CN203600262U - 工业巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种工业巡检机器人，包括用于行走的轮式行走机构，采用WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA网络的通讯模块，摄取图像信号的监控摄像模块，获取现场安防报警器信号的安防报警模块，以及连接所述轮式行走机构、通讯模块、监控摄像模块、安防报警模块的处理单元和电源供电电路。本实用新型可以通过遥控器控制机器人，也可以通过网络远程控制机器人行走、移动监控以及远程控制电器开关，并且还可以通过互联网自动向远程终端如计算机、手机、PDA发送图像监视信号和报警信号，从而使工业巡检机器人成为具有远程控制、移动监控、安防报警等功能于一体的智能机器人。

Description

工业巡检机器人

技术领域

本实用新型是一种工业巡检机器人，特别具有远程控制，安防报警和移动监控功能。

背景技术

工业巡检机器人是一款集合了远程控制、移动监控、安防报警功能于一体的智能机器人。

工业巡检机器人除具备机器人的行走、遥控等功能外，还实现了远程监控、无线报警、移动侦测、实时录像等功能。工业巡检机器人内置无线网络通讯模块，本地无需配置电脑，可直接上网，远端通过WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA网络接入即可访问，通过发布控制命令，机器人可以按指示行走路线进行安防监控，并且具备移动侦测功能，当探测到移动物体后可自动拍照或录像，并发送到指定邮箱、手机，满足用户单位安防监控、设备巡检、侦测报警等多重需要。

工业巡检机器人适用于工厂、车站、机场、体育场馆、无人值守的机房、仓库等地。

工业巡检机器人切实满足了用户单位对安防监控报警、设备巡查的更高追求，使通过机器人实现移动监控、远程报警不再只是梦想，使机器人技术发展走向实用化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有安防报警和远程网络监控以及智能电器控制等功能的工业巡检机器人。

本实用新型的目的是这样实现的，一种工业巡检机器人，包括采用WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的通讯模块；以及安防报警模块、电器控制模块和用于行走的轮式行走机构以及电源供电电路，其特征在于还包括：摄取图像信号的监控摄像模块；以及接收遥控器控制信号的遥控接收器；以及连接所述遥控接收器、电源供电电路、轮式行走机构、电器控制模块、监控摄像模块、安防报警模块、通讯模块的处理单元。

本实用新型的通讯模块是由用于收发信号的天线和基于WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的与用户端计算机通讯的网络***组成。

本实用新型的工业巡检机器人还包括一个安防报警模块，它包括：接收温度传感器、湿度传感器、振动传感器的发射器所发射的无线信号的红外接收器；以及连接所述红外接收器输出的多个解码器单元(31-1，31-2，...31-n)，所述多个解码器单元(31-1，31-2，...31-n)经由总线连接处理单元。

所述安防报警模块与通讯模块实现嵌入式电连接，在处理单元的控制下，利用通讯模块与远程终端设备如电脑、手机、PAD实现远程安防报警功能。

本实用新型的工业巡检机器人还包括一个监控摄像模块，它是由云台、支架和装在防护罩中的红外CCD摄像机组成。

本实用新型的工业巡检机器人还包括一个电器控制模块，它包括：分别连接所述处理单元的多个编码单元；以及连接所述多个编码单元输出的无线发射机；

所述无线发射机是具有调制器、功率推动级和天线的射频发射器。

本实用新型的轮式行走机构通过遥控接收器接收到遥控器发出的控制信号或通过通讯模块接收远程控制指令并传输到处理单元，处理单元控制信号输出端与轮式行走机构的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

本实用新型的工业巡检机器人还包括一个电源供电电路，它包括一个具有自动充电功能的充电电源装置。

本实用新型的遥控接收器接收到遥控器发出的控制信号并传输到处理单元；其中所述处理单元控制信号输出端与监控摄像模块的云台驱动电机控制端相连，通过控制云台驱动电机的旋转向监控摄像模块发送控制指令，控制工业巡检机器人的摄像头俯仰角度以及周向旋转；其中所述处理单元控制信号输出端与轮式行走机构的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

