CN109664311A - 一种自动巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
一种自动巡检机器人，包括底盘组件、壳体组件以及控制组件，所述底盘组件包括底盘支架、分别设于底盘支架底部两侧的两轮体组件，以及设于底盘支架上且与控制组件电性连接的电池模组，壳体组件包括罩设于底盘支架上方的壳体以及设于壳体上的信息采集装置，控制组件置于底盘支架上位于壳体内，信息采集装置与控制组件电性连接。本发明中，将底盘组件、壳体组件以及控制组件进行模块化设计便于三模块之间的安装、拆卸及维护；同时，这三大模块中，电池模组及信息采集装置与控制组件电性连接，信息采集装置用于采集各种外部环境信息并反馈给控制组件，以使控制组件能控制机器人运动方向速度，实现巡检的自动化与智能化。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其提供一种自动巡检机器人。
背景技术
现今，机器人巡检成为一种未来发展趋势。特别在高危、恶劣、重复作业的环境成为替代人工巡检的首要选择巡检机器人具有运动速度快、运行噪声小及维护方便等优点。但是大多数现有巡检车的设计存在维护不便，不够智能等缺点，导致应用受限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动巡检机器人，旨在解决现有技术中现有巡检车的设计存在维护不便，不够智能的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动巡检机器人，包括底盘组件、壳体组件以及控制组件，所述底盘组件包括底盘支架、分别设于所述底盘支架底部两侧的两轮体组件，以及设于所述底盘支架上且与所述控制组件电性连接的电池模组，所述壳体组件包括罩设于所述底盘支架上方的壳体以及设于所述壳体上的信息采集装置，所述控制组件置于所述底盘支架上位于所述壳体内，所述信息采集装置与所述控制组件电性连接。
进一步地，各所述轮体组件包括前轮及后轮，两所述后轮为驱动轮，两所述前轮为用于转向的万向轮，各所述后轮与所述底盘支架之间设有用于减振的悬挂系统。
进一步地，所述电池模组设于所述底盘支架底部，且位于两所述前轮与两所述后轮之间。
进一步地，所述控制组件包括控制箱以及第一控制器与第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器隔离放置于所述控制箱的不同区域内，所述第一控制器与所述信息采集装置电性连接，所述第二控制器与所述电池模组电性连接。
进一步地，所述控制箱水平置于所述底盘支架顶部，且所述控制箱的一侧还设有控制舱，所述控制舱上设有分别与所述第一控制器及所述第二控制器电性连接的第一控制开关和第二控制开关。
进一步地，所述信息采集装置包括云台，所述壳体内且由所述壳体顶部伸出一云台支架，所述云台设于所述云台支架上。
进一步地，所述壳体包括罩设于所述底盘支架上的面壳以及凸设于所述面壳顶部的顶罩，所述面壳的前端与所述底盘支架之间设有铰接结构，所述底盘支架上还设有可支撑所述面壳沿所述铰接机构转动打开的支撑气缸。
进一步地，所述信息采集装置还包括设于所述壳体上的雷达装置、摄像装置、拾音器、GPS定位装置，所述雷达装置、摄像装置、拾音器、GPS定位装置均与所述控制组件电性连接。
进一步地，所述雷达装置包括设于所述壳体顶部且位于前方的激光雷达，以及分别设于所述壳体左侧、右侧及后侧的多个超声波雷达。
进一步地，所述摄像装置包括设于所述壳体前侧的景深摄像头以及设于所述壳体左侧、右侧及后侧的多个监控摄像头。
本发明的有益效果：
本发明中，将自动巡检机器人划分为底盘组件、壳体组件以及控制组件三大模块，其中，底盘组件位于壳体底部，起到支撑作用，控制组件置于壳体组件内，壳体组件对其起到防护作用，这种模块化设计在结构上划分更合理，便于三模块之间的安装与拆卸，而且，也便于对各模块进行独立维护；同时，这三大模块中，电池模组及信息采集装置与控制组件电性连接，信息采集装置用于采集各种外部环境信息并反馈给控制组件，以使控制组件能控制两前轮与两后轮进行方向及运动调整，实现巡检的自动化与智能化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的自动巡检机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的自动巡检机器人的分解示意图；
