CN106363643A - 一种自动巡逻机器人及其配套的充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动巡逻机器人，包括机器人本体，机器人本体包括依次布置的底盘、骨架和外壳。底盘和骨架之间连接有底盘密封总成，底盘密封总成包括底盘密封板及布置于其前部的防爆制爆组件和充电模块，防爆制爆组件的防爆头可从外壳的前端伸出执行防爆动作，充电模块的充电电极可通过与充电桩的充电电极接触给机器人本体充电，使机器人本体能最大限度的发挥其安防功能。

Description

一种自动巡逻机器人及其配套的充电桩

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种自动巡逻机器人及其充电桩。

背景技术

随着科技进步和社会的发展，智能机器人的应用越来越广泛，早前智能机器人主要出现在各种工程领域，给工业生产和工程应用带来了极大的便利，尤其是一些不适合人工操作环境下智能机器人的应用。

我国的城镇化建设正处于积极发展中，城市的人流量在不断增加，相对的安全隐患也会有增加，尤其是一些容易出现人流量集中的车站、码头及机场等公共场所。

但目前城市公共场所的安防主要靠摄像头等固定式的监控设备和安保人员的巡逻，固定式监控设备存在监控盲区的缺陷，即使发现了问题，安防人员也需要反应时间才能到达现场，防人员也精力有限。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可安全自动巡逻和及时处理突发暴力事件的巡逻机器人。

本发明提供的这种自动巡逻机器人，包括机器人本体，机器人本体包括依次布置的底盘、骨架和外壳。底盘和骨架之间连接有底盘密封总成，底盘密封总成包括底盘密封板及布置于其前部的防爆制爆组件和充电模块，防爆制爆组件的防爆头可从外壳的前端伸出执行防爆动作，充电模块的充电电极可通过与充电桩的充电电极接触给机器人本体充电。

所述底盘包括前桥总成、后桥总成及连接于前桥总成和后桥总成上的车架和电子刹车系统，前桥总成包括电子转向系统。四轮行走的底盘稳定性好，电子刹车系统和电子转向系统由电机、推杆机构构成，再与后桥驱动一同构成无人驾驶驱动系统。

所述底盘密封板为钣金件，与所述车架之间通过螺钉紧固，包括依次连接的后部平板、中部矩形箱体和前部槽体；前部槽体包括两块水平侧板和连接于两水平侧板之间的U型槽板，U型槽板的前部伸出于水平侧板外，U型槽板侧壁的高度渐缩，U型槽板的底板前端有下折板；中部矩形箱体的宽度和深度均大于U型槽板的宽度和深度，中部矩形箱体的上侧为开口侧，前侧板的宽度方向中间位置开设有与U型槽板相应的接口；后部平板和前部槽体的水平侧板共面；后部平板和前部槽体的水平侧板位于所述车架的上端，所述电子刹车系统位于中部矩形箱体中，U型槽板位于所述前桥总成的两个车轮之间。底盘密封板采用钣金件，制作工艺简单，与车架之间的安装方便。中部矩形箱体将底盘的电子刹车系统封装可避免电子刹车系统因外界不良因素影响而不能正常工作，前部槽体的设计便于防爆制爆组件及充电模块的安装，节省空间。

所述U型槽板底板的近下折板端开设有矩形孔，矩形孔的下侧连接有上侧开口的前部矩形箱体，所述充电模块安装于前部矩形箱体中。

所述充电模块包括模块安装架、弹簧、电极安装架和电极板，电极安装架有两个，并排布置，每个电极安装架的两侧分别通过卡扣连接于模块安装架的下方，模块安装架的侧壁有相应的卡槽，电极板连接于电极安装架的下方，弹簧连接于电极安装架和模块安装架之间。弹簧的设置一方面增强电极安装架的连接稳定性，另一方面可增加接触预紧力，防止电极板充电时松脱。

所述模块安装架与所述前部矩形箱体的侧壁之间通过卡扣式结构装配，模块安装架的外壁有卡槽，前部矩形箱体的内壁有相应的卡扣。卡扣式结构制作工艺简单，装配操作方便。

所述防爆制爆组件包括电动直线推杆和防爆头，防爆头包括依次连接的连接座、电极安装板和放电电极，连接座与电动直线推杆的推杆头部连为一体，电动直线推杆以推杆朝向前方、通过安装座固定于所述U型槽板的底板前部；每对放电电极通过导线连接高压发生器。电动直线推杆的推杆推动防爆叉执行动作时运动稳定迅速，使防爆头能迅速伸出通过放电电极将施暴者击倒。