本实用新型所述的工业巡检机器人可通过远程终端和遥控器两种方式操控。

本实用新型的技术效果是在智能机器人上设置可以通过WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA接收远程控制指令的装置，以及通过无线网络自动向远程终端发送监视和报警信号的装置，从而使智能机器人具有远程监控功能，使智能机器人成为集监控、报警、智能控制以及设备巡检为一体的安保助手。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的工业巡检机器人结构图；

图2是图1中的安防报警模块的电路原理图；

图3是图1中的电器控制模块的电路原理图；

图4是基于本实用新型的工业巡检机器人的一个家电控制应用场景数据流程图；

图5基于本实用新型的工业巡检机器人的一个安防报警应用场景数据流程图；

图6显示了本实用新型的工业巡检机器人的一个应用场景数据流程图。

具体实施方式

图1显示了本实用新型的工业巡检机器人的结构。如图1所示，工业巡检机器人包括采用WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的通讯模块2。

所述通讯模块2经由WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的接入装置连接网络，以便接收远程终端经由网络发送的远程操作指令，以及经由网络向远程终端发送本地监控信息。

本实用新型的工业巡检机器人还包括：安防报警模块3、电器控制模块5和用于行走的轮式行走机构6以及电源供电电路7；以及摄取图像信号的监控摄像模块4；以及接收遥控器控制信号的遥控接收器8；以及连接所述遥控接收器8、电源供电电路7、轮式行走机构6、电器控制模块5、监控摄像模块4、安防报警模块3、通讯模块2的处理单元1。

本实用新型的通讯模块2由用于收发信号的天线，和基于WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的与用户端计算机通讯的网络***组成。

本实用新型还包括连接处理单元1的安防报警模块3。该安防报警模块3的结构如图2所示，该安防报警模块3是由接收温度传感器、湿度传感器、振动传感器的发射器所发射的无线信号的红外接收器32；以及连接所述红外接收器32输出的多个解码器单元(31-1，31-2，...31-n)经由总线连接处理单元1。

接收温度传感器、湿度传感器等各报警传感器12的发射器所发射的无线信号的无线接收器32；连接所述无线接收器32输出的多个解码器单元31-1、31-2、...31-n，所述多个解码器单元31-1、31-2、...31-n经由总线连接处理单元1。

报警传感器12的发射器发送分别对各传感器检测的传感器编码的无线信号，因此通过多个解码器单元解码该无线信号，就可以确定所接收的无线报警信号属于哪个传感器检测的信号，这样，经由处理单元1按预定协议处理并通过通讯模块2发送给远程终端后，远程终端就可以显示那个检测到异常情况的传感器。

所述安防报警模块3与通讯模块2实现嵌入式电连接，在处理单元1的控制下，利用通讯模块2与远程终端设备如电脑、手机、PDA实现远程安防报警功能。

本实用新型的监控摄像模块4是由设置在机器人上的云台、支架和装在防护罩中的红外CCD摄像机组成。

监控摄像模块4包含监控摄像模块4包含1个红外CCD监控摄像机，监控摄像可以根据远程终端11发送的指令工作，也可以作为监视探头进行实时监视。监控摄像模块4摄取的图像经由处理单元1进行图像处理(该处理单元1中可以包括一个专门处理图像的DSP处理器)后，经由通讯模块2连接到WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA网络发送给远程终端11，这样远程终端11的用户就可以通过观看屏幕实时进行监视，并且还可以所观测的图像控制机器人的行走。

本实用新型的电器控制模块5，该电器控制模块5的结构如图3所示，该电器控制模块5包括：分别连接所述处理单元1的多个编码单元51-1，51-2，51-n；以及连接所述多个编码单元51-1，51-2，51-n输出的无线发射机52。

