CN112455223A - 一种智能轮式巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能轮式巡检机器人，主要涉及智能安防设备技术领域，包括车体底盘模块、独立悬挂行驶机构、数据采集模块、前避障模块、后避障模块、两侧护罩模块、电控模块，集自动行走、自动避障、自动扫描、自动上传数据、自动充电、自动报警为一体的多功能智能巡检机器人，以全天候自主巡逻方式，在化工厂区、智能化小区、无人值守公园、军区、有毒有害场所等进行巡检，机器人采用激光导航与北斗导航相结合方式，利用热成像和高清摄像机技术，可及时发现危险气体泄漏，温度异常，仪表、阀门自动分析，图像对比分析，并记录、上传设备信息,提供异常报警。

Description

一种智能轮式巡检机器人

技术领域

本发明主要涉及智能安防设备技术领域，具体是一种智能轮式巡检机器人。

背景技术

在化工厂区、智能化小区、无人值守公园、军区、有毒有害场，对场内各类设备和装置进行定期巡检对于保障设备可靠运行以及生产安全至关重要，定期巡检多采用人工巡检与设备监控相结合的方式，但大多数监控设备难以实现数据的远程传输，需定期人工记录相关数据，导致巡检人员常处于危险之中。由于定期巡检过程需规范化操作、且具有高危险性，相关人员需定期严格培训，这也增加了成本。同时，定期巡检每日工作量大，多为重复性和规律性工作。

随着科技的发展，人们对于新事物有着迫切的需求，智能巡检机器人是近几年兴起的一种巡检设备，其适用范围广，部队、厂区等都可用他来巡检，使用巡检机器人进行工作，能很大程度地改善人工巡检的不足之处。然而，由于环境复杂，管路众多，各种仪器设备呈阶梯分布，使用市面上现有智能巡检机器人难以较好完成该环境下的巡检任务。

发明内容

鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种智能轮式巡检机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：包括车体底盘模块、独立悬挂行驶机构、数据采集模块、前避障模块、后避障模块、两侧护罩模块、电控模块；

所述车体底盘模块包括两个驱动装置、两个前涨紧轮装置、两个后涨紧轮装置、两个前从动链轮装置、两个后从动链轮装置、四个链条、充电装置、壳体、电池、电控装置，前涨紧轮装置包括小从动链轮、前从动轮支撑板，后涨紧轮装置包括小从动链轮、后从动轮支撑板，前从动轮支撑板和后从动链轮支撑板分别固定在壳体上，前从动链轮支撑板、后从动链轮支撑板与小从动链轮用轴承连接，起到涨紧链条的作用；

所述独立悬挂行驶机构包括独立悬挂、轮胎、轮毂罩、万向节联轴器，所述独立悬挂包括轮毂主轴、轮毂连接法兰、支臂上、支臂下、四个悬挂固定板、四个万向节球头、减震弹簧固定块、减震器，独立悬挂，两个为镜向，两个为非镜向，分别对称放置在壳体的两侧；

所述数据采集模块包括上机罩、云台摄像机、激光避障仪、两个示廓灯、两个北斗信号接收器、数传天线、图传天线、刹车灯、急停、后控制板、风扇、过滤网。

作为本发明的进一步改进，驱动装置包括伺服电机、减速机、减速机轴、主动链轮，两个驱动装置结构完全相同，分别对称放置在壳体的两侧，伺服电机与电控装置连接，伺服电机通过减速机将动力传给减速机轴，主动链轮和减速机轴用平键连接，前从动链轮装置包括大从动链轮、前从动链轮轴、前从动链轮座，后从动链轮装置包括大从动链轮、后从动链轮轴、后从动链轮座，主动链轮驱动链条转动，链条分别驱动前从动链轮座上的大从动链轮和后从动链轮上的大从动链轮转动，前从动链轮座和后从动链轮座分别与壳体固定，前从动链轮座上的大从动链轮与前从动链轮轴用轴承连接，后从动链轮座上的大从动链轮与后从动链轮轴用轴承连接，充电装置与电池连接，可以实现自动充电。

作为本发明的进一步改进，万向节联轴器将动力传给轮毂主轴，轮毂主轴与轮胎固定，动力传给轮胎，轮毂罩与轮胎固定，起到防护作用，轮毂主轴与轮毂连接法兰用轴承连接，上支臂与轮毂连接法兰用轴承连接，下支臂与轮毂连接法兰用轴承连接，上支臂通过万向节球头与悬挂固定块连接，悬挂固定块与壳体固定，下支臂通过万向节球头与悬挂固定块连接，悬挂固定块与壳体固定，下支臂与减震器固定，减震器与减震弹簧固定块固定，减震弹簧固定块与壳体固定，轮胎行驶，减震器起到减震作用。