所述外壳包括左右壳体、前后壳体和上壳体，上壳体包括底座和上盖，底座固定于前壳的后端与左右壳体之间；后壳体上安装有显示器、超声波传感器，上壳体的底座上安装有激光雷达，上盖上安装有摄像头，前壳体上安装有超声波传感器、激光雷达和红外通讯，上壳体上的激光雷达倾斜向下安装，前壳体上的激光雷达水平安装同时设置保护罩，前壳体的前端有便于所述防爆头伸出的孔。通过在外壳的各方位布置多种类型的传感器，四周四个摄像头使其具有多种监控功能，消除监控死角，水平和倾斜向下的激光雷达可探测水平方向的障碍，倾斜向下的激光雷达可以检测前方地面的突起或者凹陷，另四周超声波雷达可避障四周障碍，同时报警按钮可达到报警等功能。

本发明还提供了一种与前述机器人配套的充电桩，包括下壳、上壳及连接于下壳上的电极柱及其安装板，推动电极柱安装板向上运动的电动直线推杆，上壳上对用电极柱位置处有可移动的防尘盖板，电极柱向上运动前，防尘盖板移开，电极柱回位后防尘盖板复位。

所述防尘盖板的下侧连接有齿条，上壳上连接有微型电机，微型电机的输出轴上连接有与齿条啮合的齿轮，上壳上对应防尘盖板处设置有滑轨。

本发明的机器人本体采用有四轮行走的底盘，自主行走稳定性好，在底盘的车架上设置了底盘密封总成，通过底盘密封总成集成了防爆制爆组件和充电模块，主控系统可控制防爆制爆组件及时处理突发的暴力事件、可控制机器人本体及时寻找充电桩给充电模块充电，使机器人本体能最大限度的发挥其安防功能。

当机器人本体需要充电时，可自动寻找匹配的充电桩，找到充电桩后控制上壳上的微型电机工作，使防尘盖板滑动至电极柱能向上伸出的位置，然后控制电动子线推杆推动电机柱安装板向上运动，使电极柱与机器人主体上的电极板接触给机器人本体充电。充电完成后，控制充电桩上的电极柱缩回，防尘盖板回位。

附图说明

图1本发明一个实施例的外形示意图。

图2为图1的正剖面结构示意图。

图3图2中底盘的结构示意图。

图4为底盘密封总成的结构示意图。

图5为图4中的充电模块结构示意图。

图6为防爆制爆组件的结构示意图。

图7为底盘与底盘密封总成的装配示意图。

图8为底盘、底盘密封总成及骨架的装配示意图。

图9为后壳的放大结构示意图。

图10为后壳的爆炸结构示意图。

图11为前壳的放大结构示意图。

图12为前壳的爆炸结构示意图。

图13为上壳的爆炸结构示意图。

图14为图13的进一步爆炸示意图。

图15为充电桩的外形示意图。

图16为充电桩的爆炸示意图。

图17为充电桩处于充电状态时的外形示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种自动巡逻机器人，其本体主要包括底盘1、底盘密封总成2、骨架3和外壳4。

如图3所示，底盘1包括前桥总成11、后桥总成12及连接于前桥总成11和后桥总成12上的车架13和电子刹车系统14，前桥总成11包括电子转向系统111。

如图4所示，底盘密封总成2为钣金件，包括依次连接的后部平板21、中部矩形箱体22、前部槽体23、前部矩形箱体24、充电模块25、防爆制爆组件26。

前部槽体23包括两块水平侧板231和连接于两水平侧板231之间的U型槽板232，U型槽板232的前部伸出于水平侧板231外，U型槽板232侧壁的高度渐缩，U型槽板232的底板前端有下折板233。中部矩形箱体22的宽度和深度均大于U型槽板232的宽度和深度，中部矩形箱体22的上侧为开口侧，前侧板的宽度方向中间位置开设有与U型槽板232相应的接口。后部平板21和前部槽体23的水平侧板231共面。结合图6可以看出，后部平板21和前部槽体23的水平侧板231位于车架13的上端，电子刹车系统14位于中部矩形箱体22中，U型槽板232位于前桥总成11的两个车轮之间。

