CN112405564A - 一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，包括机体、走行系统、集成检查器、电源系统、检修机械手和控制系统，走行系统包括走行轮电机和多个走行轮；集成检查器包括前端集成检查器和机械手集成检查器，机械手集成检查器安装在检修机械手上并具有环境检测传感器和摄像头，以在前端集成检查器巡检到故障时，通过机械手摄像头对故障处进行拍照及通过环境检测传感器感应综合管廊内部并上报管理控制平台。本发明通过集成检查器拍摄或感应综合管廊管线设备状态及综合管廊内环境，收集综合管廊状态信息，进行综合管廊状态识别和故障诊断，可快速、高效地对综合管廊进行巡检，达到降低劳动强度、提高巡检效率和效果的目的。

Description

一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人

技术领域

本发明属于监测设备领域，更具体地，涉及一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人。

背景技术

城市轨道交通车辆基地建构筑物密布、管线错综复杂，常规管线以分散式敷设为主，设计和施工过程中容易出现差错漏碰等情况，后期检修维护难以精确定位，为解决以上问题，车辆基地综合管廊得到广泛应用。车辆基地综合管廊即在地下建造一个隧道空间，将车辆基地内供变电、低压配电、通信、信号、给排水、综合监控等各专业管线集于一体，埋设于地下廊道内，既能提升车辆基地景观效果，又便于管线施工、维护和检修，往往综合管廊设有专门的检修口、吊装口，并实施统一规划、设计、建设和管理，以做到车辆基地地下空间的综合利用和资源共享。

车辆基地综合管廊集成安装了如此之多的管线，保障管廊内管线的安全运行至关重要，因而对管廊内设备、管线的安全巡检也是管廊检修工作的重要环节。现有综合管廊的巡检方式主要是人工检查，即检修人员手持巡检工具对综合管廊进行检查，但人工检查存在检查效果差、劳动强度大、效率低等问题，且地下空间容易沉积有毒、有害气体，人员地下密闭空间作业存在较大安全隐患。随着我国城市轨道交通建设的快速发展，车辆基地综合管廊管线集成度越来越高，检修工作量也日益增加，人工检查难以满足综合管廊巡检要求，急需一种能灵活、快速、高效、安全进行综合管廊巡检的技术或相关设备。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其利用巡检机器人在巡检轨道上走行，对综合管廊两侧设备管线进行自动巡检，达到降低劳动强度、提高巡检效率和效果的目的。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，包括机体及共同安装在所述机体上的走行系统、集成检查器、电源系统、检修机械手和控制系统，其中：

所述走行系统包括走行轮电机和多个走行轮，这些所述走行轮的中心线均水平设置，至少一个所述走行轮由所述走行电机驱动旋转，以使走行系统在安装于管廊内的走行轨上行走；

所述集成检查器包括前端集成检查器和机械手集成检查器，所述前端集成检查器安装在机体的前端并具有前端摄像头，以拍摄综合管廊的管线设备状态及综合管廊内部环境，从而收集综合管廊内部的状态信息；所述机械手集成检查器安装在所述检修机械手上并具有机械手摄像头和环境检测传感器，以在前端集成检查器巡检到故障时，通过检修机械手的运动来让机械手摄像头对故障处进行拍照及通过环境检测传感器感应综合管廊内部的环境并上报管理控制平台；

所述控制系统分别与走行轮电机、前端集成检查器、机械手集成检查器和检修机械手连接；

所述电源系统分别与控制系统、走行轮电机、前端集成检查器、机械手集成检查器和检修机械手连接。

优选地，所述走行轨安装在综合管廊的顶部，该巡检机器人悬挂于走行轨上。

优选地，所述走行系统还包括安装在机体上的多个稳定轮，各所述稳定轮的中心线均竖直设置，所述走行轨包括用于走行轮走行的第一轨道和用于稳定轮走行的第二轨道，所述第一轨道通过第二轨道连接在综合管廊上。

