CN110666771A - 一种检测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测机器人，包括行走机构、控制组件、机械臂和检测装置；行走机构包括车架、行走轮和用于驱动行走轮转动的驱动装置；机械臂的一端与车架转动连接，检测装置安装在机械臂的另一端；控制组件包括工控机、操控终端和显示装置；工控机固定在车架上并与驱动装置、机械臂、检测装置电气连接；操控终端和显示装置均与工控机通信连接。本发明中设置了行走机构，能够在轨道上行走，调整检测的位置，操控人员可以在地面上通过显示装置查看检测的情况并通过操控终端控制行走机构的移动以及机械臂的调整，机械臂则可以带动检测装置改变检测的角度，对可疑的病害点进行全方位的检测。

Description

一种检测机器人
技术领域
本发明属于建构筑物病害检测设备领域，具体涉及一种检测机器人。
背景技术
目前，公知的桥梁、高楼、大型石油化工设备等建构筑物的底部的病害检测中，大部分的巡检工作采用人工辅助设备进行检测的方法。
公开号为CN104568972A的中国发明专利公开了一种混凝土桥梁底面裂缝检测装置，其采用导轨支架、导轨和摄像设备进行检测，导轨可在导轨支架上活动，摄像设备可在导轨上活动。但是该方案中，由于摄像设备是摆动式安装的，受限于该设置方式，其拍摄的角度有限，不能对可疑的病害点进行全方位的拍摄，其使用的摄像设备为传统的单镜头摄像机，只能拍摄平面效果的图片，无法实现三维图片，不利于病害的确认。
因此，需要一种新的病害检测设备，以能够对可疑病害点进行全方位的检测。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种检测机器人，其结构灵活，能够对建构筑物的底部进行多角度拍摄，制作出三维图片，满足AI智能分析病害对图片要求，能够适应不同结构的建构筑物。
本发明采用了以下技术方案：
一种检测机器人，包括行走机构、控制组件、机械臂和检测装置；
所述行走机构包括车架、行走轮和用于驱动所述行走轮转动的驱动装置；
所述机械臂的一端与所述车架转动连接，所述检测装置安装在所述机械臂的另一端；
所述控制组件包括工控机、操控终端和显示装置；所述工控机固定在所述车架上并与所述驱动装置、机械臂、检测装置电气连接；所述操控终端和显示装置均与所述工控机通信连接；
所述检测装置为复眼摄像机。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述复眼摄像机包括机体和若干摄像头，所述机体的截面形状呈扇形，各所述摄像头安装在所述机体的弧形面上。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述控制组件还包括第一无线通信器和第二无线通信器；
所述第一无线通信器设置在所述车架上并与所述工控机电气连接；
所述第二无线通信器设置在所述操控终端上并与所述操控终端电气连接；
所述第一无线通信器与所述第二无线通信器通信连接。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述操控终端为手持式遥控器。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述车架上设有第一安全传感器，所述第一安全传感器与所述工控机电气连接。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述检测装置上设有第二安全传感器，所述第二安全传感器与所述工控机电气连接。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述机械臂包括底座和活动臂；
所述底座固定在所述车架上；
所述活动臂包括若干依次首尾连接的连接臂管，所述连接臂管包括第一转动部、连接部和第二转动部，所述第一转动部和第二转动部的转动轴线相互垂直，所述连接部的两端分别连接第一转动部和第二转动部；
最前端的连接臂管的第一转动部与所述底座转动连接；其余连接臂管的第一转动部分别与前一个连接臂管的第二转动部转动连接；所述检测装置与最末端的连接臂管的第二转动部转动连接；
所述底座内、各连接臂管的第二转动部内还设有用于驱动与其连接的第一转动部/检测装置进行转动的驱动电机，各驱动电机均与所述工控机电气连接。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述车架上设有与工控机电气连接的受电件；与所述行走机构匹配的行走轨道上设有与供电电源连接的导电件，导电件沿行走轨道布设，导电件的一面为导电接触面；所述受电件抵接在所述导电件上并与导电件相导通。
