CN105014654A

CN105014654A - 智能巡检机器人

Info

Publication number: CN105014654A
Application number: CN201510486264.7A
Authority: CN
Inventors: 任君坪; 刘怀旭; 任连城
Original assignee: Chongqing University of Science and Technology
Current assignee: Chongqing University of Science and Technology
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明提供一种智能巡检机器人，包括：用于驱动智能巡检机器人移动的轮式移动平台、设置在轮式移动平台内的控制模块、设置在轮式移动平台上并与控制模块连接的无线数传模块、智能避障模块、监控摄像模块、有害气体检测模块和遥控接收器模块，其中，智能避障模块用于探测智能巡检机器人前方是否存在障碍物；监控摄像模块用于监控智能巡检机器人前方的画面；有害气体检测模块用于检测有害气体的浓度；遥控接收器模块用于接收遥控器的控制信号。利用上述本发明提供的智能巡检机器人，能够减少工作人员接触有害气体的时间，降低工作人员的伤亡率。

Description

智能巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更为具体地，涉及一种智能巡检机器人。

背景技术

在科技和信息化飞速发展的时代，国内各大油气田的数字化已经从初期手持式仪器仪表的人工单一监测发展成为衔接作业现场和各业务部门的闭环数字化监控系统，并拥有完善的数字化工作流程。数字化油气田也正是通过油气田的全面数字化实现其潜在价值，为石油工业的飞速发展保驾护航。其中，数字化油气田中地面数据的采集通常由人工操作，从而增加工作人员与有害气体接触的时间。

因此有必要研发出一种智能巡检机器人代替人工进行地面数据采集的操作，以减少工作人员接触有害气体的时间。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种智能巡检机器人，以解决必须通过人工采集数字化油气田中地面数据的问题。

本发明提供的智能巡检机器人，包括：用于驱动智能巡检机器人移动的轮式移动平台、设置在轮式移动平台内的控制模块、设置在轮式移动平台上并与控制模块连接的无线数传模块、智能避障模块、监控摄像模块、有害气体检测模块和遥控接收器模块，其中，智能避障模块用于探测智能巡检机器人前方是否存在障碍物；监控摄像模块用于监控智能巡检机器人前方的画面；有害气体检测模块用于检测有害气体的浓度；遥控接收器模块用于接收遥控器的控制信号。

此外，优选的方案是，轮式移动平台包括：车体，控制模块设置在车体内；车轮，车轮设置在车体下方的四个角部；直流减速电机驱动板，直流减速电机驱动板与控制模块连接，并通过设置在车体内的电源供电；直流减速电机，直流减速电机分别与车轮、直流减速电机驱动板连接。

另外，优选的方案是，控制模块、无线数传模块、智能避障模块、监控摄像模块、有害气体检测模块、遥控接收器模块均由直流减速电机驱动板供电。

再者，优选的方案是，监控摄像模块包括：摄像头；云台，云台与摄像头连接，用于调整摄像头的角度；无线图传模块，无线图传模块与摄像头连接。

此外，优选的方案是，智能避障模块为超声波传感器。

另外，优选的方案是，遥控接收器模块与遥控器无线通信。

此外，优选的方案是，无线数传模块为APC220型号的无线数传模块。

此外，优选的方案是，控制模块为Arduino UNO R3型号的控制板。

再者，优选的方案是，有害气体检测模块为气体浓度传感器。

利用上述本发明提供的智能巡检机器人，能够取得以下技术效果：

1、通过有害气体检测模块代替人工巡检检测出现泄露有毒有害气体浓度，避免工作人员在不知情的情况下贸然处理泄露点，导致中毒事件发生。

2、通过监控摄像模块实时拍摄监控到的画面，并传输到远程终端，方便工作人员进行远程确认泄露点，并检测出浓度，预测事故轻重来启动应急预案。

3、通过智能避障模块检测智能巡检机器人前方是否有障碍物，以防止智能巡检机器人撞到障碍物，可以有效地保护智能巡检机器人。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的智能巡检机器人的外部结构示意图；

图2为根据本发明实施例的智能巡检机器人的内部结构示意图。

其中的附图标记包括：无线数传模块1、无线图传模块2、摄像头3、云台4、监控摄像模块5、遥控接收器模块6、智能避障模块7、有害气体检测模块8、车轮9、直流减速电机10、车体11、轮式移动平台12、锂电池13、控制模块14、直流减速电机驱动板15。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本发明实施例的智能巡检机器人的外部结构和内部结构。

如图1和图2所示，本实施例提供的智能巡检机器人，包括无线数传模块1、监控摄像模块5、遥控接收器模块6、智能避障模块7、有害气体检测模块8、轮式移动平台12和控制模块14；其中，无线数传模块1、监控摄像模块5、遥控接收器模块6、智能避障模块7和有害气体检测模块8分别设置在轮式移动平台12上，无线数传模块1、监控摄像模块5、遥控接收器模块6、智能避障模块7、有害气体检测模块8分别通过数据线与控制模块14连接。

轮式移动平台12用于实现驱动智能巡检机器人行走移动的功能，在本发明的一个具体实施例中，轮式移动平台12包括：四个车轮9、四个直流减速电机10、车体11和直流减速电机驱动板15。直流减速电机驱动板15与四个直流减速电机10相连，用于驱动直流减速电机10工作，直流减速电机驱动板15由锂电池13供电；四个直流减速电机10分别一一对应的与四个车轮9相连，用于驱动车轮9旋转；四个车轮分别设置在车体11下方的四个角部；控制模块14设置在车体11内，并与直流减速电机驱动板15相连，由控制模块14的输出控制信号控制直流减速电机10的转速和转向，直流减速电机10再驱动车轮9转动，实现轮式移动平台12的运动。

