CN111648584A - 一种基于爬架的巡检机器人 - Google Patents

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王文剑
袁琦堡
陈金海
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Abstract

本发明公开了一种基于爬架的巡检机器人，包括底盘以及设置于底盘上的摄像模组、行走机构、行走驱动装置、电控箱和供电装置。本发明的目的在于针对确保爬架正确组装，维持良好的使用状况；对建筑物外墙建造及完成情况进行检查并及时发现问题提高建造过程的效率，减少作业人员的工作量；针对使用环境空间小，转弯拐角小，弯道多的特点需要巡检机器人更加灵活实时巡检建筑作业状况，保障作业安全等问题。

Description

一种基于爬架的巡检机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种基于爬架的巡检机器人。
背景技术
爬架是近年来开发的新型脚手架体系，主要应用于高层剪力墙式楼盘。爬架能沿着建筑物往上攀升或下降，从而减少脚手架的数量和建筑难度。由于在爬架使用的过程中需要对最下层部分进行拆卸并作为最顶层重新装到爬架上，在此过程中可能会出现组装不到位、紧固件磨损需要更换、爬架经过长期使用出现变形失效等各种情况，所以需要对完成组装后的爬架进行检查。另外，在建筑物建造过程中，根据外墙面的完成情况判断是否需要进行打磨、喷漆、刮腻子、补洞等作业，都需要作业人员进行检测。
本发明的目的在于针对确保爬架正确组装，维持良好的使用状况；对建筑物外墙建造及完成情况进行检查并及时发现问题提高建造过程的效率，减少作业人员的工作量针对使用环境空间小，转弯拐角小，弯道多的特点需要巡检机器人更加灵活实时巡检建筑作业状况，保障作业安全等问题，提出一种基于爬架的巡检机器人。爬架上设置工型钢导轨，导轨设置在不影响现场作业人员的高度，巡检机器人沿着工型钢移动。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：包括底盘以及设置于底盘上的摄像模组、行走机构、行走驱动装置。
进一步的改进在于：还包括设置在底盘上的电控箱和供电装置，所述电控箱与供电装置电性连接。
进一步的改进在于：所述电控箱包括电机控制器、无线信号发射器、无线信号接收器、接线端子组、扩展模块。
进一步的改进在于：所述供电装置为集电器；所述集电器包括集电刷。
进一步的改进在于：所述供电装置为电池。
进一步的改进在于：所述摄像模组包括摄像主体、回转机构、摄像主体支撑座；所述摄像主体支撑座固定于底盘的底部；所述摄像主体与摄像主体支撑座活动连接；所述回转机构用于带动摄像主体旋转。
进一步的改进在于：所述回转机构包括第二电机、联轴器、第三轴、第三轴承、第三轴盖；所述摄像主体支撑座上设置有第三轴承；所述第二电机的输出轴穿过第三轴承，末端通过联轴器与第三轴连接；所述第三轴与摄像主体固定连接；所述第三轴通过第三轴承与摄像主体支撑座活动连接；所述第三轴盖与第三轴的末端连接。
进一步的改进在于：还包括防尘盖；所述防尘盖与摄像主体连接。
进一步的改进在于：还包括外壳，所述外壳上设置有开关、指示灯、控制面板；所述开关、指示灯、控制面板与电控箱电性连接。
进一步的改进在于：所述行走驱动装置包括第一转轴、第二转轴、驱动装置支撑座、滚轮以及用于驱动滚轮转动的第一电机；所述驱动装置支撑座与底盘固定连接；所述滚轮、驱动装置支撑座各设置有两组；两组所述驱动装置支撑座上各设置有支撑座轴承；其中一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承和第一转轴连接有滚轮，所述第一转轴贯穿驱动装置支撑座和滚轮；另外一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承和第二转轴连接有滚轮；所述第二转轴贯穿驱动装置支撑座和滚轮，第二转轴的一端与第一电机相连接。
进一步的改进在于：所述第一转轴两端部分别设置有第一轴盖；所述第二转轴的另一端设置有第二轴盖。
进一步的改进在于：所述行走机构包括底板；所述底板的两侧各设置有垂直于底板的侧板；两块所述侧板的顶部各设置有端板，两块端板的底部通过滚轮座连接有第二滚轮；两块端板之间存在间隙；两块所述端板的顶部各活动连接有侧轮，两个侧轮之间存在间隙。
