CN112140089A - 一种用于室内环境的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于室内环境的巡检机器人，包括轨道和机器人主体，轨道固定安装在室内顶部，机器人主体包括连接板，连接板的一端安装水平机构，水平机构滑动卡接轨道，连接板的另一端安装垂直机构，垂直机构和水平机构间的连接板底部固定安装控制箱，垂直机构的底部固定安装云台，云台的底部固定安装采集仪。机器人主体通过水平机构沿轨道进行水平移动，通过垂直机构控制云台的升降，从而控制采集仪的位置，辅助运行人员操作、自动巡视以及提供辅助故障分析与诊断，大幅提高了变电站设备智能化管理水平，大大减少了值班人员现场巡检的次数，有效地减少了其劳动强度，提高了其工作效率，为变电站设备的安全运行提供更可靠的保障。

Description

一种用于室内环境的巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种用于室内环境的巡检机器人。

背景技术

随着智能变电站和无人值守变电站模式的推广，对变电站巡检提出了更高的要求，迫切需要一种更为先进、智能的巡检模式。采用智能机器人技术进行变电站巡检，既具有人工巡检的灵活性和智能性，同时也克服和弥补了人工巡检中存在的一些缺陷和不足，是智能和无人值守变电站巡检技术的发展方向，且具有广阔的应用前景。

目前的巡检机器人主要存在以下缺陷和不足：

(1)移动机构方面

移动机构关系到运动控制***的控制策略，是巡检机器人在变电站路况环境下高速、高精度稳定运行的重要基础。目前在此方面的缺陷和不足主要有以下几点：

1)轮式机构结构简单、控制方便、机动灵活、传动效率较高，但其地形适应能力相对较差，越障能力及其运行平稳性与驱动轮半径大小相关。

2)履带式机构具有越障能力强、地面附着能力强、运动平稳等优点，但其结构相对复杂、体积较大、不易转弯、机动性能相对较差。

3)仿生结构使得机器人的运动灵活性及地形环境适应能力得到极大的提高，能够实现非结构地形中的自主移动。然而，受现阶段技术水平限制，当前仿生腿式机构若要实现快速稳定移动，仍然面临很多技术难题。

(2)导航控制方面

导航控制技术是核心技术，也是实现其真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。目前在此方面的缺陷和不足主要有以下几点：

1)视觉导航是通过移动摄像机实现视觉图像的实时监视和识别，在关联机器人实际位置的基础上完成自主导航定位。该方法的优点是获取信息量大，实现成本低，但由于图像处理计算量大，实时性较差，且容易受到环境光照、烟雾等因素影响。

2)激光反射光导航是利用激光扫描周边环境，并通过计算反射光的接收时间来推算物体与机器人之间的距离实现导航定位，其优点是平行性好、距离分辨率高，但容易受周围环境的干扰，测距范围有限，完全依靠激光实现导航定位比较困难。

3)惯性导航利用惯性元件(如加速度计、陀螺仪等)来测量运动物体的加速度和运动方向，经过积分运算得到速度和位置，其特点是工作过程中不依赖外部信息，但存在误差累积，需要定期对其累积误差进行校正。

4)GPS导航是最为常用的导航控制技术，在机器人导航中，一般采用差分 GPS导航，但其定位精度受卫星信号影响较大，定位精度相对较低。

5)磁轨道导航通过地面预埋磁条及RFID标签可实现移动机器人的精确导航定位，其优点是技术成熟可靠，定位精度较高，但灵活性较差，移动路径单一，且后期扩展和维护工作量较大。

6)SLAM导航具有导航精度高，环境适应能力强等特点，但是由于Lidar雷达的造价较高，且在使用前需制定精确的电子地图，一定程度上限制了其应用范围。

(3)充电供电方面

电能是巡检机器人***运行的基础，如何实现长时间的、有效的供电成为机器人产业化必须面对和解决的问题。目前在此方面的缺陷和不足主要有以下几点：

1)光能自主充电利用太阳能光电转换实现机器人的自主补能，由于其实现成本低，技术成熟，在能源行业得到了较为广泛的应用，但当前太阳能光电转换效率较低，采光板整体面积较大，难以应用于移动机器人自主充电。