作为本发明的进一步改进，云台摄像机、激光避障仪、两个北斗信号接收器、数传天线、图传天线设置在在上机罩上部，多种导航方式结合，利用红外热成像和高清摄像技术，可及时发现危险气体泄漏，温度异常，仪表、阀门自动分析，图像分析对比，并记录、上传设备信息，提供异常报警，两个示廓灯、刹车灯、急停、后控制板设置在上机罩尾外部，两个示廓灯、刹车灯可以起到提醒其他人或车辆注意，急停，如发生紧急情况可以紧急制动，后控制板为数据通信、电源控制、手动充电，风扇、过滤网设置在上机罩尾内部，风扇、过滤网防止灰尘、潮气进入机器人内部对机器人产生损坏。

作为本发明的进一步改进，所述前避障模块包括前机罩，前机罩上两侧设有前超声波避障器，可以有效自动避障越障，中间设有呼吸灯，起到通知和提醒的作用，上部两角设有前探照灯，可以远距离照明和搜索。

作为本发明的进一步改进，所述后避障模块包括后机罩，后机罩上设有后超声波避障器，可以有效自动避障越障。

作为本发明的进一步改进，所述两侧护罩模块包括右侧护罩、左侧护罩、在右侧护罩、左侧护罩上设有扬声器，将电信号转化成声信号。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明的一种智能轮式巡检机器人，集自动行走、自动避障、自动扫描、自动上传数据、自动充电、自动报警为一体的多功能智能巡检机器人，以全天候自主巡逻方式，在化工厂区、智能化小区、无人值守公园、军区、有毒有害场所等进行巡检，机器人采用激光导航与北斗导航相结合方式，利用热成像和高清摄像机技术，可及时发现危险气体泄漏，温度异常，仪表、阀门自动分析，图像对比分析，并记录、上传设备信息,提供异常报警。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1本发明一种智能轮式巡检机器人的前等轴测视图；

图2本发明一种智能轮式巡检机器人的后等轴测视图；

图3本发明车体底盘模块的结构示意图I；

图4本发明车体底盘模块的结构示意图II；

图5本发明电控模块的结构示意图；

图6本发明独立悬挂行驶机构的内等轴测视图；

图7本发明独立悬挂行驶机构的外等轴测视图；

图8本发明独立悬挂的结构示意图；

图9本发明数据采集模块的前等轴测视图；

图10本发明数据采集模块的后等轴测视图；

图11本发明数据采集模块的内等轴测视图；

图12本发明前避障模块的结构示意图；

图13本发明后避障模块的结构示意图；

图14本发明两侧护罩模块的等轴测视图；

图中：1伺服电机、2减速机、3减速机轴、4主动链轮、5链条、6小从动链轮、7前从动轮支撑板、8后从动轮支撑板、9大从动链轮、10前从动链轮轴、11前从动链轮座、12后从动链轮轴、13后从动链轮座、14充电装置、15壳体、16电池、17电控装置、18轮毂主轴、19轮毂连接法兰、20支臂上、21支臂下、22悬挂固定板、23万向节球头、24减震弹簧固定块、25减震器、26轮胎、27轮毂罩、28万向节联轴器、29上机罩、30云台摄像机、31激光避障仪、32两个示廓灯、33两个北斗信号接收器、34数传天线、35图传天线、36刹车灯、37急停、38后控制板、39风扇、40过滤网、41前机罩、42前超声波避障器、43前探照灯、44呼吸灯、45后机罩、46后超声波避障器、47右侧护罩、48左侧护罩、49扬声器、50车体底盘模块、51独立悬挂行驶机构、52数据采集模块、53前避障模块、54后避障模块、55两侧护罩模块、56独立悬挂、57电控模块、58驱动装置、59前涨紧轮装置、60后涨紧轮装置、61前从动链轮装置、62后从动链轮装置。

具体实施方式

为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做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。

图1、图2本发明一种智能轮式巡检机器人的轴测视图，包括车体底盘模块50、独立悬挂行驶机构51、数据采集模块52、前避障模块53、后避障模块54、两侧护罩模块55、电控模块57。

