CN108058157A - 一种巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种巡检机器人，涉及机器人技术领域。一种巡检机器人，包括控制柜、执行机构以及底座。控制柜与执行机构沿平行于底座所在平面的方向相对设置于底座。控制柜用于控制执行机构的运动轨迹。执行机构和控制柜均安装于底座上的同一面板上，使底座的载重分布更加均匀即可。可进一步提高巡检机器人整体的平衡性，从而降低巡检机器人在工作过程中倾倒的几率，提高巡检机器人的工作稳定性。执行机构安装位置较低，也使得执行机构能够在更接近地面的空间进行作业，大大增加了巡检机器人的有效工作空间，使巡检机器人的检测结果更为全面、准确。

Description

一种巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种巡检机器人。

背景技术

随着科技的不断发展，机器人代替人工完成各种工作任务是一个必然的趋势。机器人进行危险、重复性高的检查任务，具有检查准确，延长工时，安全高效，成本低廉的特点。现有的巡检机器人工作位置受限较大，巡检过程不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种巡检机器人，其工作位置具有较大的可选择性，且工作过程稳定性较强。

本发明的实施例是这样实现的：

一种巡检机器人，包括控制柜、执行机构以及底座。控制柜与执行机构沿平行于底座所在平面的方向相对设置于底座。控制柜用于控制执行机构的运动轨迹。

在本发明的一种实施例中，执行机构与控制柜分别位于巡检机器人行走方向的两侧。

在本发明的一种实施例中，执行机构包括机械臂和检测传感器。机械臂一端与底座连接，另一端与检测传感器以能伸缩的方式连接。

在本发明的一种实施例中，机械臂具有6个自由度。

在本发明的一种实施例中，底座设置行走轮组和电机，电机用于驱动行走轮组转动。

在本发明的一种实施例中，行走轮组包括主动轮和从动轮，电机用于驱动主动轮转动，从动轮为万向轮。

在本发明的一种实施例中，从动轮与底座的连接板之间设置配重块。

在本发明的一种实施例中，控制柜与底座可拆卸连接。

在本发明的一种实施例中，控制柜与底座通过支撑柱相连。支撑柱两端分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔。第一螺纹孔与控制柜的第一螺栓螺纹匹配，第二螺纹孔与底座的第二螺栓螺纹匹配。

一种巡检机器人，包括控制柜、执行机构以及底座。控制柜与执行机构分别安装于底座且在水平方向上相互对应。控制柜用于控制执行机构的运动轨迹。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种巡检机器人，其主要包括控制柜、执行机构以及底座，可应用于多种场合，例如电站巡检、化工厂巡检、车辆检测等。控制柜用于控制执行机构的运动轨迹，使执行机构能够按照预设轨迹进行巡检，以掌握各个场所的工作情况。其中，控制柜与执行机构沿平行于底座所在平面的方向相对设置于底座，即执行机构和控制柜均安装于底座上的同一面板上，在该面板上的具体位置可以根据具体情况进行选择，能够使底座的载重分布更加均匀即可。底座的载重分布均匀性提高后，即可提高巡检机器人整体的平衡性，从而降低巡检机器人在工作过程中倾倒的几率，提高巡检机器人的工作稳定性。由于将执行机构直接安装于底座上，大大降低了执行机构的重心，在执行机构进行运动时，对于巡检机器人的平衡影响大大减弱。执行机构安装位置较低，也使得执行机构能够在更接近地面的空间进行作业，大大增加了巡检机器人的有效工作空间，使巡检机器人的检测结果更为全面、准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的巡检机器人的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为本发明实施例提供的底座的结构示意图；

图4为图3的Ⅳ部位的放大示意图。

图标：100-巡检机器人；110-控制柜；130-执行机构；132-机械臂；134-检测传感器；150-底座；152-行走轮组；154-主动轮；156-从动轮；158-螺栓；160-连接板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“平行”、“水平”并不表示要求部件绝对平行或水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1所示为巡检机器人100的结构示意图。本实施例提供一种巡检机器人100，可用于多种场合，例如电站巡检、轨道巡检、化工厂巡检、轮胎巡检等等。

