CN107765681B - 一种巡检机器人及巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动巡检技术领域，提供了一种巡检机器人及巡检系统。在本发明中，中央控制模块通过通信模块接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据作业信息输出相应的转动控制信号至多轴驱动模块，多轴驱动模块根据转动控制信号控制多轴转动检测模块带动巡检模块进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，巡检模块将所采集到的检测数据输出至中央控制模块，中央控制模块通过通信模块将检测数据反馈至控制终端。巡检机器人通过能够多向转动的多轴转动检测模块实现对巡检对象的全方位检测，因此解决了现有的巡检机器人因检测角度有限而无法实现对巡检对象进行全方位检测的问题。
Description
技术领域
本发明属于自动巡检技术领域，尤其涉及一种巡检机器人及巡检系统。
背景技术
随着巡检机器人在电力设备现场、城市地下管廊的逐步应用，多样化的环境对巡检机器人的系统结构和功能提出更高的要求，为适应环境要求，目前出现了搭载固定式云台的巡检机器人和搭载升降式云台的巡检机器人。对于搭载固定式云台的巡检机器人，固定式云台不能垂直或水平移动，仅通过调整云台角度的方式进行信息采集，对于处于特殊角度或位置的巡检对象，该云台无法通过调整角度来实现对巡检对象的全方位检测。而对于搭载升降式云台的巡检机器人，升降式云台相对于固定式云台增加了垂直方向上移动的功能，对于需要在水平方向上进行较大角度检测的巡检对象，该升降式云台依然无法实现对巡检对象的全方位检测。因此，现有的巡检机器人存在因检测角度有限而无法对巡检对象实现全方位检测的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巡检机器人，旨在解决现有的巡检机器人所存在的因检测角度有限而无法对巡检对象实现全方位检测的问题。
本发明是这样实现的，一种巡检机器人，所述巡检机器人包括中央控制模块、通信模块、多轴驱动模块、多轴转动检测模块及巡检模块；所述巡检模块位于所述多轴转动检测模块上；
所述中央控制模块通过所述通信模块接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据所述作业信息输出相应的转动控制信号至所述多轴驱动模块，所述多轴驱动模块根据所述转动控制信号控制所述多轴转动检测模块带动所述巡检模块进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，所述巡检模块将所采集到的检测数据输出至所述中央控制模块，所述中央控制模块通过所述通信模块将所述检测数据反馈至所述控制终端。
所述多轴转动检测模块包括安装底座、多轴机械臂、第一法兰连接器、第二法兰连接器以及工具盘；
所述安装底座固定在所述巡检机器人的本体上，所述多轴机械臂的第一连接端通过第一法兰连接器与所述安装底座相连接，所述多轴机械臂的第二连接端通过第二法兰连接器与所述工具盘相连接，所述巡检模块设置在所述工具盘上。
所述巡检机器人还包括环向距离检测模块，所述环向距离检测模块设置在所述多轴机械臂上；
所述环向距离检测模块对所述多轴机械臂与外界物体之间的距离进行检测，当所述距离小于预设环向距离时，所述环向距离检测模块输出碰撞提醒信号，所述中央控制模块根据所述碰撞提醒信号输出停止控制信号，所述多轴驱动模块根据所述停止控制信号控制所述多轴机械臂停止转动。
所述巡检机器人还包括行进模块；
所述中央控制模块根据所述作业信息生成相应的行进控制信号，所述行进模块根据所述行进控制信号驱动所述巡检机器人行进至相应位置。
所述巡检机器人还包括距离传感模块；
所述距离传感模块对所述巡检机器人的本体与外界物体之间的距离进行检测，当所述距离小于预设距离阈值时，所述距离传感模块输出距离提醒信号，以使所述中央控制模块根据所述距离提醒信号输出避障控制信号，所述行进模块根据所述避障控制信号控制改变所述巡检机器人的行进方式。
所述巡检机器人还包括定位模块；
所述定位模块对所述巡检机器人的当前位置进行定位并输出当前位置信息至所述中央控制模块，当所述作业信息所对应的位置信息与所述当前位置信息相同时，所述中央控制模块输出停止行进控制信号，所述行进模块根据所述停止行进控制信号控制所述巡检机器人停止行进。
所述巡检机器人还包括数据采集模块；
所述数据采集模块对巡检数据进行采集，并将采集到的巡检数据发送至所述中央控制模块，所述中央控制模块通过所述通信模块将所述采集到的巡检数据发送至所述控制终端。
所述巡检机器人还包括电源模块，所述电源模块为所述中央控制模块提供电源。
所述巡检机器人还包括导航模块；
所述中央控制模块通过所述通信模块接收所述控制终端所发送的参考行走路径信息，所述导航模块获取所述巡检机器人的实际行走路径信息，当所述中央控制模块判断所述实际行走路径信息与所述参考行走路径信息不一致时，所述中央控制模块通过所述通信模块发送路径修正提示信息至所述控制终端，以使所述控制终端对所述参考行走路径信息进行修正。本发明的另一目的还在于提供一种巡检系统，巡检系统包括控制终端以及上述巡检机器人。
