CN112518760A - 一种建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统，所述巡检机器人包括：具有第一平台主体、路径规划及避障组件、防碰撞组件、移动组件及移动控制组件的移动平台，具有第二平台主体、操作面板及处理器的处理器平台，具有第三平台主体及机械臂控制组件的机械臂控制平台，具有连接体、机械臂臂体、机械手爪、摄像组件及照明组件的机械臂平台，环境参数巡检平台，设于所述机械臂控制平台的后方，所述环境参数巡检平台包括：具有第四平台主体、环境参数获取组件、环境参数处理组件及语音报警组件的环境参数巡检平台，具有调节支架及红外相机的视觉故障巡检平台。通过本发明解决了传统人工巡检存在的诸多问题。

Description

一种建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统

技术领域

本发明属于机器人领域，特别是涉及一种建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统。

背景技术

研究表明随着我国房地产产业的发展，各类场馆的增加，未来5年内我国的建筑设施管理产业将超万亿元，设施管理的业务会随着延长设备使用年限、降低成本及运行费用和提供高效增值服务，使客户工作更加合理化与简洁化两个中心展开。

有着诸多因素正在推动着设施管理的发展：首先，建筑领域的技术革命使得设施管理的对象越来越复杂，信息化的现代建筑设备的应用，使得物业管理范围的设施设备形成了庞大复杂的系统。其次，社会发展要求提高能源利用效率，“物业节能”被提高到前所未有的高度，许多物业的能源利用率不尽人意，自控设备失常运行、供暖空调温度不稳等等现象普遍存在。

随着信息技术的普及与应用，城市的信息化建设更加智慧化，智能机器人将是重点发展的十大领域之一。机器人在不断的应用于各个领域，以代替繁琐机械的人力劳动。机器人在巡检管理上的应用使传统的粗放型管理向专业化、集约化、精细化发展，并由劳动密集型逐渐转化为知识密集型。

从20世纪80年代起，日本、美国、加拿大等国在巡检机器人方面的研究先后展开，但制作的巡检机器人都有着相应缺点；我国的巡检机器人研究在20世纪90年代末展开，到目前为止国内的巡检机器人的研究大多处于试验阶段。

当前我国在设施管理方面存在着较多问题，例如：特殊场景的增多使得安全问题突出，如高温、辐射、高电压等高危场景，人工巡检让许多工作者的安全得不到保障；设施管理工作繁重，效率低、效果差，人工巡检时工作人员会有大量重复性的故障排查工作，极易出错；设施管理技术人力成本高、缺口大，物联网以及智能化技术日新月异，传统物业部门技术人员青黄不接，人力成本增大。

因此，迫切需要开发出符合客户要求的建筑设施智能巡检机器人，实现替代建筑设施运维巡检人员，实现建筑设备无人化管理的目标。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统，用于解决传统人工巡检存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种建筑设施智能巡检机器人，所述巡检机器人包括：

移动平台，所述移动平台包括：内设第一安装腔室的第一平台主体，设于所述第一平台主体前方的路径规划及避障组件，设于所述第一平台主体后方的防碰撞组件，设于所述第一平台主体底部的移动组件，及设于所述第一安装腔室内、且传动连接于所述移动组件的移动控制组件，其中所述路径规划及避障组件和所述防碰撞组件电连接于所述移动控制组件；

处理器平台，设于所述移动平台的上方，所述处理器平台包括：内设第二安装腔室的第二平台主体，扣设于所述第二平台主体上方的操作面板，及设于所述第二安装腔室内的处理器，其中所述操作面板电连接于所述处理器；

机械臂控制平台，设于所述处理器平台的上方，所述机械臂控制平台包括：内设第三安装腔室的第三平台主体，及设于所述第三安装腔室内的机械臂控制组件；

机械臂平台，设于所述机械臂控制平台的上方，所述机械臂平台包括：连接体，设于所述连接体远离所述机械臂控制平台一端两侧的机械臂臂体，设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的机械手爪，设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的摄像组件，及设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的照明组件，其中所述机械臂臂体和所述机械手爪电连接于所述机械臂控制组件；

环境参数巡检平台，设于所述机械臂控制平台的后方，所述环境参数巡检平台包括：内设第四安装腔室的第四平台主体，设于所述第四平台主体上方的环境参数获取组件，设于所述第四安装腔室内的环境参数处理组件，及设于所述第四平台主体侧方的语音报警组件，其中所述环境参数获取组件和所述语音报警组件电连接于所述环境参数处理组件；