优选地，所述电源系统包括蓄电池及自动充电装置，所述自动充电装置在电池需要充电时通过走行系统移动到充电桩处给蓄电池充电。

优选地，所述检修机械手包括机械手底座旋转电机、机械手底座及机械手，所述机械手底座旋转电机安装在机体上，该机械手底座旋转电机的输出轴竖直设置并且与所述机械手底座固定连接，以用于驱动机械手底座旋转，所述机械手底座上安装所述机械手，所述机械手包括多个机械手臂及多个手臂电机，每个机械手臂分别通过一个所述手臂电机驱动进行转动，以使机械手折叠及伸展，远离机械手底座的机械手臂上安装所述机械手集成检查器，以在前端集成检查器巡检到故障时，让机械手伸展并带动机械手集成检查器感应综合管廊内管线设备及综合管廊内环境。

优选地，所述控制系统包括存储模块，以存储巡检机器人在巡检过程中通过摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

优选地，所述控制系统包括定位模块，以用于追踪定位巡检机器人的位置。

优选地，所述控制系统包括信息传输模块，所述信息传输模块通过无线传输模块向管理控制平台发出巡检时摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

优选地，还包括安装在机体前端的应急照明灯，以在综合管廊内照明灯损坏或没电的情况下提供巡检应急照明。

优选地，所述环境检测传感器包括烟雾传感器和/或温度传感器。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明的车辆基地综合管廊自动巡检机器人，通过走行系统在走行轨上行走时带动机体上的前端集成检查器和机械手集成检查器一起行走，前端集成检查器的摄像头和环境检测传感器可拍摄和感应综合管廊管线设备状态及综合管廊内环境，收集综合管廊状态信息，进行综合管廊状态识别和故障诊断，在前端集成检查器检查遇到故障需进一步确定情况时，巡检机器人停止走行，检修机械手探出，让机械手集成检查器近距离拍摄和感应故障位置，从而对故障位置进行详细的检测，利用巡检机器人可快速、灵活、高效地对综合管廊进行巡检，达到降低劳动强度、提高巡检效率和效果的目的。

附图说明

图1是本发明的巡检机器人的示意图；

图2是本发明的机体内部的示意图；

图3是本发明的巡检机器人直线巡检示意图；

图4是本发明的巡检机器人详情检查示意图；

图5是本发明的巡检机器人巡检转向示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，该巡检机器人包括机体1及共同安装在所述机体1上的走行系统、集成检查器、电源系统、检修机械手3和控制系统，其中：

所述机体1为容纳安装巡检机器人各种设备的安装支撑结构。

所述走行系统包括走行轮电机6和多个走行轮5，走行轮电机6优选安装在机体1上部左右两侧的内侧，这些所述走行轮5的中心线均水平设置，至少一个所述走行轮5由所述走行电机驱动旋转，以使走行系统在安装于管廊内的走行轨上行走；优选地，所述走行轨安装在综合管廊的顶部，所述走行轮5通过所述走行轨来承接，从而使该巡检机器人悬挂于走行轨上。

所述集成检查器包括前端集成检查器4和机械手集成检查器15，所述前端集成检查器4安装在机体1的前端(“前”、“后”是以巡检机器人在走行轨上移动时巡检机器人的“前”、“后”来区分)并具有前端摄像头，以拍摄综合管廊的管线设备状态及综合管廊内部环境，从而收集综合管廊内部的状态信息；所述机械手集成检查器15安装在所述检修机械手3上并具有机械手摄像头和环境检测传感器，以在前端集成检查器4巡检到故障时，通过检修机械手的运动来让机械手摄像头对故障处进行拍照及通过环境检测传感器感应综合管廊内部的环境并上报管理控制平台。优选地，所述环境检测传感器包括烟雾传感器和/或温度传感器。