在本发明中，中央控制模块通过通信模块接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据作业信息输出相应的转动控制信号至多轴驱动模块，多轴驱动模块根据转动控制信号控制多轴转动检测模块带动巡检模块进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，巡检模块将所采集到的检测数据输出至中央控制模块，中央控制模块通过通信模块将检测数据反馈至控制终端。巡检机器人通过能够多向转动的多轴转动检测模块实现对巡检对象的全方位检测，因此解决了现有的巡检机器人因检测角度有限而无法实现对巡检对象进行全方位检测的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的巡检机器人的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的多轴转动检测模块和巡检模块的结构示意图；
图3是图2所示的多轴转动检测模块和巡检模块在巡检机器人本体上的安装示意图；
图4是本发明另一实施例提供的巡检机器人的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的巡检机器人的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
巡检机器人包括中央控制模块10、通信模块20、多轴驱动模块30、多轴转动检测模块40及巡检模块50，其中，巡检模块50位于多轴转动检测模块40上。
中央控制模块10通过通信模块20接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据作业信息输出相应的转动控制信号至多轴驱动模块30，多轴驱动模块30根据转动控制信号控制多轴转动检测模块40带动巡检模块50进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，巡检模块50将所采集到的检测数据输出至中央控制模块10，中央控制模块10通过通信模块20将检测数据反馈至控制终端。
具体的，本发明所提供的巡检机器人可用于地面巡检。中央控制模块10和多轴驱动模块30位于巡检机器人的本体外壳内，通信模块20、多轴转动检测模块40固定于巡检机器人的本体外壳上。
具体的，中央控制模块10可为单片机、ARM处理器或者其他具备数据逻辑处理能力的可编程器件；通信模块20可为WIFI无线通信模块20；多轴驱动模块30可为电机；巡检模块50可包括多个巡检单元，多个巡检单元可为高清摄像机、红外热成像仪及局放检测设备等，可根据具体巡检需求选择相应功能的巡检单元。
具体的，多轴转动检测模块40可实现n×360°(n≥1)旋转，因此，设置于多轴转动检测模块40上的巡检模块50可对巡检对象进行全方位检测并获取检测数据。
作为本发明一实施例，如图2所示，多轴转动检测模块40包括安装底座41、多轴机械臂42、第一法兰连接器43、第二法兰连接器44以及工具盘45。图3示出了图2中的多轴转动检测模块40在巡检机器人本体上的安装示意图。
安装底座41固定在巡检机器人的本体上，多轴机械臂42的第一连接端通过第一法兰连接器43与安装底座41相连接，多轴机械臂42的第二连接端通过第二法兰连接器44与工具盘45相连接，巡检模块50设置在工具盘45上。
具体的，安装底座41固定在巡检机器人的本体外壳上；多轴机械臂42可包括至少五个机械子臂420，两个相邻的机械子臂420之间通过法兰连接器进行连接，且每个机械子臂420均可实现n×360°(n≥1)旋转，每个机械子臂420在多轴驱动模块30的驱动下围绕法兰连接器的中心轴线进行旋转；工具盘45围绕第二法兰连接器44的中心轴线进行旋转；巡检模块50包括多个巡检单元51，每个巡检单元51均以可拆卸方式安装在工具盘45上。
作为本发明一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括环向距离检测模块60，环向距离检测模块60设置在多轴机械臂42上；
环向距离检测模块60对多轴机械臂42与外界物体之间的距离进行检测，当距离小于预设环向距离时，环向距离检测模块60输出碰撞提醒信号，中央控制模块10根据碰撞提醒信号输出停止控制信号，多轴驱动模块30根据停止控制信号控制多轴机械臂42停止转动。
具体的，多轴机械臂42中的每个机械子臂420上均可安装环向距离检测模块60，环向距离检测模块60可安装于两个机械子臂420的连接处。当距离检测模块60所检测到的距离小于预设环向距离时，中央控制模块10输出停止控制信号至多轴驱动模块30，多轴驱动模块30控制与该距离检测模块60相对应的机械子臂420(安装该距离检测单元的机械子臂420)停止转动。
作为本发明另一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括行进模块70。
中央控制模块10根据作业信息生成相应的行进控制信号，行进模块70根据行进控制信号驱动巡检机器人行进至相应位置。
