CN109434800A - 一种无线巡检机器人系统以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线巡检机器人系统，包括巡检机器人，所述巡检机器人，包括：机箱，所述机箱的下端设置有滚动轮，所述机箱的上端设置有摄像头，所述巡检机器人通过升降机构与摄像头连接。相应地，还提供了一种无线巡检机器人控制方法，本发明提供了一种巡检机器人系统以及控制方法，其结构简单，便于操作，能够满足用户的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人技术领域，特别是涉及一种无线巡检机器人系统以及控制方法。
背景技术
自动寻迹机器人融合了嵌入式技术、传感器技术、电子电气、路径规划、人工智能和自动控制等技术，近年来一直吸引着众多科学工作者的关注。自动寻迹小车应用领域广泛，包括自动驾驶、反恐、核电站维护、未知区域探测、无人工程产品运输等等，自动控制技术的发展必将对人们的生产和生活产生深远影响。
随着技术的发展和进步，自动寻迹机器人开始在机房中应用，用于自动拍摄机房中机柜的状态等。为了满足用户的使用需求，本申请设计了一种无线巡检机器人系统以及控制方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在技术问题，本发明提供了一种无线巡检机器人系统以及控制方法。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种无线巡检机器人系统，包括巡检机器人，所述巡检机器人，包括：机箱，所述机箱的下端设置有滚动轮，所述机箱的上端设置有摄像头，所述巡检机器人通过升降机构与摄像头连接。
其中，所述巡检机器人的顶部装有激光雷达，所述激光雷达用于扫描周围物体，从而判断周围物体距离自己的远近，所述巡检机器人的四周安装有1圈多个距离传感器，通过所述距离传感器判断前方是否有障碍物，所述巡检机器人还包括控制器，所述控制器与所述激光雷达和距离传感器连接。
其中，所述巡检机器人底端设置寻迹头，所述寻迹头为一个或多个光电传感器，巡检机器人的行进路线上预先铺设有寻迹磁条，将寻迹头对准磁条，通过光电传感器自动采集巡检机器人位置信号，将巡检机器人位置信号输送给巡检机器人主控制器，巡检机器人主控制器通过控制驱动机构实现自行寻迹行走。
其中，巡检机器人底部安装摄像头对行进路线上的障碍物进行拍摄，摄像头将拍摄的图像发送给主控制器，主控制器判断当判断具有障碍物时，自动报警。
其中，巡检机器人底部设置有摄像头，在巡检机器人的行进路线上预先设置二维码，通过摄像头扫描二维码进行寻迹，将扫描的数据发送给主控制器，主控制器控制驱动机构进行行走。
相应地，还提供了一种无线巡检机器人控制方法，
(1)将地图信息，预先在巡检机器人内部进行存储；
(2)在地图上设定巡检机器人移动的轨迹信息，同时设定需要巡检机器人停车检测的点坐标；
(3)将移动的轨迹信息和停车检测的点坐标都存储到巡检机器人内部；
(4)巡检机器人根据之前设定的移动的轨迹信息和停车检测的点坐标，能够自动实现移动过程。
其中，在巡检机器人到达停车检测的点之前，巡检机器人通过激光雷达数据进行自身移动方向的修正，保证不会跑偏；同时通过该数据，巡检机器人能够获取到当前车身在空间中的位置；到达任一停车检测的点后，能够根据系统预设的规则，确定该停车检测的点是否需要执行检测过程，需要检测，则执行相关动作，否则巡检机器人继续按照预设轨迹执行移动。
其中，所述巡检机器人能够让用户设定一个目标点位，然后巡检机器人能够自动移动到用户指定的点，在移动过程中，巡检机器人也根据激光雷达数据进行自我位置的修正。
其中，巡检机器人在移动过程中，对于在移动路径上遇到的障碍物，可以自动进行避障处理，通过障碍物之后，巡检机器人会自动回到之前预设的轨迹，继续执行运动。
其中，还包括将巡检机器人在设置在机房内，通过手动控制模式进行运动，在运动过程中，通过激光雷达扫环境信息，当巡检机器人扫描完当前空间的所有位置后，可以获取到当前空间的完整地图信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果为，提供了一种巡检机器人系统以及控制方法，其结构简单，便于操作，能够满足用户的使用需求。
附图说明
图1所示为本申请的巡检机器人的结构示意图；
图2所示为本申请的伸缩机构的结构第一示意图；
图3所示为本申请的伸缩机构的结构第二示意图；
图4所示为本申请的伸缩机构的结构第三示意图；
