CN115401671B - 一种多功能轮式工业智能巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多功能轮式工业智能巡检机器人，涉及巡检机器人技术领域，包括轮式移动座、警报器、水箱、机械手机构、圆周运动机构、巡检机构，所述的警报器、水箱、机械手机构均设置在轮式移动座上，所述的圆周运动机构设置在机械手机构上，所述的巡检机构设置在圆周运动机构上；本发明通过设置机械手机构，可以将圆周运动机构和巡检机构移动到所需要的位置，以便于对工业储罐进行巡检；本发明通过设置圆周运动机构，可以分别将监控组件和清洗组件进行移动，以便于对储罐泄漏点进行封堵的同时对储罐进行清洗；本发明通过设置巡检机构，可以通过气囊对储罐的泄漏点封堵，还可以通过喷头对储罐进行清洗，并对储罐漏出的液体进行稀释。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人技术领域，特别涉及一种多功能轮式工业智能巡检机器人。
背景技术
巡检机器人是一种具备自动导航、实现环境检测的***性装置，通过现有图像识别技术，可以实现对环境的全天候检测；目前，在工业生产中需要用储罐储存一些液体材料，由于化工液体材料泄露后可能造成空气污染以及对储罐表面的腐蚀，还容易对处理人员身体的造成伤害，因此在对化工液体材料泄露应急处理的过程中，需要将泄露的储罐进行封堵，还需要对储罐的表面进行清洗，而现阶段的化工液体材料泄露应急处理大多依赖于人工处理，人工处理不可避免的会出现处理滞后，导致污染严重，而且工作效率低。
公告号为CN108000482B的发明专利公开了一种防爆轮式巡检机器人***，该机器人***包括防爆轮式巡检机器人、防爆轮式巡检机器人本地监控后台和防爆轮式巡检机器人远程集控后台控制***。防爆轮式巡检机器人由箱体组件、驱动机构、RFID定位***、前导航组件、急停按钮组件、PID气体检测仪、前避障传感器、防爆扬声器、天线、拾音器、防爆云台、后避障传感器、自动充电组件和后导航组件组成；该专利虽然可以代替巡检人员对化工储罐进行巡检，但是并不能对储罐的泄漏点进行封堵，也不能对泄漏的储罐进行处理。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多功能轮式工业智能巡检机器人，包括轮式移动座、警报器、水箱、机械手机构、圆周运动机构、巡检机构，所述的警报器、水箱、机械手机构均设置在轮式移动座上，所述的圆周运动机构设置在机械手机构上，所述的巡检机构设置在圆周运动机构上，所述的圆周运动机构用于驱动巡检机构做圆周运动；
所述的巡检机构包括监控组件、清洗组件，所述的监控组件和清洗组件均设置在圆周运动机构上；
所述的监控组件包括封堵单元、换位板，所述的换位板设置在封堵单元上；
所述的清洗组件包括移动座二、换位杆、转动单元、连接套、喷头、开关单元，所述的移动座二上设置有开关单元，移动座二上还设置有转动单元，所述的转动单元用于驱动喷头转动，喷头上转动安装有连接套，连接套上固定安装有换位杆，换位杆和换位板接触配合，从而带动喷头沿着连接套的轴线方向运动。
进一步的，所述的圆周运动机构包括弧形板、圆周运动组件一、圆周运动组件二，所述的弧形板设置有两个，所述的圆周运动组件一、圆周运动组件二均设置在弧形板上。
进一步的，所述的圆周运动组件一包括移动杆一、移动齿轮一、弧形齿条一，所述的移动杆一的两端在弧形板上滑动安装，所述的移动杆一和移动齿轮一固定安装，移动齿轮一和弧形齿条一啮合安装，移动杆一和移动座二转动安装。
进一步的，所述的圆周运动组件二包括移动杆二、弧形齿条二、移动齿轮二，所述的移动杆二的两端在弧形板上滑动安装，所述的移动齿轮二和移动杆二固定安装，移动齿轮二和弧形齿条二啮合安装。
进一步的，所述的封堵单元包括移动座一、固定板、气囊、摄像头，所述的移动座一在弧形板上滑动安装，移动座一和移动杆二转动安装，固定板上固定安装有气囊，固定板用于驱动气囊运动，移动座一上还设置有摄像头。
进一步的，所述的转动单元包括锥齿轮一、锥齿轮二、转动齿轮一、转动齿轮二、活动管，所述的锥齿轮一固定安装在移动杆一上，锥齿轮一和锥齿轮二啮合安装，锥齿轮二和转动齿轮一同轴固定安装，转动齿轮一和转动齿轮二啮合安装，转动齿轮二和活动管滑动安装，活动管和喷头固定安装，活动管和喷头的内部连通。