具体的，中央控制模块10根据控制终端所发送的作业信息生成相应的行进控制信号，行进模块70根据行进控制信号驱动巡检机器人行进至与行进控制信号相对应的位置，以在该位置对巡检对象进行全方位检测。
作为本发明一实施例，如图4所示，行进模块70包括驱动单元71和行进单元72。
驱动单元71根据行进控制信号生成行进驱动信号，行进单元72根据行进驱动信号控制巡检机器人行进。
具体的，驱动单元71可为电机；行进单元72可采用四轮式、履带式或足式等行走方式。
作为本发明另一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括距离传感模块80。
距离传感模块80对巡检机器人的本体与外界物体之间的距离进行检测，当距离小于预设距离阈值时，距离传感模块80输出距离提醒信号，以使中央控制模块10根据距离提醒信号输出避障控制信号，行进模块70根据避障控制信号控制改变巡检机器人的行进方式。
具体的，距离传感模块80对巡检机器人的本体与现场工作人员或其他设备之间的距离进行检测，当所检测到的距离小于预设距离阈值时，距离传感模块80输出距离提醒信号，中央控制模块10根据距离提醒信号输出避障控制信号，行进模块70根据避障控制信号控制巡检机器人改变原来的行进方式，如控制巡检机器人停止前进或控制巡检机器人转弯前进以避开障碍物等。
具体的，距离传感模块80可为超声波距离传感模块80或红外距离检测模块。
具体的，巡检机器人的本体外壳上还可安装防撞装置，以防止巡检机器人与其他物体发生碰撞时将巡检机器人的本体外壳损坏。
作为本发明另一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括定位模块90。
定位模块90对巡检机器人的当前位置进行定位并输出当前位置信息至中央控制模块10，当作业信息所对应的位置信息与当前位置信息相同时，中央控制模块10输出停止行进控制信号，行进模块70根据停止行进控制信号控制巡检机器人停止行进。
具体的，定位模块90可为GPS定位模块90。定位模块90对巡检机器人的当前位置进行定位并输出当前位置信息，当中央控制模块10判断当前位置信息与作业信息所对应的位置信息相同时，中央控制模块10输出停止行进控制信号，行进模块70根据停止行进控制信号控制巡检机器人停止前进，即表示到达了巡检对象的检测位置。
作为本发明一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括数据采集模块100。
数据采集模块100对巡检数据进行采集，并将采集到的巡检数据发送至中央控制模块10，中央控制模块10通过通信模块20将采集到的巡检数据发送至控制终端。
具体的，数据采集模块100可安装于巡检机器人本体外壳上，用于对巡检环境的相关参数进行采集，如温度、湿度、光照或有害气体等，数据采集模块100可为温度传感器、湿度传感器、光照检测传感器或有害气体检测传感器等。
作为本发明一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括电源模块110，电源模块110为中央控制模块10提供电源。
具体的，巡检机器人还可包括充电控制模块，充电控制模块根据中央控制模块10所发送的充电控制信号为电源模块110充电。
作为本发明一实施例，如图4所示，巡检机器人还包括导航模块120。
中央控制模块10通过通信模块20接收控制终端所发送的参考行走路径信息，导航模块120获取巡检机器人的实际行走路径信息，当中央控制模块10判断实际行走路径信息与参考行走路径信息不一致时，中央控制模块10通过通信模块20发送路径修正提示信息至控制终端，以使控制终端对参考行走路径信息进行修正。
具体的，导航模块120可为激光导航模块、磁导航模块、视觉导航模块或GPS导航模块等。当中央控制模块10判断实际行走路径信息与参考行走路径信息一致时，则中央控制模块10控制所述巡检机器人按照参考行走路径信息行进。
本发明还提供了一种巡检系统，巡检系统包括控制终端以及上述巡检机器人。
具体的，控制终端可为移动终端、云平台等，控制终端向巡检机器人发送作业信息，巡检机器人根据作业信息执行相应操作，并向控制终端返回所采集的数据。
在本发明中，中央控制模块通过通信模块接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据作业信息输出相应的转动控制信号至多轴驱动模块，多轴驱动模块根据转动控制信号控制多轴转动检测模块带动巡检模块进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，巡检模块将所采集到的检测数据输出至中央控制模块，中央控制模块通过通信模块将检测数据反馈至控制终端。巡检机器人通过能够多向转动的多轴转动检测模块实现对巡检对象的全方位检测，因此解决了现有的巡检机器人因检测角度有限而无法实现对巡检对象进行全方位检测的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人包括中央控制模块、通信模块、多轴驱动模块、多轴转动检测模块及巡检模块；所述巡检模块位于所述多轴转动检测模块上；