2)无线感应充电方式实现能量的传输，能有效避免自主式充电的接口磨损及污秽问题，且实现简单，但当前各类非接触式自主充电功率较小，因此一般应用于手机、电动牙刷等小型家领域。

3)接触式自主充电利用导航定位技术实现机器人本体及固定接口之间的自动定位和连接，在采用激光定位的情况下，其充电接头之间的定位精度较高，且具备较高的误差容忍度。

(4)通信技术方面

通信是使上位机与下位机建立联系的纽带，只有保证在通信过程中速度快、干扰小、投资低等，才能使接收和发送数据的效益最大化。目前在此方面的缺陷和不足主要有以下几点：

1)蓝牙通信低功耗、低辐射，造价成本低，但其传输速度慢，覆盖范围非常小，且受外界的影响比较大。

2)移动通信传输速度快，传输距离远，抗干扰能力较强，前期投入低，但长期来看，耗费的流量会很大，需要向运营商缴纳不菲的费用。

3)光纤通信传输速度快，传输距离远，抗干扰能力强，但是前期投资铺设的费用很高，而且光纤易折断。

4)WIFI通信覆盖范围广、传输速率快，可在百米范围内提供11～600Mbps 的数据传输速率，但其运行功耗较高。

为此我们提出一种用于室内环境的巡检机器人用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于室内环境的巡检机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于室内环境的巡检机器人，包括轨道和机器人主体，所述轨道固定安装在室内顶部，所述机器人主体包括连接板，所述连接板的一端安装水平机构，所述水平机构滑动卡接轨道，所述连接板的另一端安装垂直机构，所述垂直机构和水平机构间的连接板底部固定安装控制箱，所述垂直机构的底部固定安装云台，所述云台的底部固定安装采集仪。

优选的一种实施案例，所述轨道为横截面成“工”字型的环形轨道，所述轨道的内壁顶部开有线槽，且线槽内卡接滑线电缆，所述控制箱内安装有STM32 控制单元和电力载波通信单元，所述机器人主体通过电力载波通信与上位机实现数据通信。

优选的一种实施案例，所述水平机构包括法兰盘，所述法兰盘通过螺栓栓接在连接板上，所述法兰盘的顶部通过螺栓栓接电机支架，所述法兰盘的内腔底部设有伺服电机，所述伺服电机固定连接电机支架，所述电机支架的输出轴伸入电机支架内腔中并连接联轴器的一端，所述电机支架内壁卡接车体支架的侧板并通过螺栓栓接固定，所述车体支架的顶部通过螺栓连接移动车的底部，所述移动车滑动套接在轨道上，所述轨道的底部固定安装环形齿条，所述联轴器的顶部连接齿轮，所述齿轮转动贯穿车体支架和移动车并啮合轨道底部的环形齿条。

优选的一种实施案例，所述移动车包括车体，所述车体的中部开有供齿轮贯穿的圆形通槽，且车体通过螺栓连接车体支架，所述车体的两侧外壁均开有安装口，所述安装口开口端的车体上固定安装固定桥，所述固定桥上通过螺栓固定安装高低导向板，所述高低导向板靠近圆形通槽的一面顶部和底部均转动安装导向轮，两个所述高低导向板上的导向轮分别紧密贴合轨道的“工”字型底板顶面和底面，所述车体两侧边角处均转动安装限位轮，所述限位轮分别紧密贴合轨道的两侧。

优选的一种实施案例，所述车体边角安装限位轮处和高低导向板底部安装导向轮处均开有椭圆形孔，便于安装贴合轨道。

优选的一种实施案例，所述垂直机构包括支架，所述支架固定安装在连接板的顶部，所述支架中部转动安装绕线轮，所述支架的两端分别固定安装交流电机和编码器，所述交流电机和编码器的转轴分别通过联轴器连接绕线轮的两端，所述支架处的连接板底部固定连接伸缩管的一端，所述伸缩管的另一端固定安装滑轮座，所述滑轮座的底部通过螺栓固定连接云台，所述滑轮座内转动安装动滑轮，所述绕线轮侧壁固定连接钢丝绳的一端，所述钢丝绳的另一端沿伸缩管内腔穿过动滑轮并固定连接绕线轮的圆周外壁。

