CN207593789U - 一种低成本导航方式的全自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，包括图像采集装置、控制***、电动升降装置、驱动行走装置、红外传感器、位于驱动行走装置内部的电源管理组件、远程控制平台，以及布设在地面上的黑色车道线，贴在黑色车道线周围两侧的RFID标签，所述控制***安装在驱动行走装置上，包括陀螺仪传感器、主控制器，以及分别与陀螺仪传感器、主控制器连接的网络通讯模块。本实用新型能够准确检测、采集机房内设备的工作状态，即时向控制中心传送采集信息，并对机房内部环境数据进行实时监控，实现自动巡检、重点区域巡检、远程控制巡检。

Description

一种低成本导航方式的全自动巡检机器人

技术领域

本实用新型属于室内智能检测设备领域，具体涉及一种用于电力、网络、铁路机房的全自动智能巡检机器人。

背景技术

随着目前国家电网机房、运营商网络机房、铁路机房等领域的巡检智能化，在很多业务机房内已经部署了全自动巡检机器人。目前传统的巡检机器人采用的是轨道牵引方式，需要在对机房进行施工改造，在地面或者天花板上架设轨道。这样的方式存在一些弊端：

1.需要耗费施工成本对机房进行改造，轨道路线铺设之后，未来如果要进行巡检线路变更，则又需要进行新的施工改造。

2.现有的巡检机器人智能化程度低，最终信息核对以及分析任务还是需要人工来进行，这样的巡检方式依然有劳动强度大、效率低、主观因素多，巡检结果准确性难以得到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动智能巡检机器人，应用于电力***机房、运营商网络机房、铁路机房室内，主要用于替代人工巡检，解决人工巡检中由于环境因素、专业经验、技能水平等局限性，不能保证完成定时、定点、定量的巡检任务，存在漏检、错检的问题，同时还能避免因人为操作错误，造成人员、设备的安全问题。

针对现有技术存在的问题，本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，包括图像采集装置、控制***、电动升降装置、驱动行走装置、红外传感器、位于驱动行走装置内部的电源管理组件、远程控制平台，以及布设在地面上的黑色车道线，贴在黑色车道线周围两侧的RFID标签，所述控制***安装在驱动行走装置上，包括陀螺仪传感器、主控制器，以及分别与陀螺仪传感器、主控制器连接的网络通讯模块；

所述图像采集装置通过电动升降装置连接在驱动行走装置上方，用于采集图像数据；

所述红外传感器均匀分布于驱动行走装置四周，并与主控制器相连用于接收红外传感器的数据，驱动行走装置前方的红外传感器用于识别预先铺设在地面上的车道线，布置在驱动行走装置侧方和后方的红外传感器用于探测RFID标签；

所述主控制器分别与驱动行走装置、电动升降装置和图像采集装置相连接，通过分析接收到的红外传感器数据实现对驱动行走装置、电动升降装置及图像采集装置的控制；

所述陀螺仪传感器用于获取驱动行走装置的姿态信息；

所述网络通讯模块还与图像采集装置相连，用于将陀螺仪传感器接收的信息和图像采集装置采集到的图像数据，上传到远程控制平台进行实时监控；

所述电源管理组件分别与图像采集装置、电动升降装置、驱动行走装置、红外传感器、陀螺仪传感器、主控制器和网络通讯模块连接，用于提供电能。

进一步的，所述黑色车道线上设有巡检点和拐弯点，巡检点两侧分别设置2枚RFID标签，拐弯点两侧分别设置1枚RFID标签。

进一步的，所述图像采集装置包括高清工业摄像头、可360度水平旋转的摄像头云台、LED光源，其中摄像头安装在云台上，LED光源安装在摄像头上面。

进一步的，所述电动升降装置包括驱动电机、齿轮组合件、主杆、螺纹升降套杆，所述驱动电机与齿轮组合件相连接，所述齿轮组合件套在螺纹升降套杆上，所述螺纹升降套杆上端设有外螺纹，主杆下端设有与外螺纹相匹配的内螺纹，还包括用于封装所述驱动电机、齿轮组合件、主杆、螺纹升降套杆的外壳，其中图像采集装置安装在主杆上。

进一步的，所述驱动行走装置包括底盘、一对转向轮、用于控制转向轮的转向轮电机、一对驱动轮、用于控制驱动轮的驱动轮电机，以及电机运动控制板构成，转向轮和驱动轮分别安装在底盘的两端，所述电机运动控制板分别与转向轮电机、驱动轮电机相连接，所述电机运动控制板还与主控制器相连接。