图中，1-滚动轮，2-伸缩杆，3-摄像头，4-机械手，5-底座，6-驱动电机， 7-传动轮，8-从动轮，9-第三齿轮，10-齿轮箱，11-轴承，12-第一螺母，13-第二螺母，14-第二丝杠，15-第一丝杠，16-外壳，17-第一推杆，18-第二推杆，19- 第三推杆，20-第三丝杠，21-底座，22-旋转电机，24-外侧铰接架，23-横向丝杠， 25-内侧铰接架，26-底端块，33-辅助块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明提供了一种无线巡检机器人系统，包括巡检机器人，所述巡检机器人，包括：机箱，所述机箱的下端设置有滚动轮，所述机箱的上端设置有摄像头，所述巡检机器人通过升降机构与摄像头连接。
其中，所述巡检机器人的顶部装有激光雷达，所述激光雷达用于扫描周围物体，从而判断周围物体距离自己的远近，所述巡检机器人的四周安装有1圈多个距离传感器，通过所述距离传感器判断前方是否有障碍物，所述巡检机器人还包括控制器，所述控制器与所述激光雷达和距离传感器连接。
其中，所述巡检机器人底端设置寻迹头，所述寻迹头为一个或多个光电传感器，巡检机器人的行进路线上预先铺设有寻迹磁条，将寻迹头对准磁条，通过光电传感器自动采集巡检机器人位置信号，将巡检机器人位置信号输送给巡检机器人主控制器，巡检机器人主控制器通过控制驱动机构实现自行寻迹行走。
其中，巡检机器人底部安装摄像头对行进路线上的障碍物进行拍摄，摄像头将拍摄的图像发送给主控制器，主控制器判断当判断具有障碍物时，自动报警。
其中，巡检机器人底部设置有摄像头，在巡检机器人的行进路线上预先设置二维码，通过摄像头扫描二维码进行寻迹，将扫描的数据发送给主控制器，主控制器控制驱动机构进行行走。
如图2-4所示，所述升降机构的结构为下述结构之一：
第一种：包括底座和机械手，所述底座安装在机器人主体上，所述底座上安装有机械手，所述机械手安装有摄像头；
第二种：包括：齿轮箱，所述齿轮箱上侧一侧设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴插入齿轮箱，且与齿轮箱内的传动轮连接，所述齿轮箱内设置有从动轮和第三齿轮，所述传动轮与从动轮传动连接，所述从动轮与第三齿轮传动连接，所述齿轮箱上设置有筒状外壳，所述第三齿轮的轮轴穿过齿轮箱上部后与第一丝杠连接，所述第一丝杠下端固定连接有第一螺母，所述第一螺母设置有向外延伸的连接板，所述连接板连接有第一推杆，所述第一丝杠旋转使得第一推杆向上或向下移动；所述第一螺母连接有第二丝杠，第二丝杠下端内侧通过滚珠与所述第一螺母滑动连接，所述第一丝杠上端设置有传动键，通过所述传动键传动第二丝杠旋转，第二丝杠下端固定连接有第二螺母，所述第二螺母设置有向外延伸的连接板，所述连接板连接有第二推杆，所述第二丝杠旋转使得第二推杆向上或向下移动；所述第二螺母连接有第三丝杠，第三丝杠下端内侧通过滚珠与所述第二螺母滑动连接，所述第二丝杠上端设置有传动键，通过所述传动键传动第三丝杠旋转，所述第三丝杠下端固定连接有第三螺母，所述第三螺母设置有向外延伸的连接板，所述连接板连接有第三推杆，所述第三丝杠旋转使得第三推杆向上或向下移动；所述第三推杆上端设置有端块，所述端块上设置有摄像头；
第三种：包括底座，所述底座的一侧连接有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与横向丝杠连接，所述横向丝杠穿过辅助块，且与所述辅助块螺纹连接，所述底座的中间部位设置有滑动槽，所述滑动槽的两侧壁上设置有横向长孔，所述辅助块下端两侧设置有滑动柱，所述滑动柱与横向长孔滑动连接，所述横向丝杠旋转，带动所述辅助块水平移动，两侧的滑动柱上分别铰接连接一个外侧铰接架，两个外侧铰接架对称连接，底座一端两侧分别铰接连接一个内侧铰接架，两个内侧铰接架对称连接，还包括底端块，所述底端块两侧分别设置长孔，两侧的外侧铰接架上端通过销轴与长孔滑动连接，内侧铰接架的上端通过铰接轴与底端块的一端铰接连接。外侧铰接架和内侧铰接架，均有多根首尾就铰接连接的连接杆构成。
其中，所述第一丝杠下端连接有轴承，所述轴承固定在两个固定块上，两个固定块设置在齿轮箱上侧。
其中，所述外壳和第一推杆之间的外壳上设置有导向块，所述第一推杆上设置有垂直滑槽，所述外壳内侧设置有导向块，所述导向块与滑槽滑动连接；所述第一推杆和第二推杆之间的外壳上设置有导向块，所述第二推杆内侧上设置有导向块，所述第一推杆上设置有滑动槽，所述导向块和滑动槽滑动连接，所述第二推杆和第三推杆之间设置有导向块，所述导向块设置在第三推杆内侧，所述第二推杆外侧设置有垂直滑槽，所述导向块与滑槽滑动连接。
本发明设置的升降机构，能够带动摄像头向上或向下移动，对机柜的状态进行拍摄，能够满足用户的使用需求。
本发明还提供了一种巡检机器人移动控制方法：
1、巡检机器人在一个空间内，通过手动控制模式进行运动，在运动过程中，通过激光雷达扫环境信息，当巡检机器人扫描完当前空间的所有位置后，可以获取到当前空间的完整地图信息。
2.获取到的地图信息，可以在巡检机器人内部进行存储，这是后续巡检机器人自动移动的基础。
3.可以在地图上设定巡检机器人移动的轨迹信息，同时可以设定需要巡检机器人停车检测的点坐标。将这些移动轨迹信息和停车检测点坐标都存储到巡检机器人内部。目前需要停车的点位，可以按照行列的概念，转化为巡检机器人运动的X轴和Y轴。Y轴上是巡检机器人运动的主通道，上面的停止点表示需要检测的机柜所在行位置；X轴上的停止点，表示一个个需要检测的机柜位置。
4.巡检机器人根据之前设定的移动轨迹和停止点，可以自动实现移动过程，在巡检机器人到达任一停止点之前，巡检机器人通过激光雷达数据进行自身移动方向的修正，保证不会跑偏。同时通过该数据，巡检机器人可以获取到当前车身在空间中的位置。到达任一停止点后，可以根据系统预设的规则，确定该点位是否需要执行检测过程，需要检测，则执行相关动作，否则巡检机器人继续按照预设轨迹执行移动。
5.除了自动定位外，当前的巡检机器人也可以让用户设定一个目标点位，然后巡检机器人可以自动移动到用户指定的点。在移动过程中，巡检机器人也根据激光雷达数据进行自我位置的修正。
6.巡检机器人在移动过程中，对于在移动路径上遇到的障碍物，可以自动进行避障处理，通过障碍物之后，巡检机器人会自动回到之前预设的轨迹，继续执行运动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无线巡检机器人系统，其特征在于，包括巡检机器人，所述巡检机器人，包括：机箱，所述机箱的下端设置有滚动轮，所述机箱的上端设置有摄像头，所述巡检机器人通过升降机构与摄像头连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检机器人的顶部装有激光雷达，所述激光雷达用于扫描周围物体，从而判断周围物体距离自己的远近，所述巡检机器人的四周安装有1圈多个距离传感器，通过所述距离传感器判断前方是否有障碍物，所述巡检机器人还包括控制器，所述控制器与所述激光雷达和距离传感器连接。
3.根据权利要求1所述的一种无线巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检机器人底端设置寻迹头，所述寻迹头为一个或多个光电传感器，巡检机器人的行进路线上预先铺设有寻迹磁条，将寻迹头对准磁条，通过光电传感器自动采集巡检机器人位置信号，将巡检机器人位置信号输送给巡检机器人主控制器，巡检机器人主控制器通过控制驱动机构实现自行寻迹行走。
4.根据权利要求3所述的一种无线巡检机器人系统，其特征在于，巡检机器人底部安装摄像头对行进路线上的障碍物进行拍摄，摄像头将拍摄的图像发送给主控制器，主控制器判断当判断具有障碍物时，自动报警。
5.根据权利要求3所述的一种无线巡检机器人系统，其特征在于，巡检机器人底部设置有摄像头，在巡检机器人的行进路线上预先设置二维码，通过摄像头扫描二维码进行寻迹，将扫描的数据发送给主控制器，主控制器控制驱动机构进行行走。
6.一种无线巡检机器人控制方法，其特征在于，
(1)将地图信息，预先在巡检机器人内部进行存储；
(2)在地图上设定巡检机器人移动的轨迹信息，同时设定需要巡检机器人停车检测的点坐标；
(3)将移动的轨迹信息和停车检测的点坐标都存储到巡检机器人内部；
(4)巡检机器人根据之前设定的移动的轨迹信息和停车检测的点坐标，能够自动实现移动过程。
7.根据权利要求6所述的一种无线巡检机器人控制方法，其特征在于，在巡检机器人到达停车检测的点之前，巡检机器人通过激光雷达数据进行自身移动方向的修正，保证不会跑偏；同时通过该数据，巡检机器人能够获取到当前车身在空间中的位置；到达任一停车检测的点后，能够根据系统预设的规则，确定该停车检测的点是否需要执行检测过程，需要检测，则执行相关动作，否则巡检机器人继续按照预设轨迹执行移动。
8.根据权利要求6所述的一种无线巡检机器人控制方法，其特征在于，所述巡检机器人能够让用户设定一个目标点位，然后巡检机器人能够自动移动到用户指定的点，在移动过程中，巡检机器人也根据激光雷达数据进行自我位置的修正。
9.根据权利要求6所述的一种无线巡检机器人控制方法，其特征在于，巡检机器人在移动过程中，对于在移动路径上遇到的障碍物，可以自动进行避障处理，通过障碍物之后，巡检机器人会自动回到之前预设的轨迹，继续执行运动。
10.根据权利要求6所述的一种无线巡检机器人控制方法，其特征在于，在(1)之前，将巡检机器人在设置在机房内，通过手动控制模式进行运动，在运动过程中，通过激光雷达扫环境信息，当巡检机器人扫描完当前空间的所有位置后，可以获取到当前空间的完整地图信息。
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