进一步的改进在于：所述底板与底盘活动连接；所述底板的底部设置有第四转轴；所述底盘上设置有与第四转轴相匹配的第四轴承；所述底板通过第四转轴和第四轴承实现与底盘的活动连接；所述第四转轴的底部设置有第四轴盖。
进一步的改进在于：所述摄像模组还包括照明灯；所述照明灯与摄像主体连接。
进一步的改进在于：所述摄像模组为实时监控摄像头。
进一步的改进在于：所述摄像模组用于录制监控视频。
本发明的有益效果：
(1)该巡检机器人设置有可回转摄像模组，该模组可以通过电机调整摄像头的方向，配合机器人整体的移动能实现大范围广角度的建筑作业状况和建筑物建筑情况的实时监控。
(2)该摄像模组上设置有照明灯，无论白天黑夜都能使用，使巡检能够随时进行，从而确保建筑作业的安全性。
(3)该摄像模组在使用的时候由第二电机带动摄像主体旋转到向外的状态，在不需要使用的时候回转到防尘盖向外的状态，从而对摄像主体进行保护，以适应施工现场复杂的环境状况。
(4)该巡检机器人采用倒挂式走行于离地一定高度的轨道上，于施工地面有一定的高度，能在不影响施工的情况下进行巡检。
(5)该巡检机器人具备特殊行走机构，使该巡检机器人更加灵活，面对弯度小，拐弯多的轨道环境也能轻松应对。
(6)该巡检机器人设置有工作指示灯和控制面板，从而让使用者更好的把握巡检机器人的工作状况，同时使巡检机器人具备多功能延展性。
附图说明
图1为本发明一种基于爬架的巡检机器人的正面外观示意图；
图2为本发明一种基于爬架的巡检机器人的内部结构示意图；
图3为本发明一种基于爬架的巡检机器人的行走驱动装置结构图；
图4为本发明一种基于爬架的巡检机器人的行走机构与底盘主体的安装结构图；
图5为本发明一种基于爬架的巡检机器人的摄像模组与底盘主体的安装结构图；
图6为本发明一种基于爬架的巡检机器人的关闭状态的示意图；
图7为本发明一种基于爬架的巡检机器人的工作使用状态的示意图；
图8为本发明一种基于爬架的巡检机器人的整体外观示意图。
附图标记说明：
1-外壳、2-控制面板、3-指示灯、4-开关、5-摄像模组、6-底盘、7-电池、8-行走驱动装置、9-电控箱、10-行走机构、301-第一电机、302-支撑座轴承、303-第二转轴、304-第一轴盖、305-第一转轴、306-滚轮、307-第二轴盖、401-侧轮、402-端板、403-侧板、404-底板、405-第四轴承、406-第四轴盖、407-第四转轴、408第二滚轮、409-滚轮座、501第二电机、502-联轴器、503-第三轴、504-摄像主体、505-防尘盖、506-第三轴承、507-第三轴盖。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
请参考图1-图8，本实施例提供一种基于爬架的巡检机器人，包括底盘6以及设置于底盘6上的摄像模组5、行走机构10、行走驱动装置8。
进一步的，还包括设置在底盘6上的电控箱9和供电装置，所述电控箱9与供电装置电性连接。
所述电控箱9包括电机控制器、无线信号发射器、无线信号接收器、接线端子组、扩展模块。
所述供电装置为电池7。在本发明的另外一个实施例中，所述供电装置可以为集电器；所述集电器包括集电刷；所谓的集电器是指集电器通过集电刷与滑触线接触使巡检机器人获得电源，集电器在密闭的线槽内移动，该线槽设置于导轨上，线槽内设有滑触线，密闭的线槽避免了漏电。集电器的使用能解决电池容量对于巡检机器人续航的影响。
如图5所示，所述摄像模组5包括摄像主体504、回转机构、摄像主体支撑座；所述摄像主体支撑座固定于底盘6的底部；所述摄像主体504与摄像主体支撑座活动连接；所述回转机构用于带动摄像主体504旋转。
所述摄像模组5为实时监控摄像头。在本发明的另外一个实施例中，所述摄像模组5可以用于录制监控视频。
所述回转机构包括第二电机501、联轴器502、第三轴503、第三轴承506、第三轴盖507；所述摄像主体504支撑座上设置有第三轴承506；所述第二电机501的输出轴穿过第三轴承506，末端通过联轴器502与第三轴503连接；所述第三轴503与摄像主体504固定连接；所述第三轴503通过第三轴承506与摄像主体504支撑座活动连接；所述第三轴盖507与第三轴503的末端连接。回转机构可以通过第二电机501调整摄像主体504的方向，配合机器人整体的移动能实现大范围广角度的建筑作业状况和建筑物建筑情况的实时监控。