本实用新型具有如下优点：本实用新型提供了一种满足作业精度要求的、稳定可靠的、更低成本的、环境适应性强的巡检机器人，降低了传统巡检机器人部署应用的成本，提高了环境适应性。本实用新型能够准确检测、采集机房内设备的工作状态，即时向控制中心传送采集信息，并对机房内部环境数据进行实时监控，实现自动巡检、重点区域巡检、远程控制巡检，并对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现设备中存在的事故隐患和故障先兆，进行各类联动报警，有效提高了设备隐患的发现能力，确保机房设备安全可靠高效运行。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图像采集装置示意图；

图3为本实用新型控制***结构示意图；

图4为本实用新型电动升降装置结构示意图；

图5为本实用新型驱动行走装置结构示意图；

图6为本实用新型车道线布置图；

图7为本实用新型RFID标签设置图，其中(a)为巡检点周围RFID标签设置图，(b)为拐弯点周围RFID标签设置图。

图中标记，1.图像采集装置，2.控制***，3.电动升降装置，4.驱动行走装置，5.红外传感器，6，电源管理组件；

11.LED光源，12.摄像头，13.云台；21.网络通讯模块，22.陀螺仪传感器，23.主控制器；31.驱动电机，32.齿轮组合件，33.螺纹升降套杆，34.主杆，35.外壳；41.底盘，42.转向轮，43.转向轮电机，44.驱动轮，45.驱动轮电机，46.电机运动控制板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，为本实用新型一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，包括图像采集装置1、控制***2、电动升降装置3、驱动行走装置4、红外传感器5、位于驱动行走装置4内部的电源管理组件6、远程控制平台，以及布设在地面上的黑色车道线，贴在黑色车道线周围两侧的RFID标签，所述控制***2安装在驱动行走装置上，包括陀螺仪传感器22、主控制器23，以及分别与陀螺仪传感器22、主控制器23连接的网络通讯模块21，如图3所示；

所述图像采集装置1通过电动升降装置3连接在驱动行走装置4上方，用于采集图像数据；

所述红外传感器5均匀分布于驱动行走装置4四周，并与主控制器23相连用于接收红外传感器2的数据，驱动行走装置4前方的红外传感器用于识别预先铺设在地面上的车道线，布置在驱动行走装置4侧方和后方的红外传感器用于探测RFID标签；

所述主控制器23分别与驱动行走装置4、电动升降装置2和图像采集装置1相连接，通过分析接收到的红外传感器5数据实现对驱动行走装置4、电动升降装置2及图像采集装置1的控制；

所述陀螺仪传感器22用于获取驱动行走装置4的姿态信息；

所述网络通讯模块21还与图像采集装置1相连，用于将陀螺仪传感器22接收的信息和图像采集装置1采集到的图像数据，上传到远程控制平台进行实时监控；

所述电源管理组件6分别与图像采集装置1、电动升降装置3、驱动行走装置4、红外传感器5、陀螺仪传感器22、主控制器23和网络通讯模块21连接，用于提供电能。

如图6-7所示，黑色车道线沿机房机柜设置，所述黑色车道线上设有巡检点和拐弯点，巡检点两侧分别设置2枚RFID标签，拐弯点两侧分别设置1枚RFID标签。在巡检点处，当红外传感器5检测到有4枚RFID标签时，数据传给主控制器23，由主控制器23控制驱动行走装置4停靠，并启动图像采集装置1采集图像，在拐弯点处，当红外传感器5检测到有2枚RFID标签时，数据传给主控制器23，由主控制器23控制驱动行走装置4进行拐弯。

如图2所示，所述图像采集装置1包括高清工业摄像头12、可360度水平旋转的摄像头云台13、LED光源11，其中摄像头12安装在云台13上，LED光源11安装在摄像头12上面。

如图4所示，所述电动升降装置3包括驱动电机31、齿轮组合件32、主杆34、螺纹升降套杆33，所述驱动电机31与齿轮组合件32相连接，所述齿轮组合件32套在螺纹升降套杆33上，所述螺纹升降套杆33上端设有外螺纹，主杆34下端设有与外螺纹相匹配的内螺纹，还包括用于封装所述驱动电机31、齿轮组合件32、主杆34、螺纹升降套杆33的外壳35，其中图像采集装置1安装在主杆34上。电动升降装置3的工作过程是：当驱动行走装置4到达巡检点处时，主控制器23会发出升降指令，控制电动升降装置升降，所述驱动电机31启动运转，经由齿轮组合件32、升降套杆33、主杆33，将驱动电机31旋转运动转换成主杆33的升降动作。电机正转时，升起主杆33；电机反转时，降落主杆33。当机器人完成巡检点处的图像捕获任务后，电动升降装置3带动图像采集装置1降落回原始高度。