优选的一种实施案例，所述交流电机附带阻尼和大额转速比的增速箱，所述支架处的连接板底部安装LP40 TOF激光测距传感器，所述伸缩管内腔设有螺旋线，且螺旋线包括电源线和信号线，所述螺旋线一端固定贯穿云台，另一端贯穿伸缩管的顶部外壁。

优选的一种实施案例，所述绕线轮的圆周外壁开有螺旋卡槽，所述动滑轮的圆周外壁开有V型结构的凹槽，所述滑轮座的顶部两端均固定安装有导向块，且导向块上开贯穿的线孔，线孔底部正对V型凹槽两侧，且线孔内径等于钢丝绳的直径。

优选的一种实施案例，所述伸缩管包括多个滑动单管，多个滑动单管的直径从上往下逐渐递减，且相邻滑动单管相互套接，所述滑动单管的顶部通过螺纹结构套接限位环，且限位环套接在上一节滑动单管内，所述滑动单管的外壁开有键槽，所述键槽内卡接导向键，所述滑动单管的底部通过螺纹结构安装导向环，所述导向环内腔滑动套接下一节滑动单管，所述导向环内壁开有导向槽，所述导向槽内卡接下一节滑动单管上的导向键。

优选的一种实施案例，所述限位环的外凸缘直径大于相邻滑动单管上的导向环的内径，所述导向键和键槽上开有两个定位孔和三个螺纹孔，所述滑动单管的两端外壁均开有注胶孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)移动速度快，定位准确、稳定性好，在顺序控制指令下能自动实现设备操作后实际状态的校核，从而使变电设备倒闸操作真正实现了远方操作；

2)机器人由后台***控制，后台***还可以通过网络由集控站远程控制，根据需要采用自动或手动，对场区设备定时或不定时巡检，具备频率监听功能，对场地异常进行监测；定期将巡视图片存储于当地后台；

3)采用滑线取电方式，使得机器人可以24h连续运行，避免了使用电池而带来的重量大、需要定时充电和定期维护保养的问题；

4)采用了电力载波通信技术进行视频和数据的传输，相比于无线通信传输，提高了通信带宽和数据传输的可靠性，避免了无线传输易受电磁干扰的问题，并简化了接线；

5)机器人行走轨道采用铝合金轻轨，多段连接，拆卸、安装方便；

6)采用固定轨道式机构，利用滑轨实现移动机器人的沿轨道运行，具有精确的定位控制和多维度移动能力，空间移动范围广泛，具有较强的环境适应性；

7)采用高精度增量式旋转编码器定位，定位简单、精确，误差极；

8)采用LP40 TOF激光测距传感器，具有量程大、厘米级精度、测量快速、环境适应能力强等优点；

9)垂直机构采用的螺旋式绕线法，即使安装过程中发生钢丝绳的扰乱也可实现自动归位；

10)水平机构中限位轮的安装设计巧妙，在限位的同时又起到保护作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明机器人主体结构***图；

图3为本发明伸缩管局部结构***图；

图4为本发明滑轮座处结构示意图；

图5为本发明***框图；

图6为本发明机器人上位机后台***图。

图中：1、轨道；2、机器人主体；21、连接板；22、水平机构；221、伺服电机；222、法兰盘；223、联轴器；224、电机支架；225、车体支架；226、齿轮；227、移动车；2271、车体；2272、固定桥；2273、高低导向板；2274、限位轮；2275、安装口；2276、导向轮；23、垂直机构；231、交流电机；232、编码器；233、绕线轮；234、支架；235、伸缩管；2351、限位环；2352、滑动单管；2353、键槽；2354、导向键；2355、导向环；2356、导向槽；236、滑轮座；237、动滑轮；24、控制箱；3、云台；4、采集仪。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于室内环境的巡检机器人，包括轨道1和机器人主体2，轨道1固定安装在室内顶部，机器人主体2包括连接板21，连接板21的一端安装水平机构22，水平机构22滑动卡接轨道1，连接板21的另一端安装垂直机构23，垂直机构23和水平机构22间的连接板21 底部固定安装控制箱24，垂直机构23的底部固定安装云台3，云台3的底部固定安装采集仪4。机器人主体2通过水平机构22沿轨道1进行水平移动，通过垂直机构23控制云台3的升降，从而控制采集仪4的位置，便于对室内环境进行巡检。