所述无线发射机52向各个电器无线接收器发射经过编码的无线控制信号，可解码该无线控制信号的电器无线接收器(未示出，可分别设置在相应的电器附近)通过解码该无线控制信号，使其开关接点串接在市电电源回路上的继电器开关或电子开关动作，从而接通或断开电器12(参见图6)。

例如，当处理单元1经由无线局域网模块2收到远程终端11开启1号电器的指令时，处理单元1将对应该指令的开启指令按照相应的地址发送给编码单元51-1，编码单元51-1对开启指令编码后经由无线发射机52发射给可对其解码的控制1号电器的1号电器无线接收器，该接收器随后接通1号电器的市电电源。

无线发射器52可以是射频发射器或者红外线发射器。若是射频发射器，则应当具有调制器、功率推动级和天线。

本实用新型的轮式行走机构6通过遥控接收器8接收到遥控器10发出的控制信号或通过通讯模块2接收远程控制指令并传输到处理单元1，处理单元1控制信号输出端与轮式行走机构6的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构6发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

本实用新型的电源供电电路7包括一个具有自动充电功能的充电电源装置。

本实用新型的遥控接收器8接收到遥控器10发出的控制信号并传输到处理单元1；其中所述处理单元1控制信号输出端与监控摄像模块4的云台驱动电机控制端相连，通过控制云台驱动电机的旋转向监控摄像模块4发送控制指令，控制工业巡检机器人的摄像头俯仰角度以及周向旋转；其中所述处理单元1控制信号输出端与轮式行走机构6的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构6发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

本实用新型的处理单元1解析无线局域模块2经由网络从远程终端接收的操作指令，将其分解为相应的子指令数据，以便

1)控制轮式行走机构6中的驱动轮子行走的相应电机工作，从而可以使机器人按照远程终端的指令进行行走；

2)控制监控摄像模块4中的驱动云台转动的相应电机工作，从而可以使安装在机器人身上的CCD摄像机按照远程终端的指令进行俯仰角调整以及周向转动。

下面配合图示，通过3个实例来说明本实用新型工业巡检机器人的应用场景。

电器控制操作流程如图4所示，当处理单元1经由通讯模块2收到远程终端11开启电器12(比如电灯)的指令时，处理单元1将对应该指令的开启指令按照相应的地址发送给编码单元51-1，编码单元51-1对开启指令编码后经由无线发射机52发射给可对其解码的控制电器12(比如电灯)的无线接收器，该接收器随后接通电器12(比如电灯)的市电电源。电器12(比如电灯)开启后可以返回操作结果给用户的远程终端11(步骤4和5)。

监控报警工作方式如图5所示，设想突然有一盗贼进入用户单位中，单位中工业巡检机器人的摄像机触发移动侦测功能，立即拨打管理员随身携带的3G手机报警，并启动视频录像和拍照功能(步骤1)；3G机器人一方面通过3G移动通讯网络将视频流和图片存储到指定的存储空间，另一方面通过语音电话给用户报警(步骤2-3)；管理员在接到电话的语音报警信息后，可开启手机视频，实施查看车间中的情况，并立即报警通知车间保安和警察。事后用户可以利用工业巡检机器人发送以及备份的视频文件和图片向警方提供有力的证据。

图6显示了本实用新型的具体应用。如图6所示，工业巡检机器人9通过无线局域网(WLAN无线接入点、路由器)与Internet广域网连接，从而形成远程信号通道。远程信号通道用来传输影像、报警信息和远程控制信号。

工业巡检机器人9有两种通讯模式，即与遥控器10近距离无线通讯，或通过通讯模块与WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA网络连接，从而形成远程信号通道，工业巡检机器人9通过连接远程信号通道用来传输影像、报警信息和远程控制信号。

工业巡检机器人9在工作时利用315M/433M/868M/915M免牌照频段无线传输技术，采用加密通讯协议与测温、测湿、测烟、测振等安防报警器13组成现场信号通道，现场信号通道用于传输安防报警信息。