视觉故障巡检平台，设于所述连接体的上方，所述视觉故障巡检平台包括：调节支架，及设于所述调节支架上的红外相机；

其中，所述移动控制组件、所述机械臂控制组件、所述摄像组件、所述照明组件、所述环境参数处理组件和所述红外相机电连接于所述处理器。

可选地，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：声音故障巡检平台，设于所述移动平台、所述处理器平台、所述机械臂控制平台、所述连接体或所述环境参数巡检平台上；所述声音故障巡检平台包括：内设第五安装腔室的第五平台主体，设于所述第五平台主体上的声音采集组件，及设于所述第五安装腔室内的声音处理组件，其中所述声音采集组件电连接于所述声音处理组件，所述声音处理组件电连接于所述处理器。

可选地，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：能效故障巡检平台，设于所述第一安装腔室、所述第二安装腔室、所述第三安装腔室或所述第四安装腔室内；所述能效故障巡检平台包括：能效数据无线采集组件，及电连接于所述能效数据无线采集组件的能效数据处理组件，其中所述能效数据处理组件电连接于所述处理器。

可选地，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：供电源，设于所述第一安装腔室内、且电连接于所述处理器。

可选地，所述移动平台还包括：设于所述第一平台主体两侧、且电连接于所述处理器的指示灯。

可选地，所述移动平台还包括：设于所述第一平台主体前方的保险杠。

可选地，所述处理器平台还包括：设于所述操作面板上、且电连接于所述处理器的紧急停止按钮，及/或设于所述第二平台主体上、且电连接于所述处理器的断路器。

可选地，所述环境参数巡检平台还包括：设于所述第四平台主体后方、且电连接于所述环境参数处理组件的显示组件。

可选地，所述移动组件包括：对称设于所述第一平台主体底部两侧的移动轮组，所述移动轮组包括：驱动轮，及设于所述驱动轮两端、且传动连接于所述驱动轮的两从动轮，其中所述驱动轮传动连接于所述移动控制组件。

可选地，所述移动控制组件包括：移动控制器，及电连接于所述移动控制器的驱动电机，其中所述移动控制器电连接于所述处理器，所述驱动电机传动连接于所述移动组件。

可选地，所述机械臂控制组件包括：机械控制器，及电连接于所述机械控制器的控制电机，其中所述机械控制器电连接于所述处理器，所述控制电机电连接于所述机械臂臂体和所述机械手爪。

可选地，所述环境参数获取组件包括：温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器、CO₂传感器、PM2.5传感器中的一种或两种以上组合。

可选地，所述语音报警组件包括：设于所述第四平台主体侧方的语音收录组件，设于所述第四平台主体侧方的语音播放组件，及设于所述第四安装腔室内、且电连接于所述语音收录组件和所述语音播放组件的语音处理组件，其中所述语音处理组件电连接于所述环境参数处理组件。

可选地，所述语音报警组件还包括：设于所述第四平台主体侧方的唤醒按键，其中所述唤醒按键电连接于所述语音处理组件。

本发明还提供了一种建筑设施智能巡检系统，所述巡检系统包括：处理器，电连接于所述处理器的移动控制单元、机械控制单元、环境参数巡检单元及视觉故障巡检单元；其中，

所述处理器，用于对所述移动控制单元、所述机械控制单元、所述环境参数巡检单元及所述视觉故障巡检单元进行总控制；根据摄像组件发送的拍摄图像进行拍摄物识别，并以此定位待操作物；及将所述红外相机发送的红外图像转换为温度分布图谱，并根据所述温度分布图谱对待测物体进行故障判断，或根据所述红外相机发送的普通图像对所述待测物体进行外观检查；

所述移动控制单元包括：

路径规划及避障组件，在巡检前期，用于对建筑楼宇内的固定物体进行识别、定位，以建立关于建筑楼宇的地图；在巡检期间，用于对建筑楼宇内出现的随机障碍进行识别、定位，以生成随机障碍信号；

