CN107175642A - 一种索道牵引巡检机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种索道牵引巡检机器人系统，包括索道牵引运动系统和机器人本体以及远端控制管理系统，所述索道牵引运动系统包括动力系统模块、固定模块、导索、编码器模块、张紧及张力调节模块、转弯导向模块、充电、缓存模块；所述机器人本体包括外壳、导向模块、充电模块、顶部支撑模块、操纵臂模块、云台模块、相机模块、照明模块、控制板、图传模块和电池。本机器人可以用在电力隧道，城市综合管廊，工业场所，农用场所、民用场所，对现场环境进行全方位探测、拍照、拍摄，用于设备巡测、安全巡测等场合，也可用在厂区、厂房的环境管理和安全管理等场合。是一种模块化、易于拆装、维护便捷、运行稳定、安全可靠的巡检机器人。

Description

一种索道牵引巡检机器人系统

技术领域

本发明涉及自动控制、现场检测领域，具体涉及一种巡检机器人及系统。

背景技术

目前城市日趋拥挤，空间狭小，根据国家政策及未来的发展趋势来看，各种水管，天然气管道，电缆，通讯线缆现已普遍采用地下隧道铺设方式，形成电力隧道或者城市综合管廊。电缆隧道或者综合管廊长度短则几百米，长则几十公里，且隧道布局复杂，从而电缆、管路的维护，日常巡检成为排查故障的主要方式，大多采用人为巡检的方式，工作效率低，巡检质量不高、劳动强度大、工作量大，耗时费力，成本高昂。因此，以此电缆隧道、综合管廊无人化巡检需求十分强烈，智能化的巡检机器人应运而生，应用越来越广泛。

目前相关巡检机器人的运动方式都是在地上行走或者是在空中飞行，或者是在“工字形”轨道，C型槽轨道或者类似轨道上行走的，又或者是沿索道或者类似物品行走的机器人，还没有用导索牵引行走的相关机器人。而市场需要一种在电力隧道，城市综合管廊，工业厂房或工业场所，农用场所、民用场所，对现场环境进行全方位探测、拍照、拍摄，用于设备巡测、安全巡测等场合，也可用在厂区、厂房的环境管理和安全管理等场合的导索牵引巡检机器人。

这种机器人可以在空中或空间顶部的导索牵引下运动，不占用地上空间，运动相对安全，机器人上安装的云台及相机，机器人上的传感器，机器人上安装机器臂可以大范围的伸展，可以做到较大的探测范围。

此外，现有巡检机器人的驱动、控制、监测通常为一体结构，机器人无论哪一部分功能出现问题，都需要从轨道上取下整机，进行整机修理。都存在便利性不高，维护成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种索道牵引巡检机器人系统，解决的技术问题在于提供一种模块化、易于拆装、维护便捷，采用导索牵引的方式，简便、运行稳定、安全可靠的巡检机器人。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种索道牵引巡检机器人系统，包括索道牵引运动系统和机器人本体以及远端控制管理系统。

索道牵引运动系统包括动力系统装置模块、固定装置模块、导索、编码器装置模块、张紧及张力调节装置模块、下部支持装置模块、转弯导向装置模块、充电及缓存装置模块。

进一步地，动力系统装置模块、固定装置模块、导索构成了索道牵引运动系统的主体。动力系统装置模块、固定装置模块位于两端，固定在隧道顶部或者侧面，或者其它墙壁上。导索为可以是一条，两条或者多条，根据具体需求来定，每条都各自形成闭环。

进一步地，固定装置模块有一级张紧调节。

所述索道牵引运动系统中的编码器装置模块有压紧装置，保证导轮和导索直接接触，把导索的运动长度变成转动圈数，反馈机器人的运动位置。编码器装置模块至少有一个，根据长度不同可以增加编码器装置模块数量，以保证机器人位置反馈的准确性。

所述索道牵引运动系统中张紧及张力调节装置模块数个，作用为实现导索的张力控制，以满足四季不同温度，不同地点，导索不同批次等情况下索道张力的相对一致性，确保巡检机器人在索道牵引运动系统中相对平稳的运行，减少运动中的晃动。

所述索道牵引运动系统中转弯导向装置模块为索道牵引运动系统转弯时使用，配合机器人本体上的导向模块，进而实现机器人在巡检时能转弯前进，这里的转弯包含几个方向的转弯，其作用是保证巡检机器人能沿电力管道或者综合管廊线路运行，能避让管道中的障碍。