工业巡检机器人9可通过遥控器10或远程终端11的计算机发送控制信号指挥其在现场工作，通过控制轮式行走机构6控制机器人任意行走，并可通过控制监控摄像模块4，调整摄像头参数设置，选择性的在远程计算机中观看、存储现场的一切情况。

工业巡检机器人9具有电器控制功能，可通过远程计算机发送远程控制信号控制现场的电器12工作方式。

工业巡检机器人9具有报警功能，当测温、测湿、测烟、测振等报警器13产生警情时，本机发送可识别的报警信号给远程终端11的计算机。

工业巡检机器人9可以利用自动充电模块(通过接收射频电能进行充电)进行自动充电。

综上所述，本实用新型通过在智能机器人上设置可以通过WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA网络接收远程控制指令的装置，以及通过网络自动向远程终端发送监视和报警信号的装置，从而使智能机器人具有远程监控功能，使智能机器人成为集远程监控、安防报警、电器控制以及设备巡检为一体的安保助手。

尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种形式上的修改，例如，在处理器框之外绘制本实用新型显然已经使用但未图示的模/数和数模变换器。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业巡检机器人，包括采用WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的通讯模块(2)；以及

安防报警模块(3)、电器控制模块(5)和用于行走的轮式行走机构(6)以及

电源供电电路(7)，其特征在于还包括：

摄取图像信号的监控摄像模块(4)；以及

接收遥控器控制信号的遥控接收器(8)；以及

连接所述遥控接收器(8)、电源供电电路(7)、轮式行走机构(6)、电器控制模块(5)、监控摄像模块(4)、安防报警模块(3)、通讯模块(2)的处理单元(1)。

2.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述通讯模块(2)由用于收发信号的天线和基于WIFI、3G、Zigbee、GPRS或CDMA的与远程终端计算机通讯的网络***组成。

3.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述安防报警模块(3)包括：

接收温度传感器、湿度传感器、振动传感器的发射器所发射的无线信号的红外接收器(32)；以及

连接所述红外接收器(32)输出的多个解码器单元(31-1，31-2，...31-n)，所述多个解码器单元(31-1，31-2，...31-n)经由总线连接处理单元(1)。

4.根据权利要求3所述的工业巡检机器人，其特征在于所述安防报警模块(3)与通讯模块(2)实现嵌入式电连接，在处理单元(1)的控制下利用通讯模块(2)与远程终端设备实现远程安防报警功能。

5.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述监控摄像模块(4)是由云台、支架和装在防护罩中的红外CCD摄像机组成。

6.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述电器控制模块(5)包括：

分别连接所述处理单元(1)的多个编码单元(51-1，51-2，51-n)；以及

连接所述多个编码单元(51-1，51-2，51-n)输出的无线发射机(52)，

其中所述无线发射机(52)是具有调制器、功率推动级和天线的射频发射器。

7.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述轮式行走机构(6)通过遥控接收器(8)接收到遥控器(10)发出的控制信号或通过通讯模块(2)接收远程控制指令并传输到处理单元(1)，处理单元(1)控制信号输出端与轮式行走机构(6)的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构(6)发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

8.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述电源供电电路(7)包括一个具有自动充电功能的充电电源装置。

9.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于所述遥控接收器(8)接收到遥控器(10)发出的控制信号并传输到处理单元(1)；

其中所述处理单元(1)控制信号输出端与监控摄像模块(4)的云台驱动电机控制端相连，通过控制云台驱动电机的旋转向监控摄像模块(4)发送控制指令，控制工业巡检机器人的摄像头俯仰角度以及周向旋转；

其中所述处理单元(1)控制信号输出端与轮式行走机构(6)的驱动电机控制端相连，通过控制驱动电机的旋转向轮式行走机构(6)发送控制指令，控制工业巡检机器人的行走路线。

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