图3、图4、图5本发明车体底盘模块的结构示意图；所述车体底盘模块50包括两个驱动装置58、两个前涨紧轮装置59、两个后涨紧轮装置60、两个前从动链轮装置61、两个后从动链轮装置62、四个链条5、充电装置14、壳体15、电池16、电控装置17，前涨紧轮装置包括小从动链轮6、前从动轮支撑板7，后涨紧轮装置包括小从动链轮6、后从动轮支撑板8，前从动轮支撑板7和后从动链轮支撑板8分别固定在壳体15上，前从动链轮支撑板7、后从动链轮支撑板8与小从动链轮6用轴承连接，起到涨紧链条5的作用，驱动装置包括伺服电机1、减速机2、减速机轴3、主动链轮4，两个驱动装置结构完全相同，分别对称放置在壳体15的两侧，伺服电机1与电控装置17连接，伺服电机1通过减速机2将动力传给减速机轴3，主动链轮4和减速机轴3用平键连接，前从动链轮装置包括大从动链轮9、前从动链轮轴10、前从动链轮座11，后从动链轮装置包括大从动链轮9、后从动链轮轴12、后从动链轮座13，主动链轮4驱动链条5转动，链条5分别驱动前从动链轮座11上的大从动链轮9和后从动链轮13上的大从动链轮9转动，前从动链轮座11和后从动链轮座13分别与壳体15固定，前从动链轮座11上的大从动链轮9与前从动链轮轴10用轴承连接，后从动链轮座13上的大从动链轮9与后从动链轮轴12用轴承连接，充电装置14与电池16连接，可以实现自动充电。

图6、图7本发明独立悬挂行驶机构的轴测视图；所述独立悬挂行驶机构51包括独立悬挂56、轮胎26、轮毂罩27、万向节联轴器28。

图8本发明独立悬挂的结构示意图；所述独立悬挂包括轮毂主轴18、轮毂连接法兰19、支臂上20、支臂下21、四个悬挂固定板22、四个万向节球头23、减震弹簧固定块24、减震器25，独立悬挂，两个为镜向，两个为非镜向，分别对称放置在壳体15的两侧。

万向节联轴器28将动力传给轮毂主轴18，轮毂主轴18与轮胎26固定，动力传给轮胎26，轮毂罩27与轮胎26固定，起到防护作用，轮毂主轴18与轮毂连接法兰19用轴承连接，上支臂20与轮毂连接法兰19用轴承连接，下支臂21与轮毂连接法兰19用轴承连接，上支臂20通过万向节球头23与悬挂固定块22连接，悬挂固定块与壳体15固定，下支臂21通过万向节球头23与悬挂固定块22连接，悬挂固定块与壳体15固定，下支臂21与减震器25固定，减震器25与减震弹簧固定块24固定，减震弹簧固定块24与壳体15固定，轮胎26行驶，减震器25起到减震作用。

图9、图10、图11本发明数据采集模块的结构示意图，所述数据采集模块52包括上机罩29、云台摄像机30、激光避障仪31、两个示廓灯32、两个北斗信号接收器33、数传天线34、图传天线35、刹车灯36、急停37、后控制板38、风扇39、过滤网40，云台摄像机30、激光避障仪31、两个北斗信号接收器33、数传天线34、图传天线35设置在在上机罩29上部，多种导航方式结合，利用红外热成像和高清摄像技术，可及时发现危险气体泄漏，温度异常，仪表、阀门自动分析，图像分析对比，并记录、上传设备信息，提供异常报警，两个示廓灯32、刹车灯36、急停37、后控制板38设置在上机罩29尾外部，两个示廓灯32、刹车灯36可以起到提醒其他人或车辆注意，急停37，如发生紧急情况可以紧急制动，后控制板38为数据通信、电源控制、手动充电，风扇39、过滤网40设置在上机罩29尾内部，风扇39、过滤网40防止灰尘、潮气进入机器人内部对机器人产生损坏。

图12本发明前避障模块的结构示意图；所述前避障模块53包括前机罩41，前机罩41上两侧设有前超声波避障器42，可以有效自动避障越障，中间设有呼吸灯44，起到通知和提醒的作用，上部两角设有前探照灯43，可以远距离照明和搜索。

图13本发明后避障模块的结构示意图；所述后避障模块54包括后机罩45，后机罩45上设有后超声波避障器46，可以有效自动避障越障。

图14本发明两侧护罩模块的等轴测视图；所述两侧护罩模块55包括右侧护罩47、左侧护罩48、在右侧护罩47、左侧护罩48上设有扬声器49，将电信号转化成声信号。

值得注意的是，在本发明的描述中，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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

Claims (7)

1.一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：包括车体底盘模块(50)、独立悬挂行驶机构(51)、数据采集模块(52)、前避障模块(53)、后避障模块(54)、两侧护罩模块(55)、电控模块(57)；

