CN110722583A - 巡检机器人及巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种巡检机器人及巡检系统，属于机器人制造技术领域。巡检机器人包括移动平台、成像装置以及机械臂；成像装置通过机械臂设置于移动平台上，用于对巡检目标进行图像采集。巡检系统包括上述的巡检机器人。本发明的目的在于提供一种巡检机器人及巡检系统，能够通过巡检机器人替代人工巡检，提高巡检效率，节省电网巡检的人力使用，提高工作人员作业时的安全性。

Description

巡检机器人及巡检系统

技术领域

本发明涉及机器人制造技术领域，具体而言，涉及一种巡检机器人及巡检系统。

背景技术

随着我国电网系统的不断发展与完善，变电站、电力线的覆盖范围越来越广，为了保障电力的正常供应，通常需要定期对变电站以及电力线路进行巡检，以及时发现电网系统中出现的故障或隐患。

以往电力行业针对变电站室外设备及电力线路的巡检，采用的是人工巡检作业方式，在高压、超高压及雨、雪、雾等恶劣气象条件下，不仅危害巡检人员的自身安全，同时对电网安全运行也带来一定隐患，经常是因无法及时了解设备出现的故障，而失去预先检修的机会。

发明内容

本发明的目的在于提供一种巡检机器人及巡检系统，能够通过巡检机器人替代人工巡检，提高巡检效率，节省电网巡检的人力使用，提高工作人员作业时的安全性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种巡检机器人，包括：移动平台、成像装置以及机械臂；成像装置通过机械臂设置于移动平台上，用于对巡检目标进行图像采集。

可选地，移动平台包括控制装置，控制装置用于控制移动平台移动。

可选地，巡检机器人还包括设置于移动平台上的通讯装置，通讯装置与控制装置信号连接。

可选地，巡检机器人还包括设置于移动平台上的呼叫器，呼叫器与通讯装置信号连接。

可选地，巡检机器人还包括设置于移动平台上的雷达装置，雷达装置与控制装置信号连接，用于向控制装置输入导航信息。

可选地，雷达装置包括与移动平台连接的支架，支架远离移动平台的一侧连接有安装板，安装板上安装有导航雷达。

可选地，巡检机器人还包括设置于移动平台上的急停按钮，急停按钮与控制装置连接。

可选地，移动平台包括具有底面、顶面以及侧面的本体，本体的底面连接有两个从动万向轮以及同轴设置的两个驱动轮，驱动轮以及从动万向轮依次连线围合呈四边形，成像装置设置于本体的顶面；本体的底面通过转轴转动连接有连接臂，转轴与本体的底面平行，且转轴沿周向转动，两个从动万向轮分别连接于连接臂的两端。

可选地，成像装置包括相机和热成像仪，机械臂远离移动平台的一端设有安装架，相机和热成像仪分别连接于安装架上；所述巡检机器人还包括充电刷板，充电刷板设置于移动平台的侧面，用于与充电装置设置的充电刷块快速电连接。

本发明实施例的另一方面，提供一种巡检系统，包括：上述任意一项的巡检机器人。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种巡检机器人，包括移动平台、成像装置以及机械臂。其中，成像装置通过机械臂设置在移动平台上，通过移动平台能够承载着成像装置进行移动，利用成像装置能够对移动平台移动路径附近的巡检目标进行图像采集，并将采集到的图像信息传输至控制中心等操作终端上。并且，成像装置通过机械臂设置在移动平台上，利用机械臂能够带动成像装置相对于移动平台进行移动，从而对成像装置的图像采集角度以及成像装置的位置高度进行调节，便于根据巡检机器人周边环境以及巡检目标的位置对成像装置进行适应性调整，提高该巡检机器人在复杂环境中的适应能力。通过具有上述结构的巡检机器人，能够替代对电网系统的人工巡检，提高巡检效率，节省电网巡检的人力耗费，并且可以增加工作人员巡检作业时与电网设备之间的距离(可以利用该巡检机器人按照预设路径进行巡检，其设定好并开始巡检后工作人员可以远离电网设备)，提高工作人员作业时的安全性。

本发明实施例提供的一种巡检系统，采用上述的巡检机器人，能够替代人工巡检，提高巡检效率，节省人力，提高巡检作业的安全性。

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之一；

图2为本发明实施例提供的巡检机器人的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的巡检机器人的结构示意图之三；