所述控制系统分别与走行轮电机6、前端集成检查器4、机械手集成检查器15和检修机械手3连接。所述控制系统可与管理控制平台通信，所述控制系统具有控制模块10，控制模块10可接收处理管理控制平台发出的命令，对巡检机器人的走行轮电机6、前端集成检查器4、机械手集成检查器15和检修机械手3等组成部分发出命令。

所述电源系统分别与控制系统、走行轮电机6、前端集成检查器4、机械手集成检查器15和检修机械手3连接，以进行供电。

进一步，所述走行系统还包括安装在机体1上的多个稳定轮7，这些稳定轮7安装在机体1的顶部，各所述稳定轮7的中心线均竖直设置，所述走行轨包括用于走行轮5走行的第一轨道和用于稳定轮7走行的第二轨道，所述第一轨道通过第二轨道连接在综合管廊上。走行轮电机6驱动走行轮5在走行轨上行走，走行轮5支撑机体1并担负车辆走行任务，稳定轮7作机体1走行时稳定导向之用。

进一步，所述电源系统包括蓄电池8及自动充电装置9，所述自动充电装置9在电池需要充电时通过走行系统移动到充电桩处给蓄电池8充电。蓄电池8为整个巡检机器人的运行提供动力，自动充电装置9在巡检机器人电量少回到初始位置，通过充电桩给蓄电池8进行充电。在机体1的尾部设有自动充电口，与自动充电装置9连接。

进一步，所述检修机械手3包括机械手底座旋转电机14、机械手底座及机械手，所述机械手底座旋转电机14安装在机体1上，该机械手底座旋转电机14的输出轴竖直设置并且与所述机械手底座固定连接，以用于驱动机械手底座旋转，所述机械手底座上安装所述机械手，所述机械手包括多个机械手臂及多个手臂电机，每个机械手臂分别通过一个所述手臂电机驱动进行转动，以使机械手折叠及伸展，远离机械手底座的机械手臂上安装所述机械手集成检查器15，以在前端集成检查器4巡检到故障时，让机械手伸展并带动机械手集成检查器15感应综合管廊内管线设备及综合管廊内环境。机械手在初始时折叠安装在机体1底部，在前端集成检查器4巡检到故障时，通过手臂电机驱动来伸展探出，并改变机械手集成检查器15的位置和姿势，安装在机械手上的机械手集成检查器15通过机械手摄像头和环境检测传感器进行扫描来详细检查故障的情况。

进一步，所述控制系统包括存储模块11，以存储巡检机器人在巡检过程中通过摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

进一步，所述控制系统包括定位模块12，以用于追踪定位巡检机器人的位置，方便对巡检机器人进行统一管理。所述存储模块11可存储巡检机器人在巡检过程中前端摄像头、机械手摄像头拍摄的数据和环境检测传感器感应到的数据，为故障分析处理提供数据依据。

进一步，所述控制系统包括信息传输模块13，所述信息传输模块13通过无线传输模块向管理控制平台发出巡检时摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

进一步，还包括安装在机体1前端的应急照明灯2，以在综合管廊内照明灯损坏或没电的情况下提供巡检应急照明。

因本巡检机器人使用环境为地下综合管廊密闭环境，为防止地下潮湿环境影响巡检机器人的正常使用，巡检机器人需达到相应的IP防护要求。

当车辆基地综合管廊需要进行巡检时，管理控制平台发出巡检命令，控制模块10接收处理巡检命令，控制模块10发出命令，蓄电池8给走行轮电机6供电，带动走行轮5在走行轨上走行，巡检机器人行出充电位，开始巡检综合管廊。