进一步的，采集仪4采用可见光摄像仪和红外热像仪，云台可以横向360°、纵向90°旋转，最大化保证了拍摄的范围和灵活性，可见光摄像仪的分辨率为 1902×1080，位深为24，可拍摄出高清的图片，而且可在上位机调节光圈、焦距等，保证了图像识别的识别成功率。

轨道1为横截面成“工”字型的环形轨道，轨道1的内壁顶部开有线槽，且线槽内卡接滑线电缆，控制箱24内安装有STM32控制单元和电力载波通信单元，机器人主体2通过电力载波通信与上位机实现数据通信。

进一步的，滑线电缆为双排滑触线，通过线扣和螺钉固定在轨道1内壁的线槽内，滑触线内接入220V交流电，滑线取电的方式可使机器人保证机器人24 小时不间断巡视，保证了机器人在移动过程中可以获得连续的电力供应，同时，电力载波通信通过在控制箱24内安装一个电力猫，通过滑触线的220V单相交流电供电，用网线输出到交换机的一个网口，再通过另一个电力猫经单相交流电供电，用网线输出到电脑或者其他交换机，从而与机器人后台上位机进行数据通信，两个电力猫的供电是同一相单相交流电，这样会提高传输的速度和质量，避免引起丢包、传输缓慢的问题。

进一步的，控制箱24内的控制单元内设有控制程序，机器人主体控制程序包括自检程序、报警程序、消警程序、软启动程序、预置位调用程序、通信程序、一键回归程序等，该程序具有定位准确、移动快速、运行安全的特点，在机器人后台上位机中后台管理主要包含：实时调取可见光摄像和红外热成像的画面，并且可根据需要手动调整焦距、曝光、白平衡等；进行可视化的操作，移动时会实时显示机器人的移动状态；实时拍照进行表记抄录、开关分合识别、指示灯状态识别、红外测温等；巡检过程中发现异常可以自动产生报警，巡检结束自动生成报告，该后台软件具有跨平台交互性好、状态实时可视化、识别快速和准确度高等特点。

进一步的，机器人后台***主要包括实时监控模块、任务规划模块、远程遥控模块、配置中心模块和历史查询和数据分析模块，具体的划分如图6所示：

(1)实时监控模块负责查看机器人运行过程中的图像信息、车体状态信息、车体行进信息电池状态信息、巡检现场气象信息、巡检任务信息等；

(2)任务规划模块分为例行、特巡任务规划和遥控巡检3种模式，可随时进行任务模式的切换，根据变电站巡检需求，例行任务规划可提前生成若干巡检任务，每天定期巡检；特巡任务规划可实时生成临时巡检任务，执行特殊巡检任务；

(3)远程遥控模块可以实时遥控机器人到规定地点做规定动作，该模块可通过手柄控制云台方位和俯仰，控制车体速度和方向；

(4)配置中心模块包括设备配置、地图配置和基本配置3个子界面。设备配置界面包括红外配置、可见光配置、车体配置和云台配置；

(5)历史查询和数据分析模块可实现可见光图像、红外图像、声音及表计读数、设备位置状态。

水平机构22包括法兰盘222，法兰盘222通过螺栓栓接在连接板21上，法兰盘222的顶部通过螺栓栓接电机支架224，法兰盘222的内腔底部设有伺服电机221，伺服电机221固定连接电机支架224，电机支架224的输出轴伸入电机支架224内腔中并连接联轴器223的一端，电机支架224内壁卡接车体支架225 的侧板并通过螺栓栓接固定，车体支架225的顶部通过螺栓连接移动车227的底部，移动车227滑动套接在轨道1上，轨道1的底部固定安装环形齿条，联轴器223的顶部连接齿轮226，齿轮226转动贯穿车体支架225和移动车227并啮合轨道1底部的环形齿条。则伺服电机221通过联轴器223带动齿轮226转动，齿轮226啮合轨道1底部的齿条，则齿轮226沿齿条滚动，从而带动移动车227沿轨道1移动，实现机器人主体2的水平移动。