图3为本发明实施例提供的自动巡检机器人的另一分解示意图；
图4为本发明实施例提供的自动巡检机器人中底盘组件与控制组件的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的自动巡检机器人中面壳相对底盘支架打开时的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的自动巡检机器人中面壳组件的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的自动巡检机器人中面壳组件的分解示意图；
其中，图中各附图标记：
100-底盘组件；110-底盘支架；120-前轮；130-后轮；140-电池模组；150-悬挂系统；160-第一固定架；200-壳体组件；210-壳体；211-面壳；212-顶罩；220-云台；230-云台支架；231-第二固定架；232-支撑框架；240-铰接结构；250-支撑气缸；261-激光雷达；262-超声波雷达；271-景深摄像头；272-监控摄像头；280-拾音器；290-GPS定位装置；291-喇叭装置；292-噪声驱散器；293-LED灯组；295-天线；300-控制组件；310-控制箱；320-控制舱；330-第一控制开关；340-第二控制开关。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1、图2，本发明实施例提供的一种自动巡检机器人，包括底盘组件100、壳体组件200及控制组件300。其中，底盘组件100包括底盘支架110、分别设于底盘支架110底部两侧的两轮体组件，以及设于底盘支架110上且与控制组件300电性连接的电池模组140，壳体组件200包括罩设于底盘支架110上方的壳体210以及设于壳体210上的信息采集装置，控制组件300置于底盘支架110上且位于壳体210内，信息采集装置与控制组件300电性连接。
本实施例中，将自动巡检机器人划分为底盘组件100、壳体组件200以及控制组件300三大模块，其中，底盘组件100位于壳体210底部，起到支撑作用，控制组件300置于壳体组件200内，壳体组件200对其起到防护作用，这种模块化设计使划分更合理，便于三模块之间的安装与拆卸，而且，也便于对各模块进行独立维护；同时，这三大模块中，电池模组140及信息采集装置与控制组件300电性连接，信息采集装置用于采集各种外部环境信息并反馈给控制组件300，以使控制组件300能控制两轮体组件进行方向及运动调整，实现巡检的自动化与智能化。
具体地，参照图3、图4，底盘支架110大致为长方体状的框架结构。各轮体组件包括前轮120与两后轮130，两前轮120分别设于底盘支架110前部的两侧，两后轮130分别设于底盘支架110后部的两侧。其中，前轮120为用于转向的万向轮，而后轮130为驱动巡检机器人运动的驱动轮。具体地，两后轮130可由外置的驱动装置驱动，也可以将后轮130设计为轮毂电机，轮毂电机内自带有速度闭环控制系统，驱动电机集成于轮毂内。不管是驱动电机内置还是外置，驱动电机均与控制组件300电性连接，控制组件300根据信息采集装置反馈的环境信息，向驱动电机发出指令，以使后轮130能作出方向与速度的调整，实现全自动，更智能地巡检。而为了提高后轮130运动时的平稳性，各后轮130与底盘支架110之间设有用于带动后轮130上移下移以减振的悬挂系统150。当机器人在平整路面行走时，底盘支架110等同于普通四轮底盘；而在遇到崎岖路面时，通过悬挂系统150的弹性调性作用带动后轮130随坡面上移或随凹坑下移，使得后轮130可以始终贴合于地面而不会悬空打滑，保证行驶的平稳性。所述悬挂系统150的结构为可应用于汽车等常用的悬挂系统150，此处不再赘述。当然，在其他实施例中，所述轮体组件也可以为覆带式轮体。
本实施例中，在底盘支架110下方，且位于前轮120与后轮130之间设有第一固定架160，电池模组140置于第一固支架160内，利用第一固支架160将电池模组140可靠地固定在底盘支架110下方，不占用底盘上方结构，且不会对前轮120与后轮130的运动造成干涉。
