一種輕型軌道機器人的制作方法
【專利摘要】一種輕型軌道機器人，涉及智能機器人領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)包括運動部分和懸掛部分，所述運動部分包括沿導(dǎo)軌移動的運動組件，運動組件上設(shè)有帶動運動組件移動的驅(qū)動輪、對運動組件進行制動的制動輪和實現(xiàn)運動組件轉(zhuǎn)彎及上下坡的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置；所述懸掛部分懸掛在運動組件的下方，懸掛部分包括車架，車架上安裝有提供視頻畫面的視頻裝置、對運動組件進行控制的控制裝置和為耗電部件供電的移動電源。本實用新型能夠在復(fù)雜黑暗的隧道環(huán)境中，進行隧道巡檢電力設(shè)施，并能實時傳送全視角的圖像至監(jiān)控平臺，可完全替代人工巡檢。并結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣。
【專利說明】
一種輕型軌道機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種輕型軌道機器人，尤其適用于電力隧道智能巡檢。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市電力設(shè)施的建設(shè)和快速發(fā)展，國內(nèi)許多城市相繼采用地下電纜傳輸電能，緩解了地面架設(shè)與建筑空間之間的矛盾。電力電纜鋪設(shè)于地下隧道中，城市電力隧道內(nèi)電力電纜及各種電力設(shè)施的安全運行直接影響著供電的可靠性和穩(wěn)定性。所以相應(yīng)的監(jiān)測以及維護問題也凸顯出來。目前，隧道巡檢方式依然以人工巡視和定點電力監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，存在以下問題:
[0003]I)目前絕大多數(shù)隧道巡檢工作都采用人工的方式。每次巡檢都要走幾公里的路程，工作強度相當(dāng)大;此外，隧道里有可能存在的有害氣體以及高壓電，對人來說相當(dāng)危險。
[0004]2)定點電力智能監(jiān)控系統(tǒng)安裝在隧道內(nèi)的固定位置，是一種固定、離散的監(jiān)測系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)可以有很大的覆蓋面，但也存在著不能實現(xiàn)對隧道內(nèi)情況的完全覆蓋，當(dāng)發(fā)生緊急情況時無法將現(xiàn)場情況第一時間內(nèi)提供清晰的視頻畫面到監(jiān)控中心等缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種輕型軌道機器人，該機器人可代替人工對電力隧道進行巡檢，并能實時傳送視頻圖像至監(jiān)控平臺。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種輕型軌道機器人，包括運動部分和懸掛部分，
[0007]所述運動部分包括沿導(dǎo)軌移動的運動組件，運動組件上設(shè)有帶動運動組件移動的驅(qū)動輪、對運動組件進行制動的制動輪和實現(xiàn)運動組件轉(zhuǎn)彎及上下坡的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置，驅(qū)動輪與驅(qū)動裝置相連接，制動輪與制動器相連接，復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置具有水平旋轉(zhuǎn)和上下旋轉(zhuǎn)兩個自由度；
[0008]所述懸掛部分懸掛在運動組件的下方，懸掛部分包括車架，車架上安裝有提供視頻畫面的視頻裝置、對運動組件進行控制的控制裝置和為耗電部件供電的移動電源。
[0009]進一步的技術(shù)方案為:所述的運動組件包括墻板，墻板對稱的分布在導(dǎo)軌的左右兩側(cè)且通過墻板固定桿連接在一起，驅(qū)動輪和制動輪位于墻板和導(dǎo)軌之間，驅(qū)動裝置和制動器位于墻板的外側(cè)，驅(qū)動輪、驅(qū)動裝置、制動輪及制動器均對稱的分布在導(dǎo)軌的左右兩側(cè)。左墻板和右墻板構(gòu)成運動組件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
[0010]進一步的技術(shù)方案為:每塊所述墻板的兩端與導(dǎo)軌之間設(shè)置有導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪與浮動裝置相連接，浮動裝置安裝在墻板上，浮動裝置隨導(dǎo)軌軌面壓力的變化壓縮或者舒張以使導(dǎo)向輪的輪面保持壓在導(dǎo)軌的軌面上。導(dǎo)軌兩側(cè)墻板上的導(dǎo)向輪將導(dǎo)軌夾持住，在浮動裝置的壓力下，導(dǎo)向輪對運動組件起到定位及導(dǎo)向作用。
[0011]進一步的技術(shù)方案為:所述的驅(qū)動裝置為伺服電機，伺服電機的輸出軸與驅(qū)動輪相連接。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。
[0012]進一步的技術(shù)方案為:所述車架的前后兩端分別安裝有避障雷達，避障雷達與所述控制裝置相連接。當(dāng)在行進路線上遇到障礙時，避障雷達可向控制裝置發(fā)出預(yù)警信息，控制裝置可發(fā)出停車指令，以免與障礙相撞造成部件損壞。
[0013]進一步的技術(shù)方案為:所述的控制裝置及移動電源安裝在車架的中部，所述視頻裝置吊裝在車架的下方。將控制裝置及移動電源安裝在車架的中部，使整個機器人結(jié)構(gòu)非常緊湊，將視頻裝置吊裝在車架的下方，避免其他部件對視頻裝置形成干涉，使視頻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全視角拍攝。
[0014]進一步的技術(shù)方案為:所述的視頻裝置為攝像機，所述的攝像機附帶可見光成像裝置、紅外成像裝置或者熱成像裝置。通過攝像機，可以對巡檢過程中遇到的障礙物進行各種功能性識別，并且視頻信息都可以通過無線傳輸技術(shù)上傳至監(jiān)控平臺以供監(jiān)控人員進行進一步的識別。