进一步的：还包括外壳1，所述外壳1上设置有开关4、指示灯3、控制面板2；所述开关4、指示灯3、控制面板2与电控箱9电性连接。该巡检机器人设置有指示灯3和控制面板2，从而让使用者更好的把握巡检机器人的工作状况，同时使巡检机器人具备多功能延展性。
进一步的：还包括防尘盖505；所述防尘盖505与摄像主体504连接。当摄像模组5在关闭状态时，防尘盖505与外壳1主体紧密结合，从而达到在建筑工地的工作环境中不使用的状态下对摄像头进行保护的效果。
进一步的：所述摄像模组5还包括照明灯；所述照明灯与摄像主体504连接。避免在光线不足时摄像主体504摄像或者录像不清晰。无论白天黑夜都能使用，使巡检能够随时进行，从而确保建筑作业的安全性。
所述摄像模组5在使用的时候由第二电机501带动摄像主体504旋转到向外的状态，在不需要使用的时候回转到防尘盖505向外的状态，从而对摄像主体504进行保护，以适应施工现场复杂的环境状况。
如图3所示，所述行走驱动装置8包括第一转轴305、第二转轴303、驱动装置支撑座、滚轮306以及用于驱动滚轮306转动的第一电机301；所述第一电机301的类型为无刷电机；所述驱动装置支撑座与底盘6固定连接；所述滚轮306、驱动装置支撑座各设置有两组；两组所述驱动装置支撑座上各设置有支撑座轴承302；其中一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承302和第一转轴305连接有滚轮306，所述第一转轴305贯穿驱动装置支撑座和滚轮306；另外一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承302和第二转轴303连接有滚轮306；所述第二转轴303贯穿驱动装置支撑座和滚轮306，第二转轴303的一端与第一电机301相连接。
所述第一转轴305两端部分别设置有第一轴盖304；所述第二转轴303的另一端设置有第二轴盖307。
如图4所示，所述行走机构10包括底板404；所述底板404的两侧各设置有垂直于底板404的侧板403；两块所述侧板403的顶部各设置有端板402，两块端板402的底部通过滚轮座409连接有第二滚轮408；两块端板402之间存在间隙；两块所述端板402的顶部各活动连接有侧轮401，两个侧轮401之间存在间隙。
所述底板404与底盘6活动连接；所述底板404的底部设置有第四转轴407；所述底盘6上设置有与第四转轴407相匹配的第四轴承405；所述底板404通过第四转轴407和第四轴承405实现与底盘6的活动连接；所述第四转轴407的底部设置有第四轴盖406。
该巡检机器人具备特殊行走机构10，使该巡检机器人更加灵活，面对弯度小，拐弯多的轨道环境也能轻松应对。
本发明的原理：为了进一步说明发明的使用原理，本实施例中配合导轨和爬架一起说明；如图6-图8所示；所述导轨的形状为工型钢导轨，工型钢导轨安装在爬架上；外壳1的顶部和两侧设置有与工型钢导轨形状相匹配的倒T字型开口；所述机器人通过外壳1上一侧的T字型开口伸进机器人的内部；工型钢导轨的竖板和底面板依次穿过行走机构10、行走驱动装置8、行走机构10，最后从外壳1上另一侧的T字型开口穿出；工型钢导轨的竖板夹在两个侧轮401之间以及两个滚轮306之间；工型钢导轨的底面板夹在第二滚轮408与底板404之间以及滚轮306与底盘6之间；工型钢导轨的顶面板位于外壳1的顶面上方；滚轮306底部与工型钢导轨的底面板表面抵触；滚轮306在工型钢导轨的底面板表面转动时带动整个机器人在工型钢导轨上来回运动从而达到巡检的目的。并且该巡检机器人采用倒挂式走行于离地一定高度的工型钢导轨上，与施工地面有一定的高度，能在不影响施工的情况下进行巡检。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征、优点和实验数据。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (16)

1.一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：包括底盘以及设置于底盘上的摄像模组、行走机构、行走驱动装置。