巡检机器人巡检综合管廊，定位模块12定位巡检机器人在综合管廊中的位置，前端集成检查器4对综合管廊的情况进行检查，拍摄感应到的情况输入存储模块11，控制模块10对数据进行分析，在分析遇到需进一步确定情况时，巡检机器人暂停走行，机械手底座旋转电机14工作转动机械手，机械手臂探出，让机械手集成检查器15近距离拍摄感应故障位置，待拍摄感应完毕，信息传输模块13无线传输报告给管理控制平台，由专业检修人员进行检修。巡检机器人巡检到综合管廊交叉位置时，需要进行拐弯，巡检机器人悬停在走行轨的可旋转轨上，可旋转轨在电机的驱动下进行旋转转向，转向至巡检机器人所需行进的走行轨上后，巡检机器人命令蓄电池8给走行轮电机6供电，带动走行轮5继续在走行轨上走行巡检。

巡检机器人巡检完毕，进入充电位，悬停在旋转走行轨上，旋转走行轨带着巡检机器人旋转调头，调头完毕，巡检机器人退至充电位充电处，伸出自动充电装置9为电池充电，巡检机器人进入巡检待命状态，等待下一次的巡检命令。

本领域的技术人员容易理解，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)

1.一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，包括机体及共同安装在所述机体上的走行系统、集成检查器、电源系统、检修机械手和控制系统，其中：

所述走行系统包括走行轮电机和多个走行轮，这些所述走行轮的中心线均水平设置，至少一个所述走行轮由所述走行电机驱动旋转，以使走行系统在安装于管廊内的走行轨上行走；

所述集成检查器包括前端集成检查器和机械手集成检查器，所述前端集成检查器安装在机体的前端并具有前端摄像头，以拍摄综合管廊的管线设备状态及综合管廊内部环境，从而收集综合管廊内部的状态信息；所述机械手集成检查器安装在所述检修机械手上并具有机械手摄像头和环境检测传感器，以在前端集成检查器巡检到故障时，通过检修机械手的运动来让机械手摄像头对故障处进行拍照及通过环境检测传感器感应综合管廊内部的环境并上报管理控制平台；

所述控制系统分别与走行轮电机、前端集成检查器、机械手集成检查器和检修机械手连接；

所述电源系统分别与控制系统、走行轮电机、前端集成检查器、机械手集成检查器和检修机械手连接。

2.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述走行轨安装在综合管廊的顶部，该巡检机器人悬挂于走行轨上。

3.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述走行系统还包括安装在机体上的多个稳定轮，各所述稳定轮的中心线均竖直设置，所述走行轨包括用于走行轮走行的第一轨道和用于稳定轮走行的第二轨道，所述第一轨道通过第二轨道连接在综合管廊上。

4.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述电源系统包括蓄电池及自动充电装置，所述自动充电装置在电池需要充电时通过走行系统移动到充电桩处给蓄电池充电。

5.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述检修机械手包括机械手底座旋转电机、机械手底座及机械手，所述机械手底座旋转电机安装在机体上，该机械手底座旋转电机的输出轴竖直设置并且与所述机械手底座固定连接，以用于驱动机械手底座旋转，所述机械手底座上安装所述机械手，所述机械手包括多个机械手臂及多个手臂电机，每个机械手臂分别通过一个所述手臂电机驱动进行转动，以使机械手折叠及伸展，远离机械手底座的机械手臂上安装所述机械手集成检查器，以在前端集成检查器巡检到故障时，让机械手伸展并带动机械手集成检查器感应综合管廊内管线设备及综合管廊内环境。

6.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述控制系统包括存储模块，以存储巡检机器人在巡检过程中通过摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

7.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述控制系统包括定位模块，以用于追踪定位巡检机器人的位置。

8.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述控制系统包括信息传输模块，所述信息传输模块通过无线传输模块向管理控制平台发出巡检时摄像头拍摄和通过环境检测传感器感应到的数据。

9.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，还包括安装在机体前端的应急照明灯，以在综合管廊内照明灯损坏或没电的情况下提供巡检应急照明。

10.根据权利要求1所述的一种车辆基地综合管廊自动巡检机器人，其特征在于，所述环境检测传感器包括烟雾传感器和/或温度传感器。

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