巡检机器人100主要包括控制柜110、执行机构130以及底座150。控制柜110、执行机构130均安装于底座150上。可进一步参照图2，图2所示为图1的A向视图。如图2所示，控制柜110、执行机构130沿平行于底座150所在平面的方向相对设置于底座150上，且两者在水平方向上相互对应。该设置下，执行机构130、控制柜110分别位于底座150同一面板上的左右两侧。需要说明，左右两侧的描述仅仅是针对图2所示的情况，其他视角下，也可以认为执行机构130和控制柜110为前后关系，两者位于底座150面板上的不同位置，达到使巡检机器人100的平衡性更好的目的即可。

上述设置方式下，执行机构130安装位置较低，使其重心较低，当执行机构130进行运动巡检时，能够减少对巡检机器人100的平衡影响，降低巡检机器人100倾倒的几率；另外，也使得执行机构130能够在更接近地面的空间进行作业，增加执行机构130的有效工作空间，增加执行机构130的检测范围，提高巡检结果的准确性和有效性。目前传统的巡检机器人一般将执行机构部分安装在控制柜上方，使得执行机构与地面的距离增加，使执行机构无法到达距离地面较近的位置工作，大大降低执行机构的近地面工作能力，最终导致传统巡检机器人存在较大的巡检死角，巡检结果的可靠性也大大降低。

上述设置方式下，执行机构130和控制柜110的左右分布也提高了底座150的载重均匀性，使巡检机器人100整体的平衡性提高，进一步降低巡检机器人100工作时倾倒的几率。控制柜110能够起到平衡巡检机器人100的重心的作用，控制柜110主要用于控制执行机构130的运动轨迹(即检测轨迹)，当执行机构130在巡检过程中伸出较远的距离时，在控制柜110的作用下，巡检机器人100能够较好地保持稳定，提高巡检机器人100的工作稳定性。

请再参照图1，本实施例中，执行机构130进一步包括机械臂132和检测传感器134。如图1所示，机械臂132一端与底座150连接，另一端与检测传感器134以能伸缩的方式连接。检测传感器134能够相对机械臂132进行伸缩运动，该伸缩运动可以是机械臂132本身实现的伸缩，也可以是在机械臂132末端单独连接可伸缩件，使机械臂132通过可伸缩件与检测传感器134连接，可伸缩件带动检测传感器134进行伸缩运动。两种伸缩方式可以任意选择，本实施例不作具体限定。控制柜110控制机械臂132进行运动，机械臂132带动检测传感器134进行运动从而完成检测。检测传感器134的可伸缩连接方式，使其进一步增加了检测可达范围和探测能力。

机械臂132可以与底座150通过螺栓连接，方便机械臂132的更换、安装以及拆卸。

检测传感器134用于对指定场所或指定物品进行检测，根据具体的检测需求，可以采用不同的检测传感器134，例如温度检测传感器、空气质量检测传感器、液位检测传感器、轮胎检测传感器等。

机械臂132可直接市购，根据具体检测要求，可选择合适的、具有一定空间位置调节能力的机械臂132即可。本实施例中，机械臂132具有6个自由度，即机械臂132可以在X、Y、Z三个方向上分别进行移动和转动，使机械臂132具有较大的可调性。根据具体的检测位置要求，机械臂132带动检测传感器134到达指定位置进行检测。机械臂132的安装位置和可调特性使得检测传感器134具有更多的有效工作空间，能够以更多的角度对指定位置进行检测，使检测结果更全面、准确。当然，根据具体检测需求，机械臂132也可以是其他数量的自由度，例如2个自由度、4个自由度。