2.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：还包括设置在底盘上的电控箱和供电装置，所述电控箱与供电装置电性连接。
3.根据权利要求2所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述电控箱包括电机控制器、无线信号发射器、无线信号接收器、接线端子组、扩展模块。
4.根据权利要求2所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述供电装置为集电器；所述集电器包括集电刷。
5.根据权利要求2所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述供电装置为电池。
6.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述摄像模组包括摄像主体、回转机构、摄像主体支撑座；所述摄像主体支撑座固定于底盘的底部；所述摄像主体与摄像主体支撑座活动连接；所述回转机构用于带动摄像主体旋转。
7.根据权利要求6所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述回转机构包括第二电机，所述第二电机的类型为无刷电机、联轴器、第三轴、第三轴承、第三轴盖；所述摄像主体支撑座上设置有第三轴承；所述第二电机的输出轴穿过第三轴承，末端通过联轴器与第三轴连接；所述第三轴与摄像主体固定连接；所述第三轴通过第三轴承与摄像主体支撑座活动连接；所述第三轴盖与第三轴的末端连接。
8.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：还包括防尘盖；所述防尘盖与摄像主体连接。
9.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：还包括外壳，所述外壳上设置有开关、指示灯、控制面板；所述开关、指示灯、控制面板与电控箱电性连接。
10.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述行走驱动装置包括第一转轴、第二转轴、驱动装置支撑座、滚轮以及用于驱动滚轮转动的第一电机；所述驱动装置支撑座与底盘固定连接；所述滚轮、驱动装置支撑座各设置有两组；两组所述驱动装置支撑座上各设置有支撑座轴承；其中一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承和第一转轴连接有滚轮，所述第一转轴贯穿驱动装置支撑座和滚轮；另外一组驱动装置支撑座通过支撑座轴承和第二转轴连接有滚轮；所述第二转轴贯穿驱动装置支撑座和滚轮，第二转轴的一端与第一电机相连接。
11.根据权利要求10所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述第一转轴两端部分别设置有第一轴盖；所述第二转轴的另一端设置有第二轴盖。
12.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述行走机构包括底板；所述底板的两侧各设置有垂直于底板的侧板；两块所述侧板的顶部各设置有端板，两块端板的底部通过滚轮座连接有第二滚轮；两块端板之间存在间隙；两块所述端板的顶部各活动连接有侧轮，两个侧轮之间存在间隙。
13.根据权利要求12所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述底板与底盘活动连接；所述底板的底部设置有第四转轴；所述底盘上设置有与第四转轴相匹配的第四轴承；所述底板通过第四转轴和第四轴承实现与底盘的活动连接；所述第四转轴的底部设置有第四轴盖。
14.根据权利要求6所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述摄像模组还包括照明灯；所述照明灯与摄像主体连接。
15.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述摄像模组为实时监控摄像头。
16.根据权利要求1所述一种基于爬架的巡检机器人，其特征在于：所述摄像模组用于录制监控视频。
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