结合图2、图3和图8可以看出，车架13连接于底盘1上，底盘密封总成2连接于车架13上，骨架3连接于底盘密封总成2上，车架13与底盘1之间焊接为一体。

如图4所示，U型槽板232底板的近下折板233端开设有矩形孔，矩形孔的下侧连接有上侧开口的前部矩形箱体24，充电模块25安装于前部矩形箱体24中。

如图5所示，充电模块25充电模块包括模块安装架251、弹簧252、电极安装架253和电极板254，电极安装架253有两个，并排布置，每个电极安装架253的两侧分别通过卡扣连接于模块安装架251的下方，模块安装架251的侧壁有相应的卡槽，电极板254连接于电极安装架253的下方，弹簧252连接于电极安装架253和模块安装架251之间。模块安装架251与前部矩形箱体24的侧壁之间通过卡扣式结构装配，模块安装架251的外壁有卡槽，前部矩形箱体24的内壁有相应的卡扣。

如图6所示，防爆制爆组件26包括电动直线推杆TG和防爆头，防爆头包括依次连接的连接座262、电极安装板263和放电电极264，连接座262与电动直线推杆TG的推杆头部连为一体。结合图4和图6可以看出，电动直线推杆TG以推杆朝向前方、通过安装座265固定于U型槽板232的底板前部；每对放电电极264通过导线连接高压发生器。通过主控系统使放电电机实现高压放电功能。

从图8可以看出，底盘密封总成2与车架13之间、骨架3与底盘密封总成2之间分别采用螺钉连接紧固。

如图1所示，外壳4包括左右两侧壳体41、前壳体42、后壳体43和上壳体44。

结合图9和图10可以看出，后壳体43上安装有显示器431、超声波传感器CS。

结合图11和图12可以看出，前壳体42的前端均布有三个超声波传感器CS、激光雷达JG和红外通讯HW，激光雷达JG水平布置，还设置有保护罩JGZ。前壳体42的前端有便于防爆头伸出的孔。此激光雷达JG用于检测与地面平行的各个障碍物或者角落。四周增加超声波传感器CS，增加机器人运动和静止时候避障能力。

结合图13和图14可以看出，上壳体44包括底座441和上盖442，底座上安装有喇叭LB和激光雷达JG，上盖的前后左右分别安装由摄像头SX，上盖的后端还安装由报警按钮BJ，激光雷达JG倾斜向下安装，也设置有保护罩JGZ。此激光雷达JG检测机器人前方障碍物或者凸起或者低洼路面，增加户外可通行性。上壳的四周均安装摄像头可增加机器人运动和静止时候避障能力。报警按钮可实现户外随时报警。

机器人本体需要充电时，可通过红外通讯自动寻找充电桩，本实施例还公开了一种充电桩。

充电桩的外形如图15所示，其外壳包括下壳Z1和上壳Z2，上壳Z2上有可活动的防尘盖板Z3。

充电桩的爆炸图如16所示，下壳Z1内安装有电动直线推杆TG，电动直线推杆TG的上端连接电极柱安装板Z4，电极柱安装板Z4的上端安装电极柱Z5，通过电动直线推杆TG推动电极柱安装板Z4实现电极柱Z5的上下运动。上壳Z2内安装有红外通讯Z6、微型电机Z7及其输出轴上的齿轮Z8，防尘盖板Z3的下侧连接有与齿轮啮合的齿条，通过齿轮及齿条的啮合实现防尘盖板的往复移动，上壳Z2对应防尘盖板Z3处设置有滑轨。

充电桩工作前，微型电机通过齿轮齿条传动推动防尘盖运动，使电极柱的位置露出，然后控制下壳内的电动直线推杆工作，将电极柱向上推出与机器人本体充电模块上的电极板接触，由于电极板安装架和模块安装架之间连接有弹簧，弹簧的反作用力可使电极柱和电极板之间很好的接触，从而保证充电桩给机器人本体充电。充电桩的充电状态如图17所示。

