装在旋转架上的旋转驱动电池组电连接;
所述的调节螺杆,包括4根,各调节螺杆呈矩形阵列分布,且其中两根调节螺杆间隔地安装在上凸耳上,而余下的两根调节螺杆则间隔地安装在下凸耳上;
所述滚轮,包括内侧滚轮和外侧滚轮;内侧滚轮设置于旋转架上并与旋转架的侧臂同侧设置;
内侧滚轮对应于每一根调节螺杆均配置一个,各内侧滚轮分别对应安装在调节螺杆上,并通过与调节螺杆螺纹配合连接的调节螺母锁紧在旋转架上;
处于上侧臂上方的两个内侧滚轮能够与上盘状轨道的内圆环状滚动面相触,而处于下侧臂下方的两个内侧滚轮则能够与下部盘状轨道的内圆环状滚动面相触;处于上侧臂上方的外侧滚轮能够与外圆环状滚动面a相触,而处于上侧臂下方的外侧滚轮则能够与外圆环状滚动面b相触;
所述滚珠,包括两部分,分别为滚珠A、滚珠B;滚珠A设置在所述下侧臂的下表面,滚珠B则设置在所述上侧臂的上表面;所述旋转架通过所述滚珠A与所述上盘状轨道的环形滚动面相触、通过所述滚珠B与所述下盘状轨道的环形滚动面相触。
3.根据权利要求2所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述旋转架在靠近敞口端的位置处,于上侧臂、下侧臂之间安装二级旋转驱动机构;所述的二级旋转驱动机构包括回转齿轮、回转支撑架、回转齿轮驱动电机,其中:所述的回转支撑架,一端与上侧臂固定,另一端则与下侧臂固定;
所述的回转齿轮,可旋转地安装在回转支撑架上,且回转齿轮的回转中心轴线与旋转齿轮的回转中心轴线平行;
所述的回转齿轮驱动电机,固定安装在旋转架上,动力输出端通过电机齿轮轴的齿轮部分与回转齿轮相啮合;
所述上伸缩装置和下伸缩装置结构一致,均包括伸缩驱动电机、伸缩架、齿条、槽型导轨,其中:所述的伸缩驱动电机,固定安装在回转导轨盘上,动力输出端安装伸缩驱动电机齿轮;
所述的槽型导轨,沿着伸缩架的横向铺设,并与旋转架中沿着横向所铺设的槽型轨道嵌合;槽型轨道通过回转导轨盘安装于旋转架中,且槽型轨道与槽型导轨之间设置滚珠;
所述的齿条位于伸缩架两侧,并与伸缩驱动电机齿轮相啮合;
所述的回转导轨盘,固定连接在回转齿轮上,并通过轴承安装在回转支撑架上;
所述的回转齿轮驱动电机,固定安装在回转支撑架上。
4.根据权利要求3所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的纵向升降装置为丝杠导轨装置,包括丝杠机构、导杆组件;其中:所述的丝杠机构,包括丝杠、丝杠电机、丝杠电机支座、上丝杠支座、下丝杠支座;丝杠的上端通过上伸缩装置的伸缩架上所安装的上丝杠支座定位支撑,下端则通过下伸缩装置的伸缩架上所安装的下丝杠支座定位支撑;丝杠电机的动力输出端与丝杆连接,而丝杠电机的固定部分则安装在丝杠电机支座,丝杠电机支座设置于上伸缩装置或下伸缩装置的伸缩架上;
所述的导杆组件,包括两组,分设在丝杠的两侧,包括导杆、上导杆支座、下导杆支座;
导杆的上端通过上伸缩装置的伸缩架上所安装的上导杆支座固定,下端则通过下伸缩装置的伸缩架上所安装的下导杆支座固定;
所述的巡检装置,包括机器人壳体以及安装在机器人壳体内的巡检机构,机器人壳体与丝杠螺纹配合连接的同时,与导杆导向连接。
5.根据权利要求4所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的巡检机构包括左红外摄像头、右红外摄像头、左激光雷达、右激光雷达、左摄像头支架、右摄像头支架;
左激光雷达和右激光雷达分别布置在机器人壳体的左、右两端,左摄像头支架和右摄像头支架布置在机器人壳体的左、右两端,左摄像头安装在左摄像头支架上,右摄像头安装在由摄像头支架上;左激光雷达安装在左摄像头下方,而右激光雷达安装在右摄像头下方;
机器人壳体通过丝杠螺母与丝杠螺纹配合连接,通过直线轴承与导杆导向连接。
6.根据权利要求2所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述上伸缩装置中安装上发电装置,下伸缩装置中安装下发电装置;上、下发电装置结构一致,均包括风轮、风轮支架、能量存储装置;风轮安装在风轮支架中,风轮支架、能量存储装置分别安装在上伸缩装置/下伸缩装置中。
7.根据权利要求1所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的上、下旋转驱动装置均包括两个动力输出端,分别为动力输出端a、动力输出端b;
所述的上伸缩装置具有两个,对称布置在上旋转驱动装置的两侧,并分别与上旋转驱动装置的动力输出端a、动力输出端b对应连接;
所述下伸缩装置具有两个,对称布置在下旋转驱动装置的两侧,并分别与下旋转驱动装置的动力输出端a、动力输出端b对应连接;
所述的纵向升降装置以及巡检装置均具有两个;所述的两个纵向升降装置对称布置直线OO′的两侧,并分别与处于直线OO′同侧的上伸缩装置、下伸缩装置的动力输出端连接。
8.根据权利要求1或7所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的上旋转驱动装置通过固定部固定安装在提升容器/中心架的顶部,而下旋转驱动装置则通过固定部固定安装在提升容器/中心架的底部。
9.根据权利要求2所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:所述的回转导轨盘上焊接有槽型导轨,并通过螺栓连接整体固定在回转齿轮上,该槽型导轨和齿轮的相互作用可以同时旋转和横线移动。
10.根据权利要求1所述的模块化深井井筒巡检机器人,其特征在于:上、下回转轨道装置之间设置有连接架,上回转轨道装置的固定部与连接架的顶部连接固定,下回转轨道装置的固定部与连接架的底部连接固定;同时,上回转轨道装置的顶部设置钢丝绳固定部a,能够与连接井筒上部的卷筒驱动装置的钢丝绳连接;下回转轨道装置的底部设置钢丝绳固定部b,能够与连接井筒上部的卷筒驱动装置的钢丝绳连接。