防碰撞组件，在巡检期间，用于量测建筑楼宇内的固定物体和随机障碍与所述防碰撞组件之间的距离，以生成距离信号；

移动控制组件，电连接于所述路径规划及避障组件和所述防碰撞组件，在巡检期间，用于根据所述路径规划及避障组件建立的关于建筑楼宇的地图进行路径规划，并根据规划的路径产生移动控制信号，以控制移动组件按规划的路径进行自主移动；同时根据所述路径规划及避障组件发送的随机障碍信号及所述防碰撞组件发送的距离信号对规划的路径进行实时调整，以实现自主移动过程中的避障和防碰撞；

所述机械控制单元包括：

摄像组件，电连接于所述处理器，用于拍摄图像；

机械控制组件，电连接于所述处理器，用于根据所述处理器对待操作物的定位，产生臂体控制信号和手爪控制信号，以通过所述臂体控制信号控制机械臂臂体进行移动，使机械手爪移动至所述待操作物前方，之后根据所述手爪控制信号控制所述机械手爪对所述待操作物进行相应操作；

所述环境参数巡检单元包括：

环境参数获取组件，用于量测建筑楼宇内待测环境的环境参数；

环境参数处理组件，电连接于所述环境参数获取组件，用于比较环境参数设定值和所述环境参数获取组件量测的环境参数量测值，并在所述环境参数量测值超出所述环境参数设定值时，产生报警信号；

语音报警组件，电连接于所述环境参数处理组件，用于根据报警信号进行语音报警；

所述视觉故障巡检单元包括：

红外相机，电连接于所述处理器，用于对待测物体进行红外图像拍摄或普通图像拍摄。

可选地，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器的声音故障巡检单元，其中所述声音故障巡检单元包括：

声音采集组件，用于采集待测物体的运行声音；

声音处理组件，电连接于所述声音采集组件，用于对所述声音采集组件采集的运行声音进行音频比对分析，并根据音频比对分析结果对所述待测物体进行故障判断。

可选地，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器的能效故障巡检单元，其中所述能效故障巡检单元包括：

能效数据无线采集组件，用于采集待测物体的能效数据；

能效数据处理组件，电连接于所述能效数据无线采集组件，用于对所述能效数据无线采集组件采集的能效数据进行数据比对分析，并根据数据比对分析结果对所述待测物体进行故障判断。

如上所述，本发明的建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统，在利用路径规划及避障组件进行路径规划的前提下，通过机械臂臂体和机械手爪可进行电梯按键操作，从而实现巡检机器人在建筑楼宇内的自主移动，同时通过路径规划及避障组件和防碰撞组件对规划的路径进行实时调整，以在自主移动过程中实现避障及防碰撞；本发明通过环境参数巡检平台对建筑楼宇内各环境空间进行环境参数量测比较，以根据比较结果判断各环境空间内相关环境参数是否符合要求，从而实现对各环境空间内相关设施设备运行状况的故障判断；本发明通过视觉故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的特定部件进行红外图像拍摄，以得到特定部件的温度分布图谱，从而实现对设施设备特定部件的故障判断，而且本发明还可通过视觉故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的外观进行检查。本发明还可通过声音故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的运行声音进行音频比对分析，以根据比对分析结果实现对各设施设备的故障判断。本发明还可通过能效故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的能效数据进行数据比对分析，以根据比对分析结果实现对各设施设备的故障判断。本发明利用建筑设施智能巡检机器人替换传统人工巡检，对建筑楼宇进行自动巡检，不仅具有灵活性、全面性，更具有强适应性、高安全性。

附图说明

图1显示为本发明实施例一所述建筑设施智能巡检机器人的结构示意图。

图2显示为本发明实施例一所述建筑设施智能巡检机器人的侧视结构图。

图3显示为本发明实施例二所述建筑设施智能巡检系统的系统框图。

元件标号说明

100 移动平台

101 第一平台主体 102 路径规划及避障组件

103 防碰撞组件 104 移动组件

1041 驱动轮 1042 从动轮

105 指示灯

200 处理器平台

201 第二平台主体 202 操作面板

203 断路器

300 机械臂控制平台

301 第三平台主体

400 机械臂平台

401 连接体 402 机械臂臂体

403 机械手爪

500 环境参数巡检平台

501 第四平台主体 502 环境参数获取组件

503 语音报警组件

600 视觉故障巡检平台

601 调节支架 602 红外相机

10 处理器

20 移动控制单元

21 路径规划及避障组件 22 防碰撞组件

23 移动控制组件

30 机械控制单元

31 摄像组件 32 机械控制组件

40 环境参数巡检单元

41 环境参数获取组件 42 环境参数处理组件

43 语音报警组件

50 视觉故障巡检单元

51 红外相机

60 声音故障巡检单元

61 声音采集组件 62 声音处理组件

70 能效故障巡检单元

71 能效数据无线采集组件 72 能效数据处理组件

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种建筑设施智能巡检机器人，所述建筑设施智能巡检机器人包括：