现有巡检机器人一般将传感器固定在云台上，传感器安装位置的限定使其只能对一些空间较大的理想空间进行检查，而对于一些非理想空间例如狭长通道则无法进行较好的检查。例如，需要对车辆的轮胎胎冠面进行检查时，传统巡检机器人不仅耗时长且存在很多无法达到的检测区域，检测效率低下且检测精度偏低。采用本发明实施例提供的巡检机器人100进行检查时，由于机械臂132的可调范围较大，大大增加了检测传感器134的可达位置范围，提高了检测传感器134的探测能力，检测传感器134可以到达传统巡检机器人无法到达的检测区域，大大提高检查结果的精确性。另外，由于检测传感器134与控制柜110位于相对的两侧，使得机械臂132具有非常有效的工作空间，使机械臂132能够更接近地面进行作业。若机械臂132具有较大的延展长度，同时车辆本身宽度稍小，巡检机器人100还可以仅在车辆的一侧行走即可完成对车辆所有轮胎的检测，大大提高巡检机器人100的检测效率。

本实施例中，控制柜110与底座150可拆卸连接，便于对巡检机器人100进行检修。

进一步地，控制柜110与底座150通过支撑柱(图中未示出)相连。支撑柱两端分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔。第一螺纹孔与控制柜110上的的第一螺栓(图中未示出)螺纹匹配，第二螺纹孔与底座150上的第二螺栓(图中未示出)螺纹匹配。通过将支撑柱进行拆卸即可将控制柜110与底座150分离。

控制柜110能够为机械臂132预先设定运动路线，使机械臂132按照预设路线进行运动，以达到预期的检测效果。控制柜110对巡检机器人100内各零部件的具体控制方式可参照传统巡检机器人的控制方式，本实施例不作具体限定。

请参照图3，图3所示为底座150的结构示意图。底座150可进一步设置行走轮组152和电机(图中未示出)，电机用于驱动行走轮组152转动，以使巡检机器人100能够自动行走，提高巡检机器人100的自动化程度。

进一步地，行走轮组152包括主动轮154和从动轮156，电机用于驱动主动轮154转动，从动轮156为万向轮。如图3所示，本实施例中，设置有2个主动轮154，4个从动轮156。主动轮154转动前进带动从动轮156转动前进。从动轮156选用万向轮使得巡检机器人100的运动更加灵活。结合图2可知，本实施中，执行机构130与控制柜110分别位于巡检机器人100行走方向的两侧，也使得在对汽车轮胎进行检测时具有更有效的作业空间。

主动轮154可以在巡检机器人100的高度方向上上下移动，从动轮156也可以在巡检机器人100的高度方向上上下移动。本实施例中，主动轮154在巡检机器人100的行走过程中可以自动调节高度，以使巡检机器人100在行走过程中一直与地面保持良好的接触，例如可在主动轮154与底座150之间设置弹性件(例如弹簧)，即可实现主动轮154高度的自主调节，当然，其他实施例中也可以采用电性控制一类较为复杂的方式。本实施例中，从动轮156高度的变化采用手动调节。该设置使得巡检机器人100的高度具有一定的可调区间，同时也使得机械臂132与地面的距离具有一定的可调区间，使机械臂132的近地面作业空间具有更多的选择性。

请参照图4，图4所示为图3的Ⅳ部位的放大示意图。4个从动轮156可以通过螺栓158与底座150上的连接板160连接，通过调节从动轮156与螺栓158的固定位置，可以调节底座150的高度。

进一步地，还可以在从动轮156与连接板160之间设置配重块(图中未示出)。通过调节从动轮156与螺栓158的固定位置可以达到对配重块进行固定的效果。配重块的质量可以根据具体需求进行选择，需要使巡检机器人100的重心降低较多时，可选择质量较大的配重块。若执行机构130与控制柜110的质量差别较大，使得底座150上的载重分布不够均匀，可以根据具体情况，有选择性地在某个或某几个从动轮156上加装配重块，使底座150上的载重分布更为均匀，提高巡检机器人100的平衡能力。