进一步地，本实施例中，在底盘支架110底部还设有加热装置(图中未示出)。加热装置可在低温环境下可对电池模组140进行加热，以保证电池模组140能够在低温环境下使用。具体地，电池模组140为锂电池。锂电池使用方便，且便于充电。
参照图4、图5，控制组件300包括控制箱310以及第一控制器与第二控制器(图中未示出)，第一控制器与第二控制器隔离放置于控制箱310内的不同区域内，其中，第一控制器与信息采集装置电性连接，第二控制器与电池模组140电性连接。采用这种分类且隔离放置的方式，不仅方便对各区域内控制器进行维护，而且，隔离结构也便于对各区域分别进行防护设计，如在各区域内设计防水密封结构，而且，这种分开对应电性连接的方式，也便于控制箱310内的布线，使内部结构更紧凑，更合理。
本实施例中，控制箱310大致呈扁平的立方体状，控制箱310水平置于底盘支架110顶部，在控制箱310的一侧还设有控制舱320，控制舱320上设有分别与第一控制器及第二控制器电性连接的第一控制开关330和第二控制开关340。具体地，第一控制器与第一控制开关330之间、第二控制器与第二控制开关340之间通过通讯线或连接器电性连接。第一控制开关330与第二控制开关340的数量不限，可根据各控制功能来设计。
本实施例中，参照图2，信息采集装置包括云台220，壳体210内且由壳体210顶部伸出一云台支架230，云台220设于云台支架230上。本实施例中，云台220为可见光和热成像双目云台。可见光和热成像双目云台不受光线、低照度等条件的影响和烟雾雨雪霾等恶劣环境的控制，无论白天或黑夜，都可以清楚地分辨温度不同的物体，提供清晰的视频图像，可实现大范围、长距离的监控，使巡检机器人可应用于更多场，如车站、机场安保、边海巡防等等。
而云台支架230包括跨设于控制箱310上的第二固定架231以及固定于第二固定架231上的支撑框架232，云台220设于支撑框架232顶部。
参照图5、图6，本实施例中，壳体210整体为汽车壳体造型，壳体210为钢制件。采用钢制件，保证壳体210具有一定刚度、强度的同时，提高防爆破坏性，可用于特定领域的巡检。具体地，壳体210包括罩设于底盘支架110上的面壳211以及凸设于面壳211顶部的顶罩212，云台支架230由顶罩212伸出，面壳211的前端与底盘支架110之间设有铰接结构240，底盘支架110上还设有可支撑面壳211沿铰接机构转动打开的支撑气缸250。通过设置铰接结构240，使面壳211的前端与底盘支架110的前端可绕铰接结构240转动，这样，以铰接结构240为支撑点，可将面壳211相对底盘支架110打开，方便对壳体210内的器件进行维护。同时，为了使打开面壳211时能更省力，且能保持打开状态，在底盘支架110上设置可支撑面壳211的支撑气缸250。当需要打开面壳211时，气缸的活塞向外移动向上倾斜推顶面壳211，当需要闭合时，则将气缸的活塞杆收回即可。
参照图7，信息采集装置包括多种装置，分别设于壳体210不同位置，用于不同位置，不同信息的采集。具体地，信息采集装置还包括雷达装置、摄像装置270、拾音器280、GPS定位装置290，雷达装置260、摄像装置、拾音器280、GPS定位装置290均与控制组件300中的第一控制器电性连接。
进一步地，雷达装置包括设于面壳211顶部且位于顶罩212前方的激光雷达261，以及分别设于面壳211左侧、右侧及后侧的多个超声波雷达262。激光雷达261可向外发射激光束来探测目标，从而获取目标的有关信息，如距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等等。由于前方位置是巡检机器人最可能遇障方向，因此，激光雷达261设置在前方且位置较高，从而从更高、更广的视角对前方区域进行探测。而超声波雷达262通过向外部发射超声波信号，超声波在空气中传播，遇到目标后反射回来并接收，由于超声波在空气中的传播受天气影响较大，故比较适合短距离探测，故对于巡检机器人两侧及后方目标的探测，其探测精度要求相对较低，故可通过多个超声波雷达262来完成。
进一步地，本实施例中，摄像装置包括设于面壳211前侧的景深摄像头271以及设于面壳211左侧、右侧及后侧的多个监控摄像头272。通过景深摄像头271对前方景物进行针对性识别，避免触碰到障碍物；而多个监控摄像头272则对巡检机器人周围环境进行实时监控，以使其及时应对周围突发的状况。