移动平台100，所述移动平台100包括：内设第一安装腔室的第一平台主体101，设于所述第一平台主体101前方的路径规划及避障组件102，设于所述第一平台主体101后方的防碰撞组件103，设于所述第一平台主体101底部的移动组件104，及设于所述第一安装腔室内、且传动连接于所述移动组件104的移动控制组件，其中所述路径规划及避障组件102和所述防碰撞组件103电连接于所述移动控制组件；

处理器平台200，设于所述移动平台100的上方，所述处理器平台200包括：内设第二安装腔室的第二平台主体201，扣设于所述第二平台主体201上方的操作面板202，及设于所述第二安装腔室内的处理器，其中所述操作面板202电连接于所述处理器；

机械臂控制平台300，设于所述处理器平台100的上方，所述机械臂控制平台300包括：内设第三安装腔室的第三平台主体301，及设于所述第三安装腔室内的机械臂控制组件；

机械臂平台400，设于所述机械臂控制平台300的上方，所述机械臂平台400包括：连接体401，设于所述连接体401远离所述机械臂控制平台300一端两侧的机械臂臂体402，设于所述机械臂臂体402远离所述连接体401一端的机械手爪403，设于所述机械臂臂体402远离所述连接体401一端的摄像组件，及设于所述机械臂臂体402远离所述连接体401一端的照明组件，其中所述机械臂臂体402和所述机械手爪403电连接于所述机械臂控制组件；

环境参数巡检平台500，设于所述机械臂控制平台300的后方，所述环境参数巡检平台 500包括：内设第四安装腔室的第四平台主体501，设于所述第四平台主体501上方的环境参数获取组件502，设于所述第四安装腔室内的环境参数处理组件，及设于所述第四平台主体 501侧方的语音报警组件503，其中所述环境参数获取组件502和所述语音报警组件503电连接于所述环境参数处理组件；

视觉故障巡检平台600，设于所述连接体401的上方，所述视觉故障巡检平台600包括：调节支架601，及设于所述调节支架601上的红外相机602；

其中，所述移动控制组件、所述机械臂控制组件、所述摄像组件、所述照明组件、所述环境参数处理组件和所述红外相机602电连接于所述处理器。

作为示例，所述路径规划及避障组件102包括至少一个激光雷达传感器，用于对建筑楼宇内部的固定物体进行识别、定位，以建立关于建筑楼宇的地图；其中，本示例所述激光雷达传感器建立的关于建筑楼宇的地图为二维平面图。

作为示例，所述防碰撞组件103包括至少一个声呐，用于监测建筑楼宇内的固定物体和随机障碍至所述防碰撞组件103的距离，以避免发生碰撞；本示例中，所述防碰撞组件103 的数量包括2个，且2个所述防碰撞组件103分别设于所述第一平台主体101后方两侧边缘处，以更好地实现防碰撞；当然，所述防碰撞组件103还可以为其它能够实现距离监测的器件，如红外测距器件或激光测距器件等。

作为示例，所述移动组件104包括：对称设于所述第一平台主体101底部两侧的移动轮组，所述移动轮组包括：驱动轮1041，及设于所述驱动轮1041两端、且传动连接于所述驱动轮1041的两从动轮1042，其中所述驱动轮1041传动连接于所述移动控制组件；本示例中，所述驱动轮1041和所述从动轮1042通过传动轴实现传动；当然，所述移动组件104还可以为其它能够实现机器人移动的方式。

作为示例，所述移动控制组件包括：移动控制器，及电连接于所述移动控制器的驱动电机，其中所述移动控制器电连接于所述处理器，所述驱动电机传动连接于所述移动组件，以通过所述移动控制器控制所述驱动电机，从而控制所述移动组件按规划路的路径进行移动。