所述索道牵引运动系统中充电及缓存装置模块作用为机器人运行到两端位置缓存，相对位置归零及给机器人本体中电池充电用。

一种索道牵引巡检机器人系统中机器人本体外部包括外壳、导向模块、充电模块，该三个模块构成了机器人主体的上部。

进一步地，导向装置模块分两部分，一部分为充电导向，另一个分为转弯导向，可能根据情况设计到一起，也可能分开，根据具体情况而定。

机器人本体外部的云台装置模块、相机模块、局放传感器、紫外相机、照明模块构成了机器人视觉检测的主体功能模块。

进一步地，所述主体功能模块，云台装置模块、相机模块、照明模块为核心模块，局放传感器、紫外相机根据具体配置不同确定是否安装。

进一步地，所述云台装置模块为三轴云台或者轴云台，实现相机的姿态控制及稳定。

机器人本体外部顶部支撑装置模块为选配模块，主要是配合机器人操作臂进行巡检，排查等操作，起到稳定机器人的作用。

机器人本体内部的控制板，主要实现云台的控制及云台自稳定，传感器信息采集等。

所述机器人本体内部图传通讯模块，主要实现把相机拍摄的视频图像传输到远程的监控器，进而帮助相关人员进行巡检排查。

所述机器人本体内部多个传感器包含温湿度传感器，气体传感器构成，主要是采集隧道及管廊内的温度，湿度，多种气体的浓度等，进而实现对隧道及管廊的环境监控。

所述机器人本体内部的电池主要给云台，控制板，相机，照明系统，传感器等提供电力。

本发明提供了一种索道检测机器人及系统中的机器人本体连接到索道牵引运动系统中导索的某点上，电机带动导索运动进而实现机器人的运动，通过机器人上的监控，传感系统进而实现机器人巡检。

本发明的有益效果：1.本机器人可以用在电力隧道，城市综合管廊，工业场所，农用场所、民用场所，对现场环境进行全方位探测、拍照、拍摄，用于设备巡测、安全巡测等场合，也可用在厂区、厂房的环境管理和安全管理等场合。是一种模块化、易于拆装、维护便捷、运行稳定、安全可靠的巡检机器人；2.机器人本体连接到索道牵引运动系统中导索的某点上，电机带动导索运动进而实现机器人的运动，通过机器人上的监控，传感系统进而实现机器人巡检；3.索道一般采用金属材料或非金属合成材料或非金属材料，用于机器人行走，要求强度坚固，承重和机器人匹配。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的索道牵引巡检机器人系统的整体结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的索道牵引巡检机器人的整体结构示意图。

其中：1-力系统装置模块；2-固定装置模块；3-导索；4-编码器装置模块；5-张紧及张力调节装置模块；6-下部支持装置模块；7-充电及缓存装置模块；8-机器人本体；9-远端控制管理系统；81-外壳；82-导向装置模块；83-充电装置模块；84-云台装置模块；85-相机；86-红外热成像仪；87-照明模块；88-控制板；89-图传通讯模块；810-多个传感器；811-电池。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种索道牵引巡检机器人系统，如图1和2所示，包括索道牵引运动系统和机器人本体以及远端控制管理系统9。

索道牵引运动系统包括动力系统装置模块1、固定装置模块2、导索3、编码器装置模块4、张紧及张力调节装置模块5、下部支持装置模块6、转弯导向模块、充电及缓存装置模块7。

动力系统装置模块1、固定装置模块2、导索3构成了索道牵引运动系统的主体。索道一般采用金属材料或非金属合成材料或非金属材料，用于机器人行走，要求强度坚固，承重和机器人匹配；

编码器非金属合成材料模块4一个，和导索3直接接触，把导索3的运动长度变成转动圈数，反馈机器人8的运动位置。

张紧及张力调节非金属合成材料模块5数个，作用为实现索道的张力控制，以满足四季不同条件下索道张力的一致性，确保巡检机器人在索道牵引运动系统相对平稳的运行，减少运动中的晃动。

转弯导向非金属合成材料模块，为索道牵引运动系统转弯时使用，配合机器人本体8上的导向模块，进而实现机器人在巡检时能拐弯前进。

充电及缓存装置模块7作用为机器人运行到两端位置缓存，相对位置归零及给机器人本体中电池充电用。远端有充电控制系统，与机器人本体中的电源控制模块形成闭环，以保证电池的正确充电，提高电池寿命。此外，还有相应的机构保证对外不释放电火花，以保证隧道及管廊的安全。