机器人本体与充电桩对接方式可采用磁导航或红外导航。机器人快没电的时候，通过定位系统找到充电桩所在的大概位置，然后通过磁导航或红外导航，在机器人本体上安装磁感应器或红外感应器，感应器分对准感应器，停止感应器，充电桩前铺设地磁线，机器人到达地磁线的时候，通过机器人本体二点一线按照对准线行驶，到达停止线后停止，然后通过红外通讯检测到位情况，开支执行充电过程。

Claims (10)

1.一种自动巡逻机器人，包括机器人本体，机器人本体包括依次布置的底盘、骨架和外壳，其特征在于：所述底盘和骨架之间连接有底盘密封总成，底盘密封总成包括底盘密封板及布置于其前部的防爆制爆组件和充电模块，防爆制爆组件的防爆头可从外壳的前端伸出执行防爆动作，充电模块的充电电极可通过与充电桩的充电电极接触给机器人本体充电。

2.如权利要求1所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述底盘包括前桥总成、后桥总成及连接于前桥总成和后桥总成上的车架和电子刹车系统，前桥总成包括电子转向系统。

3.如权利要求1所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述底盘密封板为钣金件，与所述车架之间通过螺钉紧固，包括依次连接的后部平板、中部矩形箱体和前部槽体；前部槽体包括两块水平侧板和连接于两水平侧板之间的U型槽板，U型槽板的前部伸出于水平侧板外，U型槽板侧壁的高度渐缩，U型槽板的底板前端有下折板；中部矩形箱体的宽度和深度均大于U型槽板的宽度和深度，中部矩形箱体的上侧为开口侧，前侧板的宽度方向中间位置开设有与U型槽板相应的接口；后部平板和前部槽体的水平侧板共面；后部平板和前部槽体的水平侧板位于所述车架的上端，所述电子刹车系统位于中部矩形箱体中，U型槽板位于所述前桥总成的两个车轮之间。

4.如权利要求3所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述U型槽板底板的近下折板端开设有矩形孔，矩形孔的下侧连接有上侧开口的前部矩形箱体，所述充电模块安装于前部矩形箱体中。

5.如权利要求4所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述充电模块包括模块安装架、弹簧、电极安装架和电极板，电极安装架有两个，并排布置，每个电极安装架的两侧分别通过卡扣连接于模块安装架的下方，模块安装架的侧壁有相应的卡槽，电极板连接于电极安装架的下方，弹簧连接于电极安装架和模块安装架之间。

6.如权利要求4所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述模块安装架与所述前部矩形箱体的侧壁之间通过卡扣式结构装配，模块安装架的外壁有卡槽，前部矩形箱体的内壁有相应的卡扣。

7.如权利要求3所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述防爆制爆组件包括电动直线推杆和防爆头，防爆头包括依次连接的连接座、电极安装板和放电电极，连接座与电动直线推杆的推杆头部连为一体，电动直线推杆以推杆朝向前方、通过安装座固定于所述U型槽板的底板前部；每对放电电极通过导线连接高压发生器。

8.如权利要求7所述的自动巡逻机器人，其特征在于：所述外壳包括左右壳体、前后壳体和上壳体，上壳体包括底座和上盖，底座固定于前壳的后端与左右壳体之间；后壳体上安装有显示器、超声波传感器，上壳体的底座上安装有激光雷达，上盖上安装有摄像头，前壳体上安装有超声波传感器、激光雷达和红外通讯，上壳体上的激光雷达倾斜向下安装，前壳体上的激光雷达水平安装同时设置保护罩，前壳体的前端有便于所述防爆头伸出的孔。

9.一种权利要求1所述的自动巡逻机器人用充电桩，其特征在于：它包括下壳、上壳及连接于下壳上的电极柱及其安装板，推动电极柱安装板向上运动的电动直线推杆，上壳上对用电极柱位置处有可移动的防尘盖板，电极柱向上运动前，防尘盖板移开，电极柱回位后防尘盖板复位。

10.如权利要求9所述的自动巡逻机器人用充电桩，其特征在于：所述防尘盖板的下侧连接有齿条，上壳上连接有微型电机，微型电机的输出轴上连接有与齿条啮合的齿轮，上壳上对应防尘盖板处设置有滑轨。