作为示例，如图1和图2所示，所述移动平台100还包括：设于所述第一平台主体101两侧、且电连接于所述处理器的指示灯105，以在本示例所述智能巡检机器人工作期间进行指示灯闪烁提示。

作为示例，所述移动平台100还包括：设于所述第一平台主体101前方的保险杠，以对所述智能巡检机器人进行防碰撞保护。

作为示例，所述处理器平台200还包括：设于所述操作面板202上、且电连接于所述处理器的紧急停止按钮，以在紧急情况下停止本示例所述智能巡检机器人的工作；及/或设于所述第二平台主体201上、且电连接于所述处理器的断路器，以关断本示例所述智能巡检机器人的电源供应。

作为示例，所述机械臂控制组件包括：机械控制器，及电连接于所述机械控制器的控制电机，其中所述机械控制器电连接于所述处理器，所述控制电机电连接于所述机械臂臂体和所述机械手爪，以通过所述机械控制器控制所述控制电机，从而分别控制所述机械臂臂体和所述机械手爪，使所述机械臂臂体进行移动和转动操作，所述机械手爪进行抓取操作，最终实现如开关仪表窗口、开关电源或操作电梯按钮等操作。

作为示例，所述摄像组件包括摄像头，用于对机械手爪前方的物体进行图像拍摄，并通过处理器进行图像识别，最终实现所述机械臂臂体402和所述机械手爪403的定位控制，以通过所述机械控制器控制所述控制电机，进而控制所述机械臂臂体和所述机械手爪在指定位置进行指定操作，如开关仪表窗口、开关电源或操作电梯按钮等操作。

作为示例，所述环境参数获取组件502包括：温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、 CO传感器、CO₂传感器、PM2.5传感器中的一种或两种以上组合；当然，可实现检测其它环境参数的传感器同样适用于本示例，如NO传感器、O₃传感器等。

作为示例，所述语音报警组件包括：设于所述第四平台主体501侧方的语音收录组件，设于所述第四平台主体501侧方的语音播放组件，及设于所述第四安装腔室内、且电连接于所述语音收录组件和所述语音播放组件的语音处理组件，其中所述语音处理组件电连接于所述环境参数处理组件。本示例中，所述语音收录组件为话筒，所述语音播放组件为音箱，以实现通过所述话筒采集待播放的报警语音，并在当前检测的环境参数超过报警阈值(环境参数设定值)时通过语音播放组件进行语音报警，同时还可以通过所述话筒实现人机互动，如查询当前环境参数等。具体的，所述语音报警组件还包括：设于所述第四平台主体侧方的唤醒按键，其中所述唤醒按键电连接于所述语音处理组件，以通过所述唤醒按键唤醒所述语音处理组件。

作为示例，所述环境参数巡检平台还包括：设于所述第四平台主体后方、且电连接于所述环境参数处理组件的显示组件，以对当前检测的环境参数进行显示；本示例中，所述显示组件为LED显示或LCD显示。

作为示例，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：声音故障巡检平台，设于所述移动平台、所述处理器平台、所述机械臂控制平台、所述连接体或所述环境参数巡检平台上；所述声音故障巡检平台包括：内设第五安装腔室的第五平台主体，设于所述第五平台主体上的声音采集组件，及设于所述第五安装腔室内的声音处理组件，其中所述声音采集组件电连接于所述声音处理组件，所述声音处理组件电连接于所述处理器；本示例中，声音采集组件为噪音传感器，以对设施设备的运行声音进行采集，之后通过所述声音处理组件对该运行声音的音频进行比对分析，实现故障判断。

作为示例，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：能效故障巡检平台，设于所述第一安装腔室、所述第二安装腔室、所述第三安装腔室或所述第四安装腔室内；所述能效故障巡检平台包括：能效数据无线采集组件，及电连接于所述能效数据无线采集组件的能效数据处理组件，其中所述能效数据处理组件电连接于所述处理器；本示例中，所述能效数据无线采集组件通过与仪器仪表进行无线通信以实现能效数据采集，之后通过能效数据处理组件对采集的能效数据进行比对分析，实现故障判断。

作为示例，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：供电源，设于所述第一安装腔室内、且电连接于所述处理器，用于为本示例所述智能巡检机器人供电；本示例中，所述供电源为蓄电池。具体的，所述建筑设施智能巡检机器人还配备有充电桩，以实现本示例所述智能巡检机器人的自动充电。

下面请参阅图1和图2，对本示例所述建筑设施智能巡检机器人的工作过程进行详细说明。

在所述建筑设施智能巡检机器人开始自主巡检工作之前(即巡检前期)，先通过人工控制方式使该巡检机器人在建筑楼宇内移动，以通过路径规划及避障组件对建筑楼宇内整个巡检环境中的固定物体进行识别、定位，以建立关于建筑楼宇的地图，为后续自主巡检提供基础。

自主巡检开始后(即巡检期间)，所述移动控制组件根据路径规划及避障组件建立的关于建筑楼宇的地图进行路径规划，并根据规划的路径产生移动控制信号，以控制驱动电机，进而控制移动组件按照规划的路径进行自主移动，同时根据所述路径规划及避障组件和所述防碰撞组件，对规划的路径进行实时调整，以实现自主移动过程中的避障和防碰撞。巡检期间，如果需要乘坐电梯，所述智能巡检机器人按照规划的路线抵达指定电梯，之后通过摄像组件对电梯按键进行识别，并通过所述机械臂控制组件控制所述机械臂臂体和所述机械手爪以完成电梯按钮操作。

当所述智能巡检机器人到达待测空间时，通过环境参数获取组件获取待测空间的环境参数，如温度、湿度、烟雾、CO、CO₂、PM2.5等数据，之后通过所述环境参数处理组件将测量数据与设定的报警阈值(环境参数设定值)进行比较，并在测量数据超出报警阈值时，利用语音报警组件进行语音报警；当然，也可以通过语音收录组件采集人声，并通过语音处理组件对采集人声进行处理，以最终控制该巡检机器人完成指定操作，如显示当前检测的环境参数等。

当所述智能巡检机器人到达待测物体或设备时，通过调节支架调节红外相机的高度和角度，实现对待测物体或设备的指定部件进行红外拍摄，以获取指定部件的红外温度图谱；之后通过处理器将红外图谱转化为摄氏温度图谱，以利用温度图谱对指定部件进行故障判断。

当所述智能巡检机器人到达待测物体或设备时，通过声音采集组件采集待测物体或设备的运行声音，之后通过声音处理组件对采集的声音进行音频比对分析，以实现对待测物体或设备的故障判断。

当所述智能巡检机器人到达待测物体或设备时，通过能效数据无线采集组件采集待测物体或设备仪器仪表的能效数据，并根据所述能效数据处理组件对采集的能效数据进行数据比对分析，以实现对待测物体或设备的故障判断。

需要注意的是，在对待测物体或设备进行巡检时，本示例所述智能巡检机器人利用建立的关于建筑楼宇的地图自动规划路径，直接到达待测物体或设备所在位置。而且，在巡检过程中发生任何故障，本示例所述智能巡检机器人均可通过语音报警组件进行语音报警，同时还可通过显示组件对报警信息进行显示，以提醒运维人员。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种建筑设施智能巡检系统，所述巡检系统包括：处理器 10，电连接于所述处理器10的移动控制单元20、机械控制单元30、环境参数巡检单元40及视觉故障巡检单元50；其中，

所述处理器10，用于对所述移动控制单元20、所述机械控制单元30、所述环境参数巡检单元40及所述视觉故障巡检单元50进行总控制；根据摄像组件31发送的拍摄图像进行拍摄物识别，并以此定位待操作物；及将所述红外相机51发送的红外图像转换为温度分布图谱，并根据所述温度分布图谱对待测物体进行故障判断，或根据所述红外相机51发送的普通图像对所述待测物体进行外观检查；

所述移动控制单元20包括：

路径规划及避障组件21，在巡检前期，用于对建筑楼宇内的固定物体进行识别、定位，以建立关于建筑楼宇的地图；在巡检期间，用于对建筑楼宇内出现的随机障碍进行识别、定位，以生成随机障碍信号；

防碰撞组件22，在巡检期间，用于量测建筑楼宇内的固定物体和随机障碍与所述防碰撞组件之间的距离，以生成距离信号；

移动控制组件23，电连接于所述路径规划及避障组件21和所述防碰撞组件22，在巡检期间，用于根据所述路径规划及避障组件21建立的关于建筑楼宇的地图进行路径规划，并根据规划的路径产生移动控制信号，以控制移动组件按规划的路径进行自主移动；同时根据所述路径规划及避障组件21发送的随机障碍信号及所述防碰撞组件22发送的距离信号对规划的路径进行实时调整，以实现自主移动过程中的避障和防碰撞；