如图5所示，所述驱动行走装置4包括底盘41、一对转向轮42、用于控制转向轮42的转向轮电机43、一对驱动轮44、用于控制驱动轮44的驱动轮电机45，以及电机运动控制板46构成，转向轮42和驱动轮44分别安装在底盘41的两端，所述电机运动控制板46分别与转向轮电机43、驱动轮电机45相连接，所述电机运动控制板46还与主控制器23相连接。

本实用新型装置的使用过程如下：

1.按照附图6所示，将机房内按照巡检线路的规划要求，在地面上贴上或涂刷黑颜色的车道线，车道线宽度为5cm左右。

2.按照附图7-(a)所示，在巡检点处车道线周围地面贴上4枚RFID标签；按附图7-(b)所示，在车道线的拐弯点处车道线两侧地面贴上2枚RFID标签。

3.将本实用新型装置放置于起点位置，开启电源，预热完成初始化后，驱动行走装置4开始自动沿着车道线行走、自动在巡检点处停靠并举升图像采集装置1进行机柜状态的图像采集动作。完成所有巡检点的任务后，驱动行走装置4会自动行走到充电区进行充电；并将本次巡检任务采集到的图像数据上传到远程控制平台。此外，也可通过远程控制平台控制主控制器23，从而实现对驱动行走装置4、电动升降装置2、图像采集装置1的控制。

4.用户可登录远程控制平台查看本实用新型装置传来的图像数据、查看本实用新型装置的任务状态、故障报警记录等信息。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (5)

1.一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，其特征在于：包括图像采集装置、控制***、电动升降装置、驱动行走装置、红外传感器、位于驱动行走装置内部的电源管理组件、远程控制平台，以及布设在地面上的黑色车道线，贴在黑色车道线周围两侧的RFID标签，所述控制***安装在驱动行走装置上，包括陀螺仪传感器、主控制器，以及分别与陀螺仪传感器、主控制器连接的网络通讯模块；

所述图像采集装置通过电动升降装置连接在驱动行走装置上方，用于采集图像数据；

所述红外传感器均匀分布于驱动行走装置四周，并与主控制器相连用于接收红外传感器的数据，驱动行走装置前方的红外传感器用于识别预先铺设在地面上的车道线，布置在驱动行走装置侧方和后方的红外传感器用于探测RFID标签；

所述主控制器分别与驱动行走装置、电动升降装置和图像采集装置相连接，通过分析接收到的红外传感器数据实现对驱动行走装置、电动升降装置及图像采集装置的控制；

所述陀螺仪传感器用于获取驱动行走装置的姿态信息；

所述网络通讯模块还与图像采集装置相连，用于将陀螺仪传感器接收的信息和图像采集装置采集到的图像数据，上传到远程控制平台进行实时监控；

所述电源管理组件分别与图像采集装置、电动升降装置、驱动行走装置、红外传感器、陀螺仪传感器、主控制器和网络通讯模块连接，用于提供电能。

2.如权利要求1所述的一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，其特征在于：所述黑色车道线上设有巡检点和拐弯点，巡检点两侧分别设置2枚RFID标签，拐弯点两侧分别设置1枚RFID标签。

3.如权利要求2所述的一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，其特征在于：所述图像采集装置包括高清工业摄像头、可360度水平旋转的摄像头云台、LED光源，其中摄像头安装在云台上，LED光源安装在摄像头上面。

4.如权利要求1或2或3所述的一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，其特征在于：所述电动升降装置包括驱动电机、齿轮组合件、主杆、螺纹升降套杆，所述驱动电机与齿轮组合件相连接，所述齿轮组合件套在螺纹升降套杆上，所述螺纹升降套杆上端设有外螺纹，主杆下端设有与外螺纹相匹配的内螺纹，还包括用于封装所述驱动电机、齿轮组合件、主杆、螺纹升降套杆的外壳，其中图像采集装置安装在主杆上。

5.如权利要求1或2或3所述的一种低成本导航方式的全自动巡检机器人，其特征在于：所述驱动行走装置包括底盘、一对转向轮、用于控制转向轮的转向轮电机、一对驱动轮、用于控制驱动轮的驱动轮电机，以及电机运动控制板构成，转向轮和驱动轮分别安装在底盘的两端，所述电机运动控制板分别与转向轮电机、驱动轮电机相连接，所述电机运动控制板还与主控制器相连接。