进一步的，联轴器223使用弹性联轴器，其补偿两轴线不对中能力强，传动效率高，并且能在具有冲击、振动条件下安全运行，适合于本设计下振动较频繁的条件。

移动车227包括车体2271，车体2271的中部开有供齿轮226贯穿的圆形通槽，且车体2271通过螺栓连接车体支架225，车体2271的两侧外壁均开有安装口2275，安装口2275开口端的车体2271上固定安装固定桥2272，固定桥2272 上通过螺栓固定安装高低导向板2273，高低导向板2273靠近圆形通槽的一面顶部和底部均转动安装导向轮2276，两个高低导向板2273上的导向轮2276分别紧密贴合轨道1的“工”字型底板顶面和底面，车体2271两侧边角处均转动安装限位轮2274，限位轮2274分别紧密贴合轨道1的两侧，车体2271边角安装限位轮2274处和高低导向板2273底部安装导向轮2276处均开有椭圆形孔，便于安装贴合轨道1，两个导向轮2276分别压在轨道1的工字型底板顶部和底部，从而对车体2271进行竖向限位导向，限位轮2274贴合轨道1侧壁，对车体2271 的水平进行限位导向，使得移动车227沿轨道1进行水平移动。

垂直机构23包括支架234，支架234固定安装在连接板21的顶部，支架 234中部转动安装绕线轮233，支架234的两端分别固定安装交流电机231和编码器232，交流电机231和编码器232的转轴分别通过联轴器连接绕线轮233的两端，支架234处的连接板21底部固定连接伸缩管235的一端，伸缩管235的另一端固定安装滑轮座236，滑轮座236的底部通过螺栓固定连接云台3，滑轮座236内转动安装动滑轮237，绕线轮233侧壁固定连接钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端沿伸缩管235内腔穿过动滑轮237并固定连接绕线轮233的圆周外壁，交流电机231带动绕线轮233转动，则绕线轮233缠绕或放出钢丝绳，动滑轮 237沿钢丝绳滚动，则钢丝绳收缩时，动滑轮237上移，伸缩管235自行缩短，钢丝绳放出时，动滑轮237沿钢丝绳滚动，此时云台3等重力使得伸缩管235 自行伸长，从而实现采集仪4的上下移动，便于对目标进行采集和越过障碍物。

交流电机231附带阻尼和大额转速比的增速箱，快速带动绕线轮233转动并进行制动，支架234处的连接板21底部安装LP40 TOF激光测距传感器，LP40 TOF激光测距传感器，一方面，可充当“限位开关”，在初始位回归时进行左右和上下的限位；另一方面，可以起到安全防护的作用，机器人能自动探测周围环境，当识别到在巡检路线上存在障碍物且不能安全通过或者垂直升降过程中遇到障碍物时，能自动停车并报警，在障碍物移除后能自动消警，继续朝指定方向移动，伸缩管235内腔设有螺旋线，且螺旋线包括电源线和信号线，螺旋线一端固定贯穿云台3，另一端贯穿伸缩管235的顶部外壁，通过螺旋线的自身伸缩性能，使得伸缩管235伸缩时云台3和采集仪4均能够保持电源和数据连接。

绕线轮233的圆周外壁开有螺旋卡槽，便于钢丝绳绕线限位，避免钢丝绳在绕线轮233上缠绕打结，动滑轮237的圆周外壁开有V型结构的凹槽，，滑轮座236的顶部两端均固定安装有导向块，且导向块上开贯穿的线孔，线孔底部正对V型凹槽两侧，且线孔内径等于钢丝绳的直径，则钢丝绳通过线孔导向，便于卡接V型凹槽，使得钢丝绳与动滑轮237保持良好连接，当钢丝绳松弛时，松弛的钢丝绳会与线孔产生一个适量的摩擦力，会阻止钢丝绳发生松脱。

伸缩管235包括多个滑动单管2352，多个滑动单管2352的直径从上往下逐渐递减，且相邻滑动单管2352相互套接，滑动单管2352的顶部通过螺纹结构套接限位环2351，且限位环2351套接在上一节滑动单管2352内，滑动单管2352 的外壁开有键槽2353，键槽2353内卡接导向键2354，滑动单管2352的底部通过螺纹结构安装导向环2355，导向环2355内腔滑动套接下一节滑动单管2352，导向环2355内壁开有导向槽2356，导向槽2356内卡接下一节滑动单管2352上的导向键2354，导向键2354和键槽2353上开有两个定位孔和三个螺纹孔，滑动单管2352的两端外壁均开有注胶孔，则相邻滑动单管2352上的导向键2354 与导向环2355上的导向槽2356卡接，从而进行转向限位，使得滑动单管2352 相互滑动时不会发生转动，限位环2351的外凸缘直径大于相邻滑动单管2352 上的导向环2355的内径，使得相邻滑动单管2352滑动至最大距离时限位环2351 受到导向环2355阻挡，避免滑动单管2352相互脱离。