作为本发明技术方案的进一步改进，还包括设置在所述车架内的备用电源。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中设置了行走机构，能够在轨道上行走，调整检测的位置，操控人员可以在地面上通过显示装置查看检测的情况并通过操控终端控制行走机构的移动以及机械臂的调整，机械臂则可以带动检测装置改变检测的角度，对可疑的病害点进行全方位的检测。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：
图1是本发明的检测机器人在行走轨道上的示意图；
图2是本发明的检测机器人分解后的通信和电气连接示意图；
图3是本发明的检测机器人的整体示意图；
图4是本发明的机械臂的分解示意图；
图5是本发明的受电件与导电件连接的剖面示意图。
附图标记：
1-行走机构；11-车架；12-行走轮；13-驱动装置；
2-控制组件；21-工控机；22-操控终端；23-显示装置；
3-机械臂；31-底座；32-连接臂管；321-第一转动部；322-连接部；323-第二转动部；33-受电件；34-驱动电机；
4-检测装置；41-机体；42-摄像头；43-LED照明灯
5-第一安全传感器；
6-第二安全传感器；
7-行走轨道；71-导电件。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。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。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
参照图1至图5，一种检测机器人，包括行走机构1、控制组件2、机械臂3和检测装置4。
其中，所述行走机构1包括车架11、行走轮12和用于驱动所述行走轮12转动的驱动装置13。该驱动装置13为电机，可以是步进电机或伺服电机。行走轮12设有四个，驱动装置13的动力输出端通过皮带连接行走轮12的车轮轴，车轮轴带动车轮，进而带动本检测机器人走动。
其中，所述机械臂3的一端与所述车架11转动连接，所述检测装置4安装在所述机械臂3的另一端。车架11在移动是能够带机械臂3和检测装置4移动，实现粗调整；而机械臂3则可以继续对检测装置4做经调整，对一个检测点进行全方位的检测，提高病害的检测判断的准确度。
具体地，所述检测装置4为复眼摄像机，所述复眼摄像机包括机体41和若干摄像头42，所述机体41的截面形状呈扇形，各所述摄像头42安装在所述机体41的弧形面上。摄像头42的数量可以根据具体采用的图像视频软件进行选择，可以是3个、4个、5个、6个或者更多。优选地，摄像头42设有6个。由于各个摄像头42是安装在弧形面上，各个摄像头42与检测点的距离是不同的，有利于从多角度呈现检测点的具体情况。
优选地，复眼摄像机上还设有LED照明灯43，以在较暗的环境中为摄像头42提供拍摄所需的亮度。
其中，所述控制组件2包括工控机21、操控终端22和显示装置23；所述工控机21固定在所述车架11上并与所述驱动装置13、机械臂3、检测装置4电气连接；所述操控终端22和显示装置23均与所述工控机21通信连接。显示装置23为显示屏。
操控终端22和显示装置23都设置在地面上，供操作人员观察和操控，操作人员通过操控终端22输入操控指令，操控指令传递至工控机21，再由工控机21控制驱动装置13、机械臂3、检测装置4响应动作。例如控制行走机构1移动到指定位置，并控制机械臂3将检测装置4举到待检测区域进行检测，操作人员观看显示装置23，发现可能存在病害的区域，再控制机械臂3调整检测装置4的拍摄角度，对该区域进行全方位的检测，以确定其病害情况。
该通信连接可以是有线连接，也可以是无线连接。
作为优选的实施方式，选用无线连接。如图2，其中虚线连接表示为无线连接，实线连接表示为通过导线连接。所述控制组件2还包括第一无线通信器和第二无线通信器。所述第一无线通信器设置在所述车架11上并与所述工控机21电气连接；所述第二无线通信器设置在所述操控终端22上并与所述操控终端22电气连接；所述第一无线通信器与所述第二无线通信器通信连接。第一无线通信器和第二无线通信器可以是WiFi模块或GPRS模块或其它类型的无线收发模块，第一无线通信器和第二无线通信器相互匹配。
其中，所述操控终端22为手持式遥控器，方便移动和携带。
由于检测时本检测协作机器人是在轨道上的，而操作人员可能在地面上，两者距离较远，某些地方的障碍物可能操作人员看不到，控制时容易发生碰撞导致机器人损伤。为了防止这一情况的发生，所述车架11上设有第一安全传感器5，所述第一安全传感器5与所述工控机21电气连接。第一安全传感器5可以设有多个，安装在车架11的周围，例如前后两端都安装第一安全穿过器，防止前进或后退时发生碰撞。
其中，所述检测装置4上设有第二安全传感器6，所述第二安全传感器6与所述工控机21电气连接，以防止机械臂3检测时操作失误使检测装置4与建构筑物碰撞。
第一安全传感器5和第二安全传感器6都可以采用接近传感器，当接近传感器移动靠近建构筑物的距离低于预先设置的安全距离阈值时，工控机21则控制行走机构1或机械臂3停止响应使距离更近的操控动作，并发出警报。