本实施例中，未对巡检机器人100的其他零部件进行更为详细的介绍，未介绍的其他零部件结构可参照市售巡检机器人。

巡检机器人100的工作原理是：

本实施例提供一种巡检机器人100，主要包括控制柜110、执行机构130以及底座150，可在多种场所进行巡检工作，尤其在车辆轮胎胎冠面的检测上具有明显优势。

执行机构130能够在更接近地面的空间进行作业，增加执行机构130的有效工作空间，增加执行机构130的检测范围，提高巡检结果的准确性和有效性。执行机构130和控制柜110的左右分布提高了底座150的载重均匀性，使巡检机器人100整体的平衡性提高，进一步降低巡检机器人100工作时倾倒的几率。控制柜110能够起到平衡巡检机器人100的重心的作用，控制柜110主要用于控制执行机构130的运动轨迹(即检测轨迹)，当执行机构130在巡检过程中伸出较远的距离时，在控制柜110的作用下，巡检机器人100能够较好地保持稳定，提高巡检机器人100的工作稳定性。机械臂132的安装位置和可调特性使得检测传感器134具有更多的有效工作空间，能够以更多的角度对指定位置进行检测，使检测结果更全面、准确。

以车辆轮胎检测为例：

传统巡检机器人不仅耗时长且存在很多无法达到的检测区域，检测效率低下且检测精度偏低。采用本发明实施例提供的巡检机器人100进行检查时，由于机械臂132的可调范围较大(例如，机械臂132的安装位置贴近地面，机械臂132一端与检测传感器134可伸缩连接)，大大增加了检测传感器134的可达位置范围，提高了检测传感器134的探测能力，检测传感器134可以到达传统巡检机器人无法到达的检测区域，大大提高检查结果的精确性。检测传感器134的可伸缩连接特性，使其可以直线移动调整位置，以弥补可能存在的机器人原点和轮胎在轮胎轴向上的定位误差。当检测传感器134伸入轮胎和车壳缝隙时，该伸缩设置可以减少机械臂132与车壳的相互干涉，使检测过程更加顺利，同时在双层轮胎的检测中(例如公交车的后轮轮胎一般都是两个)，该伸缩设置使检测传感器134能够检测到双层轮胎中的里侧轮胎(在机器人不更换行走位置的情况下即可实现)。另外，由于检测传感器134与控制柜110位于相对的两侧，使得机械臂132具有非常有效的工作空间，使机械臂132能够更接近地面进行作业。若机械臂132具有较大的延展长度，同时车辆本身宽度稍小，巡检机器人100还可以仅在车辆的一侧行走即可完成对车辆所有轮胎的检测，大大提高巡检机器人100的检测效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、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，包括控制柜、执行机构以及底座，所述控制柜与所述执行机构沿平行于所述底座所在平面的方向相对设置于所述底座，所述控制柜用于控制所述执行机构的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述执行机构与所述控制柜分别位于所述巡检机器人行走方向的两侧。

3.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述执行机构包括机械臂和检测传感器，所述机械臂一端与所述底座连接，另一端与所述检测传感器以能伸缩的方式连接。

4.根据权利要求3所述的巡检机器人，其特征在于，所述机械臂具有6个自由度。

5.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述底座设置行走轮组和电机，所述电机用于驱动所述行走轮组转动。

6.根据权利要求5所述的巡检机器人，其特征在于，所述行走轮组包括主动轮和从动轮，所述电机用于驱动所述主动轮转动，所述从动轮为万向轮。

7.根据权利要求6所述的巡检机器人，其特征在于，所述从动轮与所述底座的连接板之间设置配重块。

8.根据权利要求1-7任一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述控制柜与所述底座可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的巡检机器人，其特征在于，所述控制柜与所述底座通过支撑柱相连，所述支撑柱两端分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述控制柜的第一螺栓螺纹匹配，所述第二螺纹孔与所述底座的第二螺栓螺纹匹配。

10.一种巡检机器人，其特征在于，包括控制柜、执行机构以及底座，所述控制柜与所述执行机构分别安装于所述底座且在水平方向上相互对应，所述控制柜用于控制所述执行机构的运动轨迹。