进一步的，所述的清洗组件还包括圆杆、转动套，所述的转动套和活动管转动安装，转动套和连接套固定安装，转动套上固定安装有圆杆，圆杆在移动座二上滑动安装。
进一步的，所述的开关单元包括固定管、弹簧一、封盖、连接板，所述的固定管固定安装在移动座二上，固定管和活动管的内部连通，固定管上固定安装有连接板，连接板通过弹簧一和封盖相连，封盖和活动管的形状相匹配。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过设置机械手机构，可以将圆周运动机构和巡检机构移动到所需要的位置，以便于对工业储罐进行巡检；（2）本发明通过设置圆周运动机构，可以分别将监控组件和清洗组件进行移动，以便于对储罐泄漏点进行封堵的同时对储罐进行清洗；（3）本发明通过设置巡检机构，可以通过气囊对储罐的泄漏点封堵，还可以通过喷头对储罐进行清洗，并对储罐漏出的液体进行稀释。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明机械手机构结构示意图。
图3为本发明圆周运动机构结构示意图。
图4为本发明圆周运动机构侧视图。
图5为本发明监控组件结构示意图。
图6为本发明清洗组件结构示意图。
图7为本发明清洗组件主视图。
图8为本发明清洗组件俯视图。
图9为本发明清洗组件局部结构示意图。
附图标号：1-车架；2-移动轮；3-警报器；4-水箱；501-侧板；502-转动电机一；503-连接轴一；504-机械臂；505-转动电机二；506-支撑板；507-电机座；508-连接轴二；601-移动电机二；602-移动电机座二；603-移动电机一；604-移动电机座一；605-移动杆二；606-移动杆一；607-弧形齿条二；608-移动齿轮二；609-移动齿轮一；610-弧形齿条一；611-弧形板；61101-弧形轨一；61102-弧形轨二；701-移动座一；702-换位板；703-电缸；704-固定板；705-气囊；706-摄像头；707-移动座二；708-锥齿轮一；709-换位杆；710-锥齿轮二；711-转动齿轮一；712-转动齿轮二；713-固定管；714-弹簧一；715-封盖；716-连接板；717-活动管；718-弹簧二；719-圆杆；720-连接套；721-喷头；722-转动套。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的一种多功能轮式工业智能巡检机器人，包括轮式移动座、警报器3、水箱4、机械手机构、圆周运动机构、巡检机构，警报器3、水箱4、机械手机构均设置在轮式移动座上，圆周运动机构设置在机械手机构上，巡检机构设置在圆周运动机构上，圆周运动机构用于驱动巡检机构做圆周运动，水箱4上设置有软管，软管和固定管713的内部连通，用于对喷头721进行供水。
轮式移动座包括车架1、移动轮2，车架1上设置有四个移动轮2，移动轮2和电机相连。
机械手机构包括侧板501、转动电机一502、连接轴一503、机械臂504、转动电机二505、支撑板506、电机座507、连接轴二508，侧板501设置有两个，两个侧板501均固定安装在车架1上，转动电机一502固定安装在车架1上，转动电机一502的输出轴和连接轴一503固定安装，连接轴一503的两端转动安装在侧板501上，连接轴一503上固定安装有两个机械臂504，其中一个机械臂504上固定安装有电机座507，电机座507上固定安装有转动电机二505，转动电机二505的输出轴和连接轴二508固定安装，连接轴二508的两端转动安装在机械臂504上，连接轴二508上固定安装有支撑板506。
圆周运动机构包括弧形板611、圆周运动组件一、圆周运动组件二，弧形板611设置有两个，两个弧形板611均固定安装在支撑板506上，弧形板611上设置有弧形轨一61101和弧形轨二61102，弧形轨一61101的半径大于弧形轨二61102的半径，圆周运动组件一、圆周运动组件二均设置在弧形板611上。
圆周运动组件一包括移动电机一603、移动电机座一604、移动杆一606、移动齿轮一609、弧形齿条一610，移动电机一603固定安装在移动电机座一604上，移动电机座一604在弧形板611上滑动安装，移动电机一603的输出轴和移动杆一606固定安装，移动杆一606的两端在弧形轨一61101上滑动安装，移动杆一606和移动齿轮一609固定安装，移动齿轮一609和弧形齿条一610啮合安装，弧形齿条一610固定安装在弧形板611上。
圆周运动组件二包括移动电机二601、移动电机座二602、移动杆二605、弧形齿条二607、移动齿轮二608，移动电机二601固定安装在移动电机座二602上，移动电机座二602在弧形板611上滑动安装，移动电机二601的输出轴和移动杆二605固定安装，移动杆二605的两端在弧形轨二61102上滑动安装，移动齿轮二608和移动杆二605固定安装，移动齿轮二608和弧形齿条二607啮合安装，弧形齿条二607固定安装在弧形板611上。
巡检机构包括监控组件、清洗组件，监控组件和清洗组件均设置在圆周运动机构上。
监控组件包括封堵单元、换位板702，封堵单元设置在弧形板611上，换位板702固定安装在移动座一701上；封堵单元包括移动座一701、电缸703、固定板704、气囊705、摄像头706，移动座一701在弧形板611上滑动安装，移动座一701和移动杆二605转动安装，电缸703固定安装在移动座一701上，电缸703的伸缩杆和固定板704固定安装，固定板704上固定安装有气囊705，固定板704用于驱动气囊705运动，移动座一701上还设置有两个摄像头706。
清洗组件包括移动座二707、换位杆709、转动单元、连接套720、喷头721、开关单元，移动座二707的两端在弧形板611上滑动安装，移动座二707和移动杆一606转动安装，移动座二707上设置有开关单元，移动座二707上还设置有转动单元，转动单元用于驱动喷头721转动，喷头721上转动安装有连接套720，连接套720上固定安装有换位杆709，换位杆709和换位板702接触配合，从而带动喷头721沿着连接套720的轴线方向运动。
转动单元包括锥齿轮一708、锥齿轮二710、转动齿轮一711、转动齿轮二712、活动管717、弹簧二718，锥齿轮一708固定安装在移动杆一606上，锥齿轮一708和锥齿轮二710啮合安装，锥齿轮二710和转动齿轮一711同轴固定安装，转动齿轮一711和转动齿轮二712啮合安装，转动齿轮二712和活动管717滑动安装，转动齿轮二712转动安装在移动座二707上，转动齿轮二712上设置有限位槽，活动管717上设置有滑块，活动管717上的滑块在转动齿轮二712的限位槽上滑动安装，活动管717和喷头721固定安装，活动管717和喷头721的内部连通，活动管717上套设有弹簧二718，弹簧二718的第一端和转动套722固定安装，弹簧二718的第二端和移动座二707固定安装。
清洗组件还包括圆杆719、转动套722，转动套722和活动管717转动安装，转动套722和连接套720固定安装，转动套722上固定安装有圆杆719，圆杆719在移动座二707上滑动安装。
开关单元包括固定管713、弹簧一714、封盖715、连接板716，固定管713固定安装在移动座二707上，固定管713和活动管717的内部连通，固定管713的底部转动安装有转动环，转动环和活动管717滑动安装，转动环上设置有滑槽，活动管717上的滑块在转动环的滑槽上滑动安装，活动管717上的滑块用于对转动环上的滑槽进行封堵，固定管713上固定安装有连接板716，连接板716和弹簧一714的第一端固定安装，弹簧一714的第二端和封盖715固定安装，封盖715和活动管717的形状相匹配，封盖715上设置有限位杆，封盖715上的限位杆在连接板716上滑动安装。
本发明的工作原理如下：巡检时，通过移动轮2转动，带动车架1移动，从而带动摄像头706移动进行巡检。
当需要调节巡检机构的角度时，启动转动电机一502，转动电机一502带动连接轴一503转动，连接轴一503带动机械臂504转动，机械臂504带动电机座507、转动电机二505移动，启动转动电机二505，转动电机二505带动连接轴二508转动，连接轴二508带动支撑板506转动，支撑板506上的圆周运动机构和巡检机构运动，即可调节巡检机构的角度，以便于摄像头706进行巡检。
当摄像头706检测到储罐的液体泄漏时，启动警报器3进行警报，启动移动电机二601，移动电机二601带动移动杆二605、移动齿轮二608转动，在弧形齿条二607的作用下，移动杆二605在弧形轨二61102上滑动，移动电机座二602在弧形板611上滑动，移动杆二605带动移动座一701移动，移动座一701带动气囊705移动至泄漏点上方，启动电缸703，电缸703带动固定板704移动，固定板704带动气囊705向靠近储罐的方向移动，直至气囊705把泄漏点封堵住。
启动移动电机一603，移动电机一603带动移动杆一606、移动齿轮一609转动，在弧形齿条一610的作用下，移动杆一606在弧形轨一61101上滑动，移动电机座一604在弧形板611上滑动，移动杆一606带动移动座二707移动，移动杆一606转动的同时带动锥齿轮一708转动，锥齿轮一708带动锥齿轮二710转动，锥齿轮二710带动转动齿轮一711转动，转动齿轮一711带动转动齿轮二712转动，转动齿轮二712带动活动管717转动，活动管717带动喷头721转动，从而使喷头721移动的同时转动，水箱4中的清洗液通过软管输送至固定管713中，通过固定管713输送至活动管717中，通过活动管717输送至喷头721中，通过喷头721对储罐泄漏处的周围进行清洗，还可以对泄露的液体进行稀释；当换位杆709和换位板702接触后，换位杆709继续移动，换位杆709带动连接套720移动，连接套720带动转动套722向远离储罐的方向移动，圆杆719在移动座二707上滑动，转动套722带动活动管717、喷头721向远离储罐的方向移动，转动套722对弹簧二718进行压缩，从而使喷头721对监控组件进行避让，通过弹簧二718对喷头721进行复位；活动管717向远离储罐的方向运动，活动管717和封盖715相接触，封盖715对活动管717进行封堵，防止水流出，对水造成浪费，活动管717带动封盖715移动，封盖715上的限位杆在连接板716上滑动，封盖715对弹簧一714进行挤压，弹簧一714用于对封盖715进行复位。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多功能轮式工业智能巡检机器人，包括轮式移动座、警报器（3）、水箱（4）、机械手机构、圆周运动机构、巡检机构，其特征在于：所述的警报器（3）、水箱（4）、机械手机构均设置在轮式移动座上，所述的圆周运动机构设置在机械手机构上，所述的巡检机构设置在圆周运动机构上，所述的圆周运动机构用于驱动巡检机构做圆周运动；
所述的巡检机构包括监控组件、清洗组件，所述的监控组件和清洗组件均设置在圆周运动机构上；
所述的监控组件包括封堵单元、换位板（702），所述的换位板（702）设置在封堵单元上；
所述的清洗组件包括移动座二（707）、换位杆（709）、转动单元、连接套（720）、喷头（721）、开关单元，所述的移动座二（707）上设置有开关单元，移动座二（707）上还设置有转动单元，所述的转动单元用于驱动喷头（721）转动，喷头（721）上转动安装有连接套（720），连接套（720）上固定安装有换位杆（709），换位杆（709）和换位板（702）接触配合，从而带动喷头（721）沿着连接套（720）的轴线方向运动；
所述的圆周运动机构包括弧形板（611）、圆周运动组件一、圆周运动组件二，所述的弧形板（611）设置有两个，所述的圆周运动组件一、圆周运动组件二均设置在弧形板（611）上；
所述的圆周运动组件一包括移动杆一（606）、移动齿轮一（609）、弧形齿条一（610），所述的移动杆一（606）的两端在弧形板（611）上滑动安装，所述的移动杆一（606）和移动齿轮一（609）固定安装，移动齿轮一（609）和弧形齿条一（610）啮合安装，移动杆一（606）和移动座二（707）转动安装；
所述的转动单元包括锥齿轮一（708）、锥齿轮二（710）、转动齿轮一（711）、转动齿轮二（712）、活动管（717），所述的锥齿轮一（708）固定安装在移动杆一（606）上，锥齿轮一（708）和锥齿轮二（710）啮合安装，锥齿轮二（710）和转动齿轮一（711）同轴固定安装，转动齿轮一（711）和转动齿轮二（712）啮合安装，转动齿轮二（712）和活动管（717）滑动安装，活动管（717）和喷头（721）固定安装，活动管（717）和喷头（721）的内部连通；
所述的清洗组件还包括圆杆（719）、转动套（722），所述的转动套（722）和活动管（717）转动安装，转动套（722）和连接套（720）固定安装，转动套（722）上固定安装有圆杆（719），圆杆（719）在移动座二（707）上滑动安装；
所述的开关单元包括固定管（713）、弹簧一（714）、封盖（715）、连接板（716），所述的固定管（713）固定安装在移动座二（707）上，固定管（713）和活动管（717）的内部连通，固定管（713）上固定安装有连接板（716），连接板（716）通过弹簧一（714）和封盖（715）相连，封盖（715）和活动管（717）的形状相匹配。
2.如权利要求1所述的一种多功能轮式工业智能巡检机器人，其特征在于：所述的圆周运动组件二包括移动杆二（605）、弧形齿条二（607）、移动齿轮二（608），所述的移动杆二（605）的两端在弧形板（611）上滑动安装，所述的移动齿轮二（608）和移动杆二（605）固定安装，移动齿轮二（608）和弧形齿条二（607）啮合安装。
3.如权利要求2所述的一种多功能轮式工业智能巡检机器人，其特征在于：所述的封堵单元包括移动座一（701）、固定板（704）、气囊（705）、摄像头（706），所述的移动座一（701）在弧形板（611）上滑动安装，移动座一（701）和移动杆二（605）转动安装，固定板（704）上固定安装有气囊（705），固定板（704）用于驱动气囊（705）运动，移动座一（701）上还设置有摄像头（706）。
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Denomination of invention: A multifunctional wheeled industrial intelligent inspection robot Effective date of registration: 20230329 Granted publication date: 20230314 Pledgee: Shaanxi qinnong Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Jingkai sub branch Pledgor: Xi'an Binlin Electronic Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980036915 |
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Effective date of registration: 20230719 Address after: 710000 Room 11607, Building 2, Yinhe Huating, No. 149, Weiyang Road, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee after: Zhang Peng Address before: 710000 Room 11607, Building 2, Yinhe Huating, No. 149, Weiyang Road, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee before: Xi'an Binlin Electronic Technology Co.,Ltd. |
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| CI03 | Correction of invention patent |
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