一种索道牵引巡检机器人系统中机器人本体外部包括外壳81、导向装置模块82、充电装置模块83，该三个模块构成了机器人主体的上部。

导向装置模块分82两部分，一部分为充电导向，另一个分为转弯导向，可能根据情况设计到一起，也可能分开，根据具体情况而定。

机器人本体8外部的云台装置模块84、相机85、红外热成像仪86、局放传感器、紫外相机、照明模块87构成了机器人视觉检测的主体功能模块。云台模块84、相机模块85、照明87模块为核心模块，局放传感器、紫外相机根据具体配置不同确定是否安装。

云台装置模块84为三轴云台或两轴，实现相机的姿态控制及稳定。

机器人本体外部顶部支撑装置模块82为选配模块，主要是配合机器人操作臂进行巡检，排查等操作，起到稳定机器人的作用。

机器人本体内部的控制板88，主要实现云台的控制及云台自稳定，传感器信息采集等。

机器人本体内部图传通讯模块89，主要实现把相机拍摄的视频图像传输到远程的监控器，进而帮助相关人员进行巡检排查。

机器人本体内部多个传感器810包含温湿度传感器，气体传感器构成，主要是采集隧道及管廊内的温度，湿度，多种气体的浓度等，进而实现对隧道及管廊的环境监控。

机器人本体内部的电池811主要给云台，控制板，相机，照明系统，传感器等提供电力。

本发明提供了一种索道检测机器人系统中的机器人本体连接到索道牵引运动系统中导索的某点上，电机带动导索运动进而实现机器人的运动，通过机器人上的监控，传感系统进而实现机器人巡检。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，于具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：包括索道牵引运动系统和机器人本体以及远端控制管理系统；

所述索道牵引运动系统包括动力系统装置模块、固定装置模块、导索、编码器装置模块、张紧及张力调节装置模块、转弯导向装置模块、充电及缓存装置模块；动力系统装置模块、固定装置模块、导索构成了索道牵引运动系统的主体；编码器装置模块和导索直接接触，把导索的运动长度变成转动圈数，反馈机器人的运动相对位置；张紧及张力调节装置模块数个，作用为实现索道的张力控制，以满足四季不同条件下索道张力的一致性，确保巡检机器人在索道牵引运动系统相对平稳的运行，减少运动中的晃动；转弯导向装置模块为索道牵引运动系统转弯时使用，配合机器人本体上的导向模块，进而实现机器人在巡检时能转弯前进及避开障碍物；充电及缓存装置模块作用为机器人运行到两端位置缓存，相对位置归零及给机器人本体中电池充电用；

所述机器人本体外部包括外壳、导向装置模块、充电装置模块，该三个装置模块构成了索道牵引巡检机器人主体的上部；机器人本体外部的云台装置模块、相机装置模块、局放传感器、紫外相机、照明装置模块构成了机器人视觉检测的主体功能模块，即索道牵引巡检机器人本体的下部；索道牵引巡检机器人本体外部顶部支撑模块为选配装置模块，主要是配合机器人操作臂进行巡检，排查等操作，起到稳定机器人的作用；

索道牵引巡检机器人本体内部由控制板，图传模块，多个传感器，电池构成；其中控制板，主要实现云台的控制及云台自稳定控制，传感器信息采集等；索道牵引巡检机器人本体内部图传通讯模块，主要实现把相机拍摄的视频图像传输到远程的监控器，进而帮助相关人员进行巡检排查；索道牵引巡检机器人本体内部多个传感器包含温湿度传感器，气体传感器等构成，主要是采集隧道及管廊内的温度，湿度，多种气体的浓度；索道牵引巡检机器人本体内部的电池主要给云台，控制板，相机，照明系统，传感器等提供电力；机器人本体连接到索道牵引运动系统中导索的某点上，电机带动导索运动进而实现机器人的运动，通过机器人上的监控，传感系统进而实现机器人巡检。

2.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述机器人本体运行是由导索牵引的。

3.根据权利要求1或2所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述导索采用是金属材料或非金属合成材料或者非金属材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述导索牵引系统的动力使用的是电机。

5.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：还设置有云台和相机，所述云台和相机设置于所述机器人本体的内部。

6.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：还设置有电源，所述述电源为电池或外接电源。

7.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述充电装置模块为有线充电或无线充电。

8.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述多个传感器为温湿度传感器、气体传感器、压力传感器的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种索道牵引巡检机器人系统，其特征在于：所述无线通信系统，包含图传及数据通信，可以是1.2G，2.4G，5.8G，Bluetooth，27M，ZigBee，Wifi和AP的一种或多种。