其中，所述机械臂3包括底座31和活动臂，所述底座31固定在所述车架11上。
所述活动臂包括若干依次首尾连接的连接臂管32，所述连接臂管32包括第一转动部321、连接部322和第二转动部323，所述第一转动部321和第二转动部323的转动轴线相互垂直，所述连接部322的两端分别连接第一转动部321和第二转动部323。
最前端的连接臂管32的第一转动部321与所述底座31转动连接；其余连接臂管32的第一转动部321分别与前一个连接臂管32的第二转动部323转动连接；所述检测装置4与最末端的连接臂管32的第二转动部323转动连接。
所述底座31内、各连接臂管32的第二转动部323内还设有用于驱动与其连接的第一转动部321/检测装置4进行转动的驱动电机34，各驱动电机34均与所述工控机21电气连接。
多个连接臂管32的首尾连接，使活动臂具有了多个自由度，能够是拍摄进行多个角度的变化。
优选地，连接臂管32的数量为6个。
优选地，各所述连接臂管32由碳纤维材料制成，在满足刚性和强度的同时，减轻了整个机械臂3的重量。
其中，所述车架11上设有与工控机21电气连接的受电件33。
与所述行走机构1匹配的行走轨道7上设有与供电电源连接的导电件71，导电件71沿行走轨道7通长布设，导电件71与行走轨道7相绝缘，导电件71与建构筑物内的直流电源连接，导电件71的一面为导电接触面。
所述受电件33抵接在所述导电件71上并与导电件71相导通。导电件71设有两条，受电件33也设有两个，并一一对应连接导通，以形成电流回路。通过受电件33和导电件71进行给本检测机器人的各个部件进行供电，无额外的供电电缆干扰，方便移动和控制。
优选地，本检测机器人还包括设置在所述车架11内的备用电源(图中未示出)，可以在临时断电时依然保持检测工作，应对意外情况。
本发明所述的检测机器人的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种检测机器人，其特征在于：包括行走机构、控制组件、机械臂和检测装置；
所述行走机构包括车架、行走轮和用于驱动所述行走轮转动的驱动装置；
所述机械臂的一端与所述车架转动连接，所述检测装置安装在所述机械臂的另一端；
所述控制组件包括工控机、操控终端和显示装置；所述工控机固定在所述车架上并与所述驱动装置、机械臂、检测装置电气连接；所述操控终端和显示装置均与所述工控机通信连接；
所述检测装置为复眼摄像机。
2.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述复眼摄像机包括机体和若干摄像头，所述机体的截面形状呈扇形，各所述摄像头安装在所述机体的弧形面上。
3.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述控制组件还包括第一无线通信器和第二无线通信器；
所述第一无线通信器设置在所述车架上并与所述工控机电气连接；
所述第二无线通信器设置在所述操控终端上并与所述操控终端电气连接；
所述第一无线通信器与所述第二无线通信器通信连接。
4.根据权利要求3所述的检测机器人，其特征在于：所述操控终端为手持式遥控器。
5.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述车架上设有第一安全传感器，所述第一安全传感器与所述工控机电气连接。
6.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述检测装置上设有第二安全传感器，所述第二安全传感器与所述工控机电气连接。
7.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述机械臂包括底座和活动臂；
所述底座固定在所述车架上；
所述活动臂包括若干依次首尾连接的连接臂管，所述连接臂管包括第一转动部、连接部和第二转动部，所述第一转动部和第二转动部的转动轴线相互垂直，所述连接部的两端分别连接第一转动部和第二转动部；
最前端的连接臂管的第一转动部与所述底座转动连接；其余连接臂管的第一转动部分别与前一个连接臂管的第二转动部转动连接；所述检测装置与最末端的连接臂管的第二转动部转动连接；
所述底座内、各连接臂管的第二转动部内还设有用于驱动与其连接的第一转动部/检测装置进行转动的驱动电机，各驱动电机均与所述工控机电气连接。
8.根据权利要求1所述的检测机器人，其特征在于：所述车架上设有与工控机电气连接的受电件；与所述行走机构匹配的行走轨道上设有与供电电源连接的导电件，导电件沿行走轨道布设，导电件的一面为导电接触面；所述受电件抵接在所述导电件上并与导电件相导通。
9.根据权利要求8所述的检测机器人，其特征在于：还包括设置在所述车架内的备用电源。
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