所述中央控制模块通过所述通信模块接收外部的控制终端所发送的作业信息，并根据所述作业信息输出相应的转动控制信号至所述多轴驱动模块，所述多轴驱动模块根据所述转动控制信号控制所述多轴转动检测模块带动所述巡检模块进行多向转动以对巡检对象进行多方位的数据采集，所述巡检模块将所采集到的检测数据输出至所述中央控制模块，所述中央控制模块通过所述通信模块将所述检测数据反馈至所述控制终端，所述多轴转动检测模块的旋转角度包括至少一个360°，所述多轴转动检测模块包括多轴机械臂，所述多轴机械臂包括多个机械子臂，每个机械子臂的旋转角度包括至少一个360°。
2.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述多轴转动检测模块还包括安装底座、第一法兰连接器、第二法兰连接器以及工具盘；
所述安装底座固定在所述巡检机器人的本体上，所述多轴机械臂的第一连接端通过第一法兰连接器与所述安装底座相连接，所述多轴机械臂的第二连接端通过第二法兰连接器与所述工具盘相连接，所述巡检模块设置在所述工具盘上。
3.如权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括环向距离检测模块，所述环向距离检测模块设置在所述多轴机械臂上；
所述环向距离检测模块对所述多轴机械臂与外界物体之间的距离进行检测，当所述距离小于预设环向距离时，所述环向距离检测模块输出碰撞提醒信号，所述中央控制模块根据所述碰撞提醒信号输出停止控制信号，所述多轴驱动模块根据所述停止控制信号控制所述多轴机械臂停止转动。
4.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括行进模块；
所述中央控制模块根据所述作业信息生成相应的行进控制信号，所述行进模块根据所述行进控制信号驱动所述巡检机器人行进至相应位置。
5.如权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括距离传感模块；
所述距离传感模块对所述巡检机器人的本体与外界物体之间的距离进行检测，当所述距离小于预设距离阈值时，所述距离传感模块输出距离提醒信号，以使所述中央控制模块根据所述距离提醒信号输出避障控制信号，所述行进模块根据所述避障控制信号控制改变所述巡检机器人的行进方式。
6.如权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括定位模块；
所述定位模块对所述巡检机器人的当前位置进行定位并输出当前位置信息至所述中央控制模块，当所述作业信息所对应的位置信息与所述当前位置信息相同时，所述中央控制模块输出停止行进控制信号，所述行进模块根据所述停止行进控制信号控制所述巡检机器人停止行进。
7.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括数据采集模块；
所述数据采集模块对巡检数据进行采集，并将采集到的巡检数据发送至所述中央控制模块，所述中央控制模块通过所述通信模块将所述采集到的巡检数据发送至所述控制终端。
8.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括电源模块，所述电源模块为所述中央控制模块提供电源。
9.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括导航模块；
所述中央控制模块通过所述通信模块接收所述控制终端所发送的参考行走路径信息，所述导航模块获取所述巡检机器人的实际行走路径信息，当所述中央控制模块判断所述实际行走路径信息与所述参考行走路径信息不一致时，所述中央控制模块通过所述通信模块发送路径修正提示信息至所述控制终端，以使所述控制终端对所述参考行走路径信息进行修正。
10.一种巡检系统，包括控制终端，其特征在于，所述巡检系统还包括权利要求1至9任一项所述的巡检机器人。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: B501, Building F2, TCL Science Park, No. 1001, Zhongshanyuan Road, Shuguang Community, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518000 Patentee after: LAUNCH DIGITAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518000 Third Floor, Fengyun Building, Galaxy, No. 5 Xinxi Road, North District, Nanshan High-tech Park, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: LAUNCH DIGITAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |