CN108436943A - 一种设备巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种设备巡检机器人，用于在无轨道场景中对目标区域进行巡检。所述巡检机器人包括：导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；所述导航底盘11包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划；所述导航底盘11用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种设备巡检机器人。
背景技术
在社会生活中，市政、电力、通讯排水等设施均需要进行定时的监控，以便于及时的发现问题，防止意外以及处理意外情况。传统的设施检查工作都是通过人工完成，成本高，安全风险大。
现有技术中，可以使用机器人来代替人工巡检，可以避免许多人工巡检过程中遇到的难题。但是，现有的巡检机器人多为轨道式巡检机器人，需要对巡检场景的天花板或地面进行改造安装机器人运行所需的轨道，一旦巡检场景的面积扩大，又要在巡检场景重新布局后需重新对轨道进行设计布局，费时费力，成本巨大。
发明内容
本发明提供一种设备巡检机器人，用于在无轨道场景中对目标区域进行巡检。
本发明实施例提供的设备巡检机器人，包括：
导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；
所述导航底盘11包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；
所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划；
所述导航底盘11用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检；
所述升降装置12用于控制所述数据采集装置13的数据采集范围；
所述数据采集装置13用于采集所述待巡检区域的设备和/或环境数据；
所述主控***用于管理所述导航底盘11，升降装置12及数据采集装置13的数据信息，并向所述导航底盘11，升降装置12及数据采集装置13派发数据采集任务。
由上可见，本发明实施例中的巡检机器人包括，导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；所述导航底盘11包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划；所述导航底盘11用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检；由于升降装置12，数据采集装置13及主控***14都设置在导航底盘11之上，因此，本发明实施例中的巡检机器人可实现无轨巡检。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的设备巡检机器人的整机结构图；
图2为本发明实施例提供的设备巡检机器人中的升降装置两面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的设备巡检机器人的支撑轴部的局部放大图；
图4为本发明实施例提供的设备巡检机器人中承载板在二级支撑轴的内支撑面内的衔接结构。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，图1为设备巡检机器人的整机结构图，如图所示，本发明实施例中的设备巡检机器人，包括：
导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；
所述导航底盘11包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；
所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划。
所述导航底盘11用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检。
可选的，所述运动单元可以为滑轮(如图1所示)，也可以为履带，此处具体不做限定。
所述升降装置12用于控制所述数据采集装置13的数据采集范围；
所述数据采集装置13用于采集所述待巡检区域的设备和/或环境数据；
所述主控***用于管理所述导航底盘11，升降装置12及数据采集装置13的数据信息，并向所述导航底盘11，升降装置12及数据采集装置13派发数据采集任务。
进一步的，所述导航底盘11还用于根据所述数据采集装置13提供的环境信息实现障碍躲避功能。
所述主控***14为高性能的工控机。
示例性的，在实际应用中，用户可以通过主控***设置路径规划规划任务，主控***指示所述数据采集装置13获取待巡检区域的环境信息(如，通过摄像装置拍摄环境图像)，并通过导航底盘11中的激光收发单元探测物距，具体的，导航底盘11可在待巡检区域内四处移动，同时通过激光收发单元探测物距以及数据采集装置13拍摄环境图像，然后综合探测到的物距信息以及环境图像，生成设备巡检地图；再由路径规划单元所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划，使得巡检路径能够覆盖所有的待巡检设备。
在完成路径规划之后，用户可以主控***14派发数据采集任务，该数据采集任务可以包括设备的温度检测任务，巡检环境的烟雾气体状态检测任务，或设备的局部放电状态检测任务，导航底盘11还根据任务类型确认巡检路线，使用数据采集装置13中的相应传感器来完成相应的任务。
本发明实施例中的巡检机器人包括，导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；所述导航底盘11包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划；所述导航底盘11用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检；由于升降装置12，数据采集装置13及主控***14都设置在导航底盘11之上，因此，本发明实施例中的巡检机器人可实现无轨巡检。
实施例二
请参阅图2，图2为设备巡检机器人中的升降装置两面结构示意图，本发明实施例中的设备巡检机器人，包括：
导航底盘11，升降装置12，数据采集装置13及主控***14；其中，导航底盘11，数据采集装置13及主控***14的具体功能请参考实施例一，此处不再赘述。
具体的，所述升降装置12包括：
驱动电机1201，多级支撑轴1202，主动链轮1203，联轴器1204，惰轮1205，直线滑轨1206，直线滑块1207，加宽直线滑轨1208，加宽直线滑块1209，承载板1210，链条1211，链条固定件1212。
其中，多级支撑轴1202为支撑链条1211向上移动的主体支撑，可以包括：一级支撑轴和二级支撑轴，所述一级支撑轴为空腔结构，所述二级支撑轴设置在所述一级支撑轴的空腔结构中，且可在所述一级支撑轴内伸缩滑动。可以理解的是，在一些应用场景中，还可以设置三级甚至更多层级的支撑轴，以获得更广的向上运动范围，从而获取(拍摄或探测)到更广的设备或环境。
其中，所述主动链轮1203用于驱动所述链条1211。