图4为图3中A处的放大图。

图标：110-移动平台；111-本体；112-从动万向轮；1120-连接臂；113-驱动轮；120-成像装置；121-机械臂；122-安装架；1231-相机；1232-热成像仪；130-充电刷板；140-通讯装置；150-呼叫器；160-雷达装置；161-支架；162-安装板；163-导航雷达；170-急停按钮。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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”、“第三”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，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。

本发明实施例提供一种巡检机器人，如图1所示，包括：移动平台110、成像装置120以及机械臂121；成像装置120通过机械臂121设置于移动平台110上，用于对巡检目标进行图像采集。

该巡检机器人采用的移动平台110可以是常见的平台车、智能移动机器人、AGV(Automated Guided Vehicle；自动引导运输车)等。当然，本领域技术人员还可以根据实际需求设置该移动平台110，在本发明实施例中对于移动平台110的具体设置不做限制，只要能够承载设置在其上的成像装置120进行移动即可。

需要说明的是，第一，通常设置在移动平台110上的成像装置120可以是相机、摄像头、超声成像仪等，此处不做具体限制，只要能够对巡检目标进行图像采集并对外传输图像信息即可。

第二，机械臂121可以是常规的三轴云台、多轴机械臂121等，此处不做具体限制。

本发明实施例提供的一种巡检机器人，包括移动平台110、成像装置120以及机械臂121。其中，成像装置120通过机械臂121设置在移动平台110上，通过移动平台110能够承载着成像装置120进行移动，利用成像装置120能够对移动平台110移动路径附近的巡检目标进行图像采集，并将采集到的图像信息传输至控制中心等操作终端上。并且，成像装置120通过机械臂121设置在移动平台110上，利用机械臂121能够带动成像装置120相对于移动平台110进行移动，从而对成像装置120的图像采集角度以及成像装置120的位置高度进行调节，便于根据巡检机器人周边环境以及巡检目标的位置对成像装置120进行适应性调整，提高该巡检机器人在复杂环境中的适应能力。通过具有上述结构的巡检机器人，能够替代对电网系统的人工巡检，提高巡检效率，节省电网巡检的人力耗费，并且可以增加工作人员巡检作业时与电网设备之间的距离(可以利用该巡检机器人按照预设路径进行巡检，其设定好并开始巡检后工作人员可以远离电网设备)，提高工作人员作业时的安全性。

可选地，移动平台110包括控制装置，控制装置用于控制移动平台110移动。

移动平台110上设置有控制装置，利用控制装置对移动平台110的移动进行控制，可以方便该移动平台110的自动化设置，本领域技术人员可以更加方便的通过对控制装置进行预设，以实现移动平台110的预设移动轨迹设置。需要说明的是，当该移动平台110为平台车、移动机器人等装置时，此处的控制装置可以是其对应的控制模块。

可选地，如图1所示，巡检机器人还包括设置于移动平台110上的通讯装置140，通讯装置140与控制装置信号连接。

该通讯装置140可以是WiFi通讯模块、蓝牙通讯模块、4G模块以及5G模块等，此处不做具体限制，只要能够实现信号传输的功能即可。

在移动平台110上设置通讯装置140，通过通讯装置140能够接收工作人员发出的信号，并将信号发送给与其连接的移动平台110控制装置，以使控制装置响应对应的信号对移动平台110的移动方向或状态进行控制。从而能够使得工作人员根据具体的巡检需要实时的对该移动平台110进行远程控制，提高该巡检机器人的操作自由度，满足其在不同应用场景或复杂多变环境中的适应能力。在实际应用中，控制装置可以包括有信号接收子模块，工作人员可以通过与该信号接收子模块对应的发射模块进行控制信号的发射。

可选地，如图1所示，巡检机器人还包括设置于移动平台110上的呼叫器150，呼叫器150与通讯装置140信号连接。

在移动平台110上设置呼叫器150，通过呼叫器150与通讯装置140的信号连接，通讯装置140能够将工作人员发出的语音信号或其他音频信号接收并转发给呼叫器150，使呼叫器150能够输出对应的音频，同时也能够将呼叫器150接收到的声音信号转发给工作人员。从而能够使工作人员通过呼叫器150与该巡检机器人附近的人员进行远程通话，或通过呼叫器150向巡检机器人周边的动物发出驱赶声音，以驱赶动物避免动物对该巡检机器人的正常巡检工作产生干扰。

可选地，如图1所示，巡检机器人还包括设置于移动平台110上的雷达装置160，雷达装置160与控制装置信号连接，用于向控制装置输入导航信息。

在移动平台110上设置雷达装置160，将雷达装置160与控制装置信号连接，通过雷达装置160进行雷达探测并生成导航信息发送给控制装置，以使移动平台110在控制装置的控制下按照导航信息进行移动，为该巡检机器人提供主动避让障碍物和自动导航的功能。其中，雷达装置160可以是激光雷达、声呐雷达以及无线电雷达等，此处不做具体限制，只要能够进行雷达探测并通过对应的处理模块生成导航信息即可。

可选地，结合图3所示，雷达装置160包括与移动平台110连接的支架161，支架161远离移动平台110的一侧连接有安装板162，安装板162上安装有导航雷达163。

将雷达装置160设置为包括支架161、安装板162和导航雷达163结构，能够利用支架161将实现雷达功能的导航雷达163支撑起来，使其能够距离移动平台110具有一定的高度，从而能够使导航雷达163有更加开阔的探测空间，提高雷达探测的精度和范围。

另外，当该巡检机器人具有呼叫器150，呼叫器150还可以设置在该雷达装置160的支架161上。

可选地，如图1所示，巡检机器人还包括设置于移动平台110上的急停按钮170，急停按钮170与控制装置连接。

通过对与控制装置连接的急停按钮170进行相应的操作，能够使控制装置紧急控制移动平台110停止移动，以最快响应速度进入到静止状态，以保证移动平台110在失控时能够及时停止移动。通常，本领域技术人员可以根据实际需求对急停按钮170在控制装置控制电路中的优先级进行设置，以实现控制装置在紧急状态下能够优先响应急停按钮170的操作指令，提高移动平台110的安全性，进而提高该巡检机器人的安全性。

可选地，如图2所示，移动平台110包括具有底面、顶面以及侧面的本体111，本体111的底面连接有两个从动万向轮112以及同轴设置的两个驱动轮113，驱动轮113以及从动万向轮112依次连线围合呈四边形，成像装置120设置于本体111的顶面；结合图3和图4所示，本体111的底面通过转轴转动连接有连接臂1120，转轴与本体111的底面平行，且转轴沿周向转动，两个从动万向轮112分别连接于连接臂1120的两端。

将移动平台110设置为具有底面、顶面以及侧面的本体111，和分别设置在本体111底面的两个驱动轮113以及两个从动万向轮112的结构，通过两个同轴设置的驱动轮113的驱动能够带动本体111相对于工作表面(通常为地面)移动，利用两个驱动轮113的差速转动能够实现本体111移动方向的改变(即该移动平台110的转向)。另外，在本体111的底面通过转轴转动连接有连接臂1120，两个从动万向轮112分别设置在连接臂1120的两端。由于转轴与本体111的底面平行且能够沿自身的周向转动，因此与其连接的连接臂1120能够相应的转动(类似于跷跷板转动)，使设置在连接臂1120两端的从动万向轮112能够分别靠近本体111或远离本体111，从而使两个从动万向轮112能够根据工作表面(通常为地面)的起伏随动的远离本体111或靠近本体111，本体111的底面设置的两个驱动轮113以及两个从动万向轮112能够始终与工作表面接触，保证了该移动平台110移动时的稳定性。

可选地，如图1所示，成像装置120包括相机1231和热成像仪1232，机械臂121远离移动平台110的一端设有安装架122，相机1231和热成像仪1232分别连接于安装架122上；巡检机器人还包括充电刷板130，充电刷板130设置于移动平台110的侧面，用于与充电装置(附图中未示出)设置的充电刷块快速电连接。

其中，该巡检机器人的移动平台110上设置的充电刷板130，可以根据实际的用电设备的设置情况进行常规的适应性设置。例如，移动平台110可以采用电动驱动形式，并且具有单独用于存储电能的电源，该电源还可以用于向成像装置120进行供电，此时，设置于移动平台110上的充电刷板130则可以与移动平台110的电源连接，以通过充电刷板130与充电装置的充电刷块快速连接为电源充电，以向该巡检机器人补充能源；又例如，当该移动平台110采用其他形式的能源进行驱动时，例如采用以汽油、柴油或燃气等为能源的内燃机作为驱动等，该巡检机器人的移动平台110上设置的充电刷板130则可以单独与成像装置120连接，以通过与充电装置的快速连接为设有蓄电模块的成像装置120补充电能。

在实际应用中，该成像装置120还可以包括设置在安装架122上的补光灯，通过补光灯在暗光环境下的补光，能够使相机1231对巡检目标进行比较清晰的成像。

将成像装置120设置为通过安装架122安装在机械臂121上的相机1231和热成像仪1232的结构，能够利用机械臂121对相机1231和热成像仪1232的拍摄角度及高度进行调节，从而使该巡检机器人能够具有更加灵活的成像方向调节。并且，当该巡检机器人具有通讯装置140时，将机械臂121与通讯装置140连接，通过通讯装置140将工作人员发送的控制信号转发给机械臂121便可实现成像角度和高度的远程控制。其中，相机1231可以用于获取可见光图像，而热成像仪1232能够用于获取红外图像以及对巡检目标的温度进行测量和显示。充电刷板130设置在移动平台110的侧面上，当移动平台110移动到充电装置附近时，通过将移动平台110侧面上的充电刷板130与充电装置对应设置的充电刷块进行接触连接，能够实现该巡检机器人与充电装置的简便快速连接(接触连接的方式连接宽容度较高，对接精度要求较低，因此连接简便快速)，从而提高该巡检机器人充电的便捷性。

本发明实施例的另一方面，提供一种巡检系统，包括：上述任意一项的巡检机器人。

该巡检系统还可以包括与巡检机器人对应的控制中心等终端，用于接收和处理成像装置120传输的图像信息。当成像装置120采用具有无线传输功能的设备时，成像装置120与控制中心之间的数据传输可以通过无线传输进行，并且可以是实时传输也可以是周期性传输，或者巡检机器人结束巡检后一次性传输。当然，当成像装置120采用的设备不具有主动传输功能时，可以通过将成像装置120的数据存储设备的数据导入到控制中心的方式，实现成像装置120与控制中心之间的数据传输。当然，在实际应用中，成像装置120与控制中心之间的数据传输方式还有其他具体形式，此处不做具体限制。

该巡检系统还可以包括与巡检机器人输入功率对应的充电装置，在充电装置上设置有与巡检机器人的充电刷板130对应的充电刷块，以使巡检机器人能够通过充电刷板130和充电刷块的连接便捷充电。

该巡检系统采用上述的巡检机器人，能够替代人工巡检，提高巡检效率，节省人力，提高巡检作业的安全性。

以上所述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：移动平台、成像装置以及机械臂；所述成像装置通过所述机械臂设置于所述移动平台上，用于对巡检目标进行图像采集。

2.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述移动平台包括控制装置，所述控制装置用于控制所述移动平台移动。

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设置于所述移动平台上的通讯装置，所述通讯装置与所述控制装置信号连接。

4.如权利要求3所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人还包括设置于所述移动平台上的呼叫器，所述呼叫器与所述通讯装置信号连接。

5.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设置于所述移动平台上的雷达装置，所述雷达装置与所述控制装置信号连接，用于向所述控制装置输入导航信息。

6.如权利要求5所述的巡检机器人，其特征在于，所述雷达装置包括与所述移动平台连接的支架，所述支架远离所述移动平台的一侧连接有安装板，所述安装板上安装有导航雷达。

7.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设置于所述移动平台上的急停按钮，所述急停按钮与所述控制装置连接。

8.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述移动平台包括具有底面、顶面以及侧面的本体，所述本体的底面连接有两个从动万向轮以及同轴设置的两个驱动轮，所述驱动轮以及所述从动万向轮依次连线围合呈四边形，所述成像装置设置于所述本体的顶面；所述本体的底面通过转轴转动连接有连接臂，所述转轴与所述本体的底面平行，且所述转轴沿周向转动，两个所述从动万向轮分别连接于所述连接臂的两端。

9.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述成像装置包括相机和热成像仪，所述机械臂远离所述移动平台的一端设有安装架，所述相机和热成像仪分别连接于所述安装架上；所述巡检机器人还包括充电刷板，所述充电刷板设置于所述移动平台的侧面，用于与充电装置设置的充电刷块快速电连接。

10.一种巡检系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的巡检机器人。

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