进一步的，水平运动、垂直运动和停车是机器人的基本功能，其进行水平运动时，会首先检测云台是否上升到指定位置，若不是，则会先把云台收上去，再水平运动；若是，则直接进行水平运动，这样，一是为提高机器人***运行的稳定性，二是为躲避障碍物，垂直运动采用的是单相交流电机，通过继电器的开断来控制其运动、换向和停止，水平运动采用速度环PID控制。

预置位调用程序是巡检机器人的主要功能，它主要实现的是工作人员预先通过调整机器人水平、垂直运动和云台转动到一个识别的最佳点，然后保存此点的编码器数值和云台旋转角度信息到后台数据库。接着，把机器人移动到任意位置，然后调用此命令，机器人会自动运行到预置位，最后停下。其从任意位置运动到预制位的流程应是：调用数据库数据→水平运动到指定位置→垂直运动到指定位置云台旋转到指定位置，一系列运动结束后就可以做其他事情了，比如：拍照、录像、识别等。

预置位之间的运动过程采用的是速度——位置双闭环PID控制，它是将位置PID的增量传递给速度环，再通过速度环的增量经换算传递给HBS57驱动器的输入脉冲，继而以位置来控制速度。

回归初始位是机器人的另一个主要功能，它主要是用来消除累计误差。首先，进行垂直初始位回归。具体流程：下移触下限位，记录编码器数值上移触上限位，计算全长，编码器清零停止，接着，进行水平初始位回归，具体流程：左移→触左限位，记录编码器数值→右移→触右限位，计算全长→移到中点，编码器清零停止停止，这就完成了初始位的回归。

综上所述，该轨道式巡检机器人可以辅助运行人员操作、自动巡视以及提供辅助故障分析与诊断，大幅提高了变电站设备智能化管理水平，提升了变电一次设备的安全运行水平，并且工作人员可以远程完成例行巡检任务，大大减少了值班人员现场巡检的次数，有效地减少了其劳动强度，提高了其工作效率，为变电站设备的安全运行提供更可靠的保障。

工作原理：本发明使用时，机器人主体2通过水平机构22沿轨道1进行水平移动，通过垂直机构23控制云台3的升降，从而控制采集仪4的位置，移动速度快，定位准确、稳定性好，轨道1上安装双排滑触线，从而保证机器人主体2移动时始终保持有线电源和数据连接，使得机器人可以24h连续运行，辅助运行人员操作、自动巡视以及提供辅助故障分析与诊断，大幅提高了变电站设备智能化管理水平，提升了变电一次设备的安全运行水平，并且工作人员可以远程完成例行巡检任务，大大减少了值班人员现场巡检的次数，有效地减少了其劳动强度，提高了其工作效率，为变电站设备的安全运行提供更可靠的保障。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于室内环境的巡检机器人，包括轨道(1)和机器人主体(2)，所述轨道(1)固定安装在室内顶部，其特征在于：所述机器人主体(2)包括连接板(21)，所述连接板(21)的一端安装水平机构(22)，所述水平机构(22)滑动卡接轨道(1)，所述连接板(21)的另一端安装垂直机构(23)，所述垂直机构(23)和水平机构(22)间的连接板(21)底部固定安装控制箱(24)，所述垂直机构(23)的底部固定安装云台(3)，所述云台(3)的底部固定安装采集仪(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述轨道(1)为横截面成“工”字型的环形轨道，所述轨道(1)的内壁顶部开有线槽，且线槽内卡接滑线电缆，所述控制箱(24)内安装有STM32控制单元和电力载波通信单元，所述机器人主体(2)通过电力载波通信与上位机实现数据通信。

3.根据权利要求1所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述水平机构(22)包括法兰盘(222)，所述法兰盘(222)通过螺栓栓接在连接板(21)上，所述法兰盘(222)的顶部通过螺栓栓接电机支架(224)，所述法兰盘(222)的内腔底部设有伺服电机(221)，所述伺服电机(221)固定连接电机支架(224)，所述电机支架(224)的输出轴伸入电机支架(224)内腔中并连接联轴器(223)的一端，所述电机支架(224)内壁卡接车体支架(225)的侧板并通过螺栓栓接固定，所述车体支架(225)的顶部通过螺栓连接移动车(227)的底部，所述移动车(227)滑动套接在轨道(1)上，所述轨道(1)的底部固定安装环形齿条，所述联轴器(223)的顶部连接齿轮(226)，所述齿轮(226)转动贯穿车体支架(225)和移动车(227)并啮合轨道(1)底部的环形齿条。

4.根据权利要求3所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述移动车(227)包括车体(2271)，所述车体(2271)的中部开有供齿轮(226)贯穿的圆形通槽，且车体(2271)通过螺栓连接车体支架(225)，所述车体(2271)的两侧外壁均开有安装口(2275)，所述安装口(2275)开口端的车体(2271)上固定安装固定桥(2272)，所述固定桥(2272)上通过螺栓固定安装高低导向板(2273)，所述高低导向板(2273)靠近圆形通槽的一面顶部和底部均转动安装导向轮(2276)，两个所述高低导向板(2273)上的导向轮(2276)分别紧密贴合轨道(1)的“工”字型底板顶面和底面，所述车体(2271)两侧边角处均转动安装限位轮(2274)，所述限位轮(2274)分别紧密贴合轨道(1)的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述车体(2271)边角安装限位轮(2274)处和高低导向板(2273)底部安装导向轮(2276)处均开有椭圆形孔，便于安装贴合轨道(1)。

6.根据权利要求1所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述垂直机构(23)包括支架(234)，所述支架(234)固定安装在连接板(21)的顶部，所述支架(234)中部转动安装绕线轮(233)，所述支架(234)的两端分别固定安装交流电机(231)和编码器(232)，所述交流电机(231)和编码器(232)的转轴分别通过联轴器连接绕线轮(233)的两端，所述支架(234)处的连接板(21)底部固定连接伸缩管(235)的一端，所述伸缩管(235)的另一端固定安装滑轮座(236)，所述滑轮座(236)的底部通过螺栓固定连接云台(3)，所述滑轮座(236)内转动安装动滑轮(237)，所述绕线轮(233)侧壁固定连接钢丝绳的一端，所述钢丝绳的另一端沿伸缩管(235)内腔穿过动滑轮(237)并固定连接绕线轮(233)的圆周外壁。

7.根据权利要求6所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述交流电机(231)附带阻尼和大额转速比的增速箱，所述支架(234)处的连接板(21)底部安装LP40 TOF激光测距传感器，所述伸缩管(235)内腔设有螺旋线，且螺旋线包括电源线和信号线，所述螺旋线一端固定贯穿云台(3)，另一端贯穿伸缩管(235)的顶部外壁。

8.根据权利要求6所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述绕线轮(233)的圆周外壁开有螺旋卡槽，所述动滑轮(237)的圆周外壁开有V型结构的凹槽，所述滑轮座(236)的顶部两端均固定安装有导向块，且导向块上开贯穿的线孔，线孔底部正对V型凹槽两侧，且线孔内径等于钢丝绳的直径。

9.根据权利要求6所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述伸缩管(235)包括多个滑动单管(2352)，多个滑动单管(2352)的直径从上往下逐渐递减，且相邻滑动单管(2352)相互套接，所述滑动单管(2352)的顶部通过螺纹结构套接限位环(2351)，且限位环(2351)套接在上一节滑动单管(2352)内，所述滑动单管(2352)的外壁开有键槽(2353)，所述键槽(2353)内卡接导向键(2354)，所述滑动单管(2352)的底部通过螺纹结构安装导向环(2355)，所述导向环(2355)内腔滑动套接下一节滑动单管(2352)，所述导向环(2355)内壁开有导向槽(2356)，所述导向槽(2356)内卡接下一节滑动单管(2352)上的导向键(2354)。

10.根据权利要求9所述的一种用于室内环境的巡检机器人，其特征在于：所述限位环(2351)的外凸缘直径大于相邻滑动单管(2352)上的导向环(2355)的内径，所述导向键(2354)和键槽(2353)上开有两个定位孔和三个螺纹孔，所述滑动单管(2352)的两端外壁均开有注胶孔。

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