其中，所述联轴器1204是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
其中，所述惰轮1205是两个不互相接触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同。它的作用是改变转向并不能改变传动比。如图2所述，本发明实施例中的惰轮有两个。
在具体的结构中，所述驱动电机1201通过所述联轴器1204与所述主动链轮1203连接，所述主动链轮1203与所述链条1211啮合，所述链条固定件1212将所述链条1211的活动区域固定在所述多级支撑轴1202的轴体区域。
所述链条1211与所述承载板1210固定连接，当所述链条1211运动时，带动所述承载板1210运动。
所述承载板1210设置有第一承接部，所述二级支撑轴设置有第二承接部，所述第一承接部与所述第二承接部相适配，当所述链条1211带动所述承载板1210向上运动时，所述承载板1210的第一承接部运动至所述二级支撑轴的第二承接部时，所述第一承接部与所述第二承接部相互受力，使得所述承载板1210带动所述二级支撑轴向上延伸。
示例性的，上述第一承接部与第二承接部相适配可以指的是，第一承接部与第二承接部互为卡扣结构，或互为啮合结构，或可相互受力的突出部结构，或互为螺栓和螺栓口的结构，此处具体不做限定。
所述数据采集装置13包括：摄像单元，所述摄像单元用于巡检环境的拍摄。
进一步的，所述数据采集装置13还包括以下任意一项以上的组合：热成像仪、烟雾气体传感器、局部放电传感器；
所述热成像仪用于获得巡检环境的红外热图像，并检查设备温度；在实际应用中，红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，
所述烟雾气体传感器用于检查巡检环境的烟雾气体状态；
所述局部放电传感器用于检查巡检环境中设备的局部放电状态。
示例性的，在实际应用中，设备巡检机器人的驱动电机1201与通过联轴器1204带动主动链轮1203旋转，主动链轮1203与链条1211啮合，带动链条1211运动，链条1211上升带动承载板1210向上运动，承载板1210上升到与二级支撑轴的承接部相接触时，承载板1210顶住二级支撑轴一起运动。进一步的，如图3(巡检机器人的支撑轴部的局部放大图)所示，链条固定件1212通过螺栓将链条1211固结在承载板1210上，承载板1210设置在二级支撑轴1202-1的内支撑面1202-11上，当链条1211运动时带动承载板1210上下运动，当承载板1210上升到二级支撑轴的内支撑面1202-11时，带着二级支撑轴1202-1一起向上运动；链条1211反向运动下降时承载板1210与二级支撑轴1202-1一起向下运动，当二级支撑轴1202-1运动底部不再运动时，承载板1210继续向下运动到最底端从而实现单个驱动两级升降。承载板1210在二级支撑轴的内支撑面1202-11内的衔接结构如图4所示。
在本发明实施例中，通过多级支撑轴的结构实现了数据采集装置的升降，增大了升降距离，使得巡检机器人的检查范围覆盖可以整个待探测设备，提高了巡检效率和精度。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种设备巡检机器人的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种设备巡检机器人，其特征在于，包括：
导航底盘(11)，升降装置(12)，数据采集装置(13)及主控***(14)；
所述导航底盘(11)包括：激光收发单元，运动单元和路径规划单元；
所述激光收发单元用于根据待巡检区域生成设备巡检地图，所述路径规划单元用于根据所述设备巡检地图对所述待巡检区域进行路径规划；
所述导航底盘(11)用于通过所述运动单元承载所述设备巡检机器人根据所述路径规划单元所规划的路径在所述待巡检区域内进行巡检；
所述升降装置(12)用于控制所述数据采集装置(13)的数据采集范围；
所述数据采集装置(13)用于采集所述待巡检区域的设备和/或环境数据；
所述主控***(14)用于管理所述导航底盘(11)，升降装置(12)及数据采集装置(13)的数据信息，并向所述导航底盘(11)，升降装置(12)及数据采集装置(13)派发数据采集任务。
2.根据权利要求1所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述升降装置(12)包括：
驱动电机(1201)，多级支撑轴(1202)，主动链轮(1203)，联轴器(1204)，惰轮(1205)，直线滑轨(1206)，直线滑块(1207)，加宽直线滑轨(1208)，加宽直线滑块(1209)，承载板(1210)，链条(1211)，链条固定件(1212)。
3.根据权利要求2所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述多级支撑轴(1202)包括：一级支撑轴和二级支撑轴，所述一级支撑轴为空腔结构，所述二级支撑轴设置在所述一级支撑轴的空腔结构中，且可在所述一级支撑轴内伸缩滑动。
4.根据权利要求3所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述驱动电机(1201)通过所述联轴器(1204)与所述主动链轮(1203)连接，所述主动链轮(1203)与所述链条(1211)啮合，所述链条固定件(1212)将所述链条(1211)的活动区域固定在所述多级支撑轴(1202)的轴体区域；
所述链条(1211)与所述承载板(1210)固定连接，当所述链条(1211)运动时，带动所述承载板(1210)运动。
5.根据权利要求4所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述承载板(1210)设置有第一承接部，所述二级支撑轴设置有第二承接部，所述第一承接部与所述第二承接部相适配，当所述链条(1211)带动所述承载板(1210)向上运动时，所述承载板(1210)的第一承接部运动至所述二级支撑轴的第二承接部时，所述第一承接部与所述第二承接部相互受力，使得所述承载板(1210)带动所述二级支撑轴向上延伸。
6.根据权利要求1所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述数据采集装置(13)包括：摄像单元，所述摄像单元用于巡检环境的拍摄。
7.根据权利要求6所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述数据采集装置(13)还包括以下任意一项以上的组合：热成像仪、烟雾气体传感器、局部放电传感器；
所述热成像仪用于获得巡检环境的红外热图像，并检查设备温度；
所述烟雾气体传感器用于检查巡检环境的烟雾气体状态；
所述局部放电传感器用于检查巡检环境中设备的局部放电状态。
8.根据权利要求1所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述导航底盘(11)还用于根据所述数据采集装置(13)提供的环境信息实现障碍躲避功能。
9.根据权利要求1所述的设备巡检机器人，其特征在于，所述主控***(14)为高性能的工控机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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