所述车体底盘模块(50)包括两个驱动装置(58)、两个前涨紧轮装置(59)、两个后涨紧轮装置(60)、两个前从动链轮装置(61)、两个后从动链轮装置(62)、四个链条(5)、充电装置(14)、壳体(15)、电池(16)、电控装置(17)，前涨紧轮装置包括小从动链轮(6)、前从动轮支撑板(7)，后涨紧轮装置包括小从动链轮(6)、后从动轮支撑板(8)，前从动轮支撑板7和后从动链轮支撑板8分别固定在壳体15上，前从动链轮支撑板7、后从动链轮支撑板8与小从动链轮6用轴承连接，起到涨紧链条5的作用；

所述独立悬挂行驶机构(51)包括独立悬挂(56)、轮胎(26)、轮毂罩(27)、万向节联轴器(28)，所述独立悬挂包括轮毂主轴(18)、轮毂连接法兰(19)、支臂上(20)、支臂下(21)、四个悬挂固定板(22)、四个万向节球头(23)、减震弹簧固定块(24)、减震器(25)，独立悬挂，两个为镜向，两个为非镜向，分别对称放置在壳体(15)的两侧；

所述数据采集模块(52)包括上机罩(29)、云台摄像机(30)、激光避障仪(31)、两个示廓灯(32)、两个北斗信号接收器(33)、数传天线(34)、图传天线(35)、刹车灯(36)、急停(37)、后控制板(38)、风扇(39)、过滤网(40)。

2.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：驱动装置包括伺服电机(1)、减速机(2)、减速机轴(3)、主动链轮(4)，两个驱动装置结构完全相同，分别对称放置在壳体(15)的两侧，伺服电机(1)与电控装置(17)连接，伺服电机1通过减速机2将动力传给减速机轴3，主动链轮4和减速机轴3用平键连接，前从动链轮装置包括大从动链轮9、前从动链轮轴10、前从动链轮座11，后从动链轮装置包括大从动链轮9、后从动链轮轴12、后从动链轮座13，主动链轮4驱动链条5转动，链条5分别驱动前从动链轮座11上的大从动链轮9和后从动链轮13上的大从动链轮9转动，前从动链轮座11和后从动链轮座13分别与壳体15固定，前从动链轮座11上的大从动链轮9与前从动链轮轴10用轴承连接，后从动链轮座13上的大从动链轮9与后从动链轮轴12用轴承连接，充电装置14与电池(16)连接，可以实现自动充电。

3.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：万向节联轴器28将动力传给轮毂主轴18，轮毂主轴18与轮胎26固定，动力传给轮胎26，轮毂罩27与轮胎26固定，起到防护作用，轮毂主轴18与轮毂连接法兰19用轴承连接，上支臂20与轮毂连接法兰19用轴承连接，下支臂21与轮毂连接法兰19用轴承连接，上支臂20通过万向节球头23与悬挂固定块22连接，悬挂固定块与壳体15固定，下支臂21通过万向节球头23与悬挂固定块22连接，悬挂固定块与壳体15固定，下支臂21与避震器25固定，避震器25与减震弹簧固定块24固定，减震弹簧固定块24与壳体15固定，轮胎26行驶，减震器25起到减震作用。

4.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：云台摄像机(30)、激光避障仪(31)、两个北斗信号接收器(33)、数传天线(34)、图传天线(35)设置在在上机罩(29)上部，多种导航方式结合，利用红外热成像和高清摄像技术，可及时发现危险气体泄漏，温度异常，仪表、阀门自动分析，图像分析对比，并记录、上传设备信息，提供异常报警，两个示廓灯(32)、刹车灯(36)、急停(37)、后控制板(38)设置在上机罩(29)尾外部，两个示廓灯32、刹车灯36可以起到提醒其他人或车辆注意，急停37，如发生紧急情况可以紧急制动，后控制板38为数据通信、电源控制、手动充电，风扇(39)、过滤网(40)设置在上机罩(29)尾内部，风扇39、过滤网40防止灰尘、潮气进入机器人内部对机器人产生损坏。

5.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：所述前避障模块(53)包括前机罩(41)，前机罩41上两侧设有前超声波避障器42，可以有效自动避障越障，中间设有呼吸灯(44)，起到通知和提醒的作用，上部两角设有前探照灯(43)，可以远距离照明和搜索。

6.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：所述后避障模块(54)包括后机罩(45)，后机罩(45)上设有后超声波避障器(46)，可以有效自动避障越障。

7.根据权利要求1所述的一种智能轮式巡检机器人，其特征在于：所述两侧护罩模块(55)包括右侧护罩(47)、左侧护罩(48)、在右侧护罩(47)、左侧护罩(48)上设有扬声器(49)，将电信号转化成声信号。

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