[0015]進一步的技術(shù)方案為:所述的視頻裝置附帶保持視頻裝置機體平衡的陀螺儀。
[0016]進一步的技術(shù)方案為:所述的運動組件包括兩組，兩組運動組件沿導(dǎo)軌反向布置，所述的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置安裝在運動組件的底部，兩組運動組件的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置之間通過支架相連接，車架懸掛在所述支架的下方。復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置安裝于運動組件的底部便于其對運動組件的驅(qū)動，使運動組件能夠適應(yīng)左右彎道及上下坡道的通過;通過兩組運動組件懸掛車架，在結(jié)構(gòu)最為簡單緊湊的前提下，能夠保證車架的穩(wěn)定性和牢固性，且其運動的靈活性能滿足各種環(huán)境類型的電力隧道。
[0017]進一步的技術(shù)方案為:在復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置及車架的外部罩有殼體。殼體保護設(shè)備內(nèi)部器件，避免內(nèi)部設(shè)備因意外撞擊造成損壞。
[0018]本實用新型的有益效果是:運動組件上設(shè)置驅(qū)動輪、制動輪、導(dǎo)向輪和復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)運動組件根據(jù)需要的行走、停止以及通過彎道和上下坡道，并且導(dǎo)向輪對運動組件起到定位及導(dǎo)向作用，使運動組件具有較高的位置精確度，能夠在復(fù)雜黑暗的隧道環(huán)境中，進行隧道巡檢電力設(shè)施，并且設(shè)置有視頻裝置能夠?qū)崟r傳送全視角的圖像至監(jiān)控平臺，可完全替代人工巡檢，結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖(省略殼體)；
[0020]圖2為本實用新型實施例的正面結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖3為本實用新型實施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖中:I左墻板，2右墻板，3墻板固定桿，4驅(qū)動輪，5制動輪，6導(dǎo)向輪，7浮動裝置，8伺服電機，9制動器，10復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置，11支架，12車架，13避障雷達，14控制裝置，15視頻裝置，16導(dǎo)軌，17殼體，18移動電源。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的描述:
[0024]如圖1、圖2及圖3所示，一種輕型軌道機器人，包括運動部分和懸掛部分。
[0025]所述運動部分包括沿導(dǎo)軌16移動的運動組件，運動組件包括左墻板I和右墻板2，左墻板I和右墻板2對稱的分布在導(dǎo)軌16的左右兩側(cè)且通過墻板固定桿3連接在一起，左墻板I和右墻板2上各自安裝有驅(qū)動輪4和制動輪5，驅(qū)動輪4各自與伺服電機8相連接，制動輪5各自與制動器9相連接。
[0026]驅(qū)動輪4和制動輪5位于左右墻板和導(dǎo)軌16之間，伺服電機8和制動器9位于墻板的外側(cè)，驅(qū)動輪4、伺服電機8、制動輪5及制動器9均對稱的分布在導(dǎo)軌16的左右兩側(cè)。
[0027]每一組經(jīng)墻板固定桿3連接在一起的左墻板I和右墻板2為一對墻板，每對墻板的前后兩端各裝有一對導(dǎo)向輪6，每個導(dǎo)向輪6都安裝在浮動裝置7上，浮動裝置7安裝在墻板上。在浮動裝置7的壓力下，運動組件被定位，兩側(cè)的導(dǎo)向輪6牢固定位在導(dǎo)軌16上，當(dāng)經(jīng)過水平彎道時，由于驅(qū)動輪4存在在導(dǎo)軌16上的橫向平移，在軌面壓力變化下，浮動裝置7受力壓縮或舒張，使導(dǎo)向輪6始終壓在軌面上，從而定位整個運動組件，起到定位及導(dǎo)向作用。
[0028]浮動裝置7與導(dǎo)向輪6的支架之間通過彈性鉸鏈連接，實現(xiàn)對導(dǎo)向輪6的壓緊。
[0029]運動組件中設(shè)有復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10，復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10具備兩個自由度，可以適應(yīng)左右彎道及上下坡道的通過，運動組件包括前運動組件和后運動組件共兩組，復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10位于運動組件的底部，兩組運動組件的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10之間通過支架11相連接。為了整個結(jié)構(gòu)的平衡，兩組運動組件在導(dǎo)軌上反向布置，即第一組運動組件的驅(qū)動輪位于前部，第二組運動組件的驅(qū)動輪位于后部。
[0030]復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10的結(jié)構(gòu)可參考現(xiàn)有車輛上的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置，通過復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10的水平及上下旋轉(zhuǎn)自由度可使整個車體成為三個關(guān)節(jié)組合型的車體，既能通過最小半徑為
1.5米的水平方向的彎道，又能通過不大于20度的坡道，在電力隧道一般環(huán)境中，電纜最小拐彎半徑是2米，隧道坡道一般不大于15度，這樣基本可以適應(yīng)各種環(huán)境類型的電力隧道。