另外，无线数传模块1、监控摄像模块5、遥控接收器模块6、智能避障模块7和有害气体检测模块8分别设置在车体11上，车体11的材质可以为金属或其他类型的材料。

在本发明的一个具体实施方式中，无线数传模块1采用的是APC220型号的无线数传模块，其包括与控制模块14连接的无线发射机和无线接收机。可以发射和接收控制模块14的输出和输入信号，实现与远程终端的通讯功能，达到实时数据传输的目的，无线发射机和无线接收机向直流减速电机驱动板15取电。

在本发明的另一个具体实施方式中，监控摄像模块5包括无线图传模块2摄像头3和云台4，摄像头3设置云台4上，云台4设置在车体11上，通过云台4来控制摄像头3的俯仰和旋转，实现全方位、无死角的监控，摄像头3和无线图传模块2相连接，无线图传模块2与控制模块14相连接，并设置在车体11上，用于将摄像头3拍摄到的画面实时传输到远程终端，无线图传模块2和摄像头3同样由直流减速电机驱动板15供电。通过监控摄像模块5实时拍摄监控到的画面，并传输到远程终端，方便工作人员进行远程确认泄露点，并检测出浓度，预测事故轻重来启动应急预案。

本发明采用6通道2.4G无线接收器作为遥控接收器模块6，与6通道2.4G遥控器配合使用，接收遥控器的控制信号，并将该控制信号传输到控制模块14，控制模块14经过信号处理，再输出到直流减速电机驱动板15控制直流减速电机10动作的信号(也就是控制模块14的输出控制信号)，从而控制轮式移动平台12的运动。但本发明也可以采用其他型号的无线接收器作为遥控接收器模块6，与配套的遥控器使用，6通道2.4G无线接收器设置在车体11上，并通过直流减速电机驱动板15供电。

本发明提供的智能避障模块7可以为超声波传感器，其工作原理为：当超声波传感器检测到前方有障碍物时，反馈信号给控制模块14，控制模块14会根据程序设定发出停止前进或者主动避让的指令，防止轮式移动平台12撞到障碍物，可以有效地保护智能巡检机器人，但也可以采用其他类型的传感器作为本发明中的智能避障模块7。

需要说明的是，超声波传感器设置在车体11上，并由直流减速电机驱动板15供电。

有害气体检测模块8可以为气体浓度传感器，气体浓度传感器设置在车体11上，并与控制模块14连接，可以用来检测有害气体(如：硫化氢)的浓度，将检测到的数据实时传输到控制模块14，在控制模块14的程序指令中，可以设定所检测气体浓度的阀值，若检测到的气体浓度超过该阀值，控制模块14就会通过无线数传模块1向远程终端发送报警信号，从而通过有害气体检测模块代替人工巡检检测出现泄露有毒有害气体浓度，避免工作人员在不知情的情况下贸然处理泄露点，导致中毒事件发生。

需要说明的是，气体浓度传感器8也设置在车体11上，并向直流减速电机驱动板15取电。

在本发明的另一个具体实施方式中，控制模块14为Arduino UNO R3控制板，并配置了相应的传感器扩展板，但控制模块14不限于此控制板，也可以采用其他型号的控制板作为本发明的控制模块14，Arduino UNO R3控制板同样向直流减速电机驱动板15取电。

上述内容详细说明了本发明提供的智能巡检机器人的组成结构及各个组成部分的工作原理，通过有害气体检测模块代替人工监测有害气体，从而减少工作人员接触有害气体的时间，通过监控摄像模块实时拍摄监控到的画面，并传输到远程终端，方便工作人员进行远程观察，以及通过智能避障模块检测智能巡检机器人前方是否有障碍物，以防止智能巡检机器人撞到障碍物，可以有效地保护智能巡检机器人。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种智能巡检机器人，包括：用于驱动智能巡检机器人移动的轮式移动平台、设置在所述轮式移动平台内的控制模块和设置在所述轮式移动平台上并与所述控制模块连接的无线数传模块，其特征在于，还包括：

设置在所述轮式移动平台上且与所述控制模块连接的智能避障模块、监控摄像模块、有害气体检测模块和遥控接收器模块，其中，

所述智能避障模块用于探测所述智能巡检机器人前方是否存在障碍物；

所述监控摄像模块用于监控所述智能巡检机器人前方的画面；

所述有害气体检测模块用于检测有害气体的浓度；

所述遥控接收器模块用于接收遥控器的控制信号。

2.如权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述轮式移动平台包括：

车体，所述控制模块设置在所述车体内；

车轮，所述车轮设置在所述车体下方的四个角部；

直流减速电机驱动板，所述直流减速电机驱动板与所述控制模块连接，并通过设置在所述车体内的电源供电；

直流减速电机，所述直流减速电机分别与所述车轮、所述直流减速电机驱动板连接。

3.如权利要求2所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述控制模块、所述无线数传模块、所述智能避障模块、所述监控摄像模块、所述有害气体检测模块、所述遥控接收器模块均由所述直流减速电机驱动板供电。

4.如权利要求3所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述监控摄像模块包括：

摄像头；

云台，所述云台与所述摄像头连接，用于调整所述摄像头的角度；

无线图传模块，所述无线图传模块与所述摄像头连接。

5.如权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述智能避障模块为超声波传感器。

6.如权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述遥控接收器模块与遥控器无线通信。

7.如权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述有害气体检测模块为气体浓度传感器。

8.如权利要求1-7中任一项所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述无线数传模块为APC220型号的无线数传模块。

9.如权利要求8所述的智能巡检机器人，其特征在于，

所述控制模块为Arduino UNO R3型号的控制板。