进一步地，面壳211前侧还设有喇叭装置291，喇叭装置291与第一控制器电连接，同时，面壳211前侧还设有噪声驱散器292，噪声驱散器292也与第一控制器电连接。本实施例中，在面壳211上设置喇叭装置291、噪声驱散器292等执行器件，第一控制器根据上述信息采集装置反馈的信息，不仅能控制底盘组件100作出相应的动作，同时也能通过上述的执行器件对巡检突发情况进行预警和初步的执行，如通过喇叭装置291发出语音提示音或通过噪声驱散器292发出噪声等等。
进一步地，面壳211前侧还对称设有两组LED灯组293，两组LED灯组293与第一控制器电连接。通过两组LED灯组293，对前方环境进行照亮，以适应不同应用场合以及不同时间的巡检需求。上述喇叭装置291为两组，分别设于面壳211前部，而两组LED灯组293分别位于两喇叭装置291的上方靠后位置。
具体地，顶罩212上设有圆筒294，GPS定位装置290设于圆筒294内，圆筒294内还设有与GPS定位装置290电连接的多个天线295，天线295与第一控制器通讯连接。GPS定位装置290通过天线来接收信号，从而实现实时精确定位。
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)
1.一种自动巡检机器人，其特征在于：包括底盘组件、壳体组件以及控制组件，所述底盘组件包括底盘支架、分别设于所述底盘支架底部两侧的两轮体组件，以及设于所述底盘支架上且与所述控制组件电性连接的电池模组，所述壳体组件包括罩设于所述底盘支架上方的壳体以及设于所述壳体上的信息采集装置，所述控制组件置于所述底盘支架上位于所述壳体内，所述信息采集装置与所述控制组件电性连接。
2.如权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于：各所述轮体组件包括前轮及后轮，两所述后轮为驱动轮，两所述前轮为用于转向的万向轮，各所述后轮与所述底盘支架之间设有用于减振的悬挂系统。
3.如权利要求2所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述电池模组设于所述底盘支架底部，且位于两所述前轮与两所述后轮之间。
4.如权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述控制组件包括控制箱以及第一控制器与第二控制器，所述第一控制器与所述第二控制器隔离放置于所述控制箱的不同区域内，所述第一控制器与所述信息采集装置电性连接，所述第二控制器与所述电池模组电性连接。
5.如权利要求4所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述控制箱水平置于所述底盘支架顶部，且所述控制箱的一侧还设有控制舱，所述控制舱上设有分别与所述第一控制器及所述第二控制器电性连接的第一控制开关和第二控制开关。
6.如权利要求4所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述信息采集装置包括云台，所述壳体内且由所述壳体顶部伸出一云台支架，所述云台设于所述云台支架上。
7.如权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述壳体包括罩设于所述底盘支架上的面壳以及凸设于所述面壳顶部的顶罩，所述面壳的前端与所述底盘支架之间设有铰接结构，所述底盘支架上还设有可支撑所述面壳沿所述铰接机构转动打开的支撑气缸。
8.如权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述信息采集装置还包括设于所述壳体上的雷达装置、摄像装置、拾音器、GPS定位装置，所述雷达装置、摄像装置、拾音器、GPS定位装置均与所述控制组件电性连接。
9.如权利要求8所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述雷达装置包括设于所述壳体顶部且位于前方的激光雷达，以及分别设于所述壳体左侧、右侧及后侧的多个超声波雷达。
10.如权利要求8所述的自动巡检机器人，其特征在于：所述摄像装置包括设于所述壳体前侧的景深摄像头以及设于所述壳体左侧、右侧及后侧的多个监控摄像头。
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