[0031]兩組運動組件上的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10由支架11進行連接，支架11包括兩根橫桿和兩根縱桿使支架11呈井字形。支架11壓接在復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10的安裝平面上，支架11下面吊掛車架12，車架12為一個長方體狀的框架，車架12中間安裝控制裝置14及移動電源18，車架12下面吊裝視頻裝置15，車架12前后分別安裝一對避障雷達13，視頻裝置15為攝像機，所述的攝像機附帶熱成像裝置和陀螺儀，陀螺儀用于保持視頻裝置機體平衡。
[0032]在復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10及車架12的外部罩有殼體17。殼體17保護設(shè)備內(nèi)部器件，避免內(nèi)部設(shè)備因意外撞擊造成損壞。
[0033]為便于對本實用新型的理解，下面結(jié)合其工作過程對本實用新型作進一步的描述:
[0034]當(dāng)伺服電機8啟動時，帶動驅(qū)動輪4，從而驅(qū)動整個運動組件在導(dǎo)軌16上前進；當(dāng)需要停止前進時，伺服電機8停轉(zhuǎn)，制動器9啟動，作用于制動輪5，從而制動整個運動部分;需要反向后退時，伺服電機8反向旋轉(zhuǎn);運動組件通過復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置10實現(xiàn)左右彎道及上下坡道的通過。
[0035]當(dāng)在行進路線上遇到障礙時，避障雷達13可向控制裝置14發(fā)出預(yù)警信息，控制裝置14可發(fā)出停車指令，以免與障礙相撞造成車體部件損壞，同時，視頻裝置15可以對障礙物進行各種功能性識別，包括可以用可見光，紅外成像或者熱成像等。以上信息都可以通過無線傳輸技術(shù)上傳至監(jiān)控平臺以供監(jiān)控人員進行進一步識別分析。
[0036]本實用新型的運動組件的具體結(jié)構(gòu)不限于實施例所述的形式，運動組件用于帶動車架及安裝在車架上的設(shè)備沿導(dǎo)軌移動，運動組件能夠?qū)崿F(xiàn)沿導(dǎo)軌的前進、停止、后退以及轉(zhuǎn)彎和上下坡即可。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不是本實用新型的全部實施例，不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0038]除說明書所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)，為突出本實用新型的創(chuàng)新特點，上述技術(shù)特征在此不再贅述。
【主權(quán)項】
1.一種輕型軌道機器人，其特征是，包括運動部分和懸掛部分， 所述運動部分包括沿導(dǎo)軌移動的運動組件，運動組件上設(shè)有帶動運動組件移動的驅(qū)動輪、對運動組件進行制動的制動輪和實現(xiàn)運動組件轉(zhuǎn)彎及上下坡的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置，驅(qū)動輪與驅(qū)動裝置相連接，制動輪與制動器相連接，復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置具有水平旋轉(zhuǎn)和上下旋轉(zhuǎn)兩個自由度； 所述懸掛部分懸掛在運動組件的下方，懸掛部分包括車架，車架上安裝有提供視頻畫面的視頻裝置、對運動組件進行控制的控制裝置和為耗電部件供電的移動電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的運動組件包括墻板，墻板對稱的分布在導(dǎo)軌的左右兩側(cè)且通過墻板固定桿連接在一起，驅(qū)動輪和制動輪位于墻板和導(dǎo)軌之間，驅(qū)動裝置和制動器位于墻板的外側(cè)，驅(qū)動輪、驅(qū)動裝置、制動輪及制動器均對稱的分布在導(dǎo)軌的左右兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，每塊所述墻板的兩端與導(dǎo)軌之間設(shè)置有導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪與浮動裝置相連接，浮動裝置安裝在墻板上，浮動裝置隨導(dǎo)軌軌面壓力的變化壓縮或者舒張以使導(dǎo)向輪的輪面保持壓在導(dǎo)軌的軌面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的驅(qū)動裝置為伺服電機，伺服電機的輸出軸與驅(qū)動輪相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述車架的前后兩端分別安裝有避障雷達，避障雷達與所述控制裝置相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的控制裝置及移動電源安裝在車架的中部，所述視頻裝置吊裝在車架的下方。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的視頻裝置為攝像機，所述的攝像機附帶可見光成像裝置、紅外成像裝置或者熱成像裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的視頻裝置附帶保持視頻裝置機體平衡的陀螺儀。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，所述的運動組件包括兩組，兩組運動組件沿導(dǎo)軌反向布置，所述的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置安裝在運動組件的底部，兩組運動組件的復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置之間通過支架相連接，車架懸掛在所述支架的下方。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種輕型軌道機器人，其特征是，在復(fù)合轉(zhuǎn)向裝置及車架的外部罩有殼體。
【文檔編號】B25J5/02GK205438531SQ201620008568
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】楊震威, 邱雷
【申請人】山東康威通信技術(shù)股份有限公司