所述机械控制单元30包括：

摄像组件31，电连接于所述处理器10，用于拍摄图像；

机械控制组件32，电连接于所述处理器10，用于根据所述处理器10对待操作物的定位，产生臂体控制信号和手爪控制信号，以通过所述臂体控制信号控制机械臂臂体进行移动，使机械手爪移动至所述待操作物前方，之后根据所述手爪控制信号控制所述机械手爪对所述待操作物进行相应操作；

所述环境参数巡检单元40包括：

环境参数获取组件41，用于量测建筑楼宇内待测环境的环境参数；

环境参数处理组件42，电连接于所述环境参数获取组件41，用于比较环境参数设定值和所述环境参数获取组件量测的环境参数量测值，并在所述环境参数量测值超出所述环境参数设定值时，产生报警信号；

语音报警组件43，电连接于所述环境参数处理组件，用于根据报警信号进行语音报警；

所述视觉故障巡检单元50包括：

红外相机51，电连接于所述处理器10，用于对待测物体进行红外图像拍摄或普通图像拍摄。

作为示例，所述处理器10进行拍摄物识别的方法包括：所述处理器10通过机器学习的方式获悉建筑楼宇内的各物体，在所述摄像组件31将拍摄图像发送至所述处理器10后，所述处理器10基于机器学习结果通过拍摄图像识别出拍摄物。

作为示例，所述处理器10根据温度分布图谱对待测物体进行故障判断的方法包括：所述处理器10中预先设有待测物体正常工作时各阶段的温度分布参照图，在所述处理器10将红外图像转换为待测物体的表面温度分布图谱后，所述处理器10通过温度比对，即可实现待测物体的故障判断；如待测物体的表面温度分布总体高于温度分布参照，此时则判定待测物体发生故障。

作为示例，所述处理器10对待测物体进行外观检查的方法包括：所述处理器10中存储有待外观检查物体的参照图像，在所述红外相机51将待测物体的外观图像发送至所述处理器 10后，所述处理器10根据待测物体的外观图像调取对应的参照图像，并进行图像比对，从而实现待测物体的外观检查。

作为示例，如图3所示，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器10的声音故障巡检单元60，其中所述声音故障巡检单元60包括：

声音采集组件61，用于采集待测物体的运行声音；

声音处理组件62，电连接于所述声音采集组件61，用于对所述声音采集组件61采集的运行声音进行音频比对分析，并根据音频比对分析结果对所述待测物体进行故障判断；即所述声音处理组件62中预先设有待测物体正常运行时的运行参照声音，在所述声音采集组件 61将采集的待测物体的运行声音发送至所述声音处理组件62后，所述声音处理组件62通过声音的音频比对，即可实现待测物体的故障判断；如待测物体的音频较参照音频波动较大，此时则判定待测物体发生故障。

作为示例，如图3所示，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器10的能效故障巡检单元70，其中所述能效故障巡检单元70包括：

能效数据无线采集组件71，用于采集待测物体的能效数据；

能效数据处理组件72，电连接于所述能效数据无线采集组件71，用于对所述能效数据无线采集组件71采集的能效数据进行数据比对分析，并根据数据比对分析结果对所述待测物体进行故障判断；即所述能效数据处理组件72中预先设有待测物体正常运行时的能效参照数据，在所述能效数据无线采集组件71将采集的能效数据发送至所述能效数据处理组件72 后，所述能效数据处理组件72通过能效数据比对分析，即可实现待测物体的故障判断；如待测物体的能效数据高于能效参照数据，此时则判定待测物体发生故障。

需要注意的是，在对待测物体进行巡检时，本示例所述智能巡检机器人利用建立的关于建筑楼宇的地图自动规划路径，直接到达待测物体或设备所在位置。而且，在本示例所述巡检系统中任一单元检测到故障时，均可向处理器10发送一故障信号，以使处理器10通过环境参数处理组件42控制语音报警组件43进行报警，以提醒运维人员；当然，还也可以通过设置显示组件对报警信息进行显示。

综上所述，本发明的建筑设施智能巡检机器人及其巡检系统，在利用路径规划及避障组件进行路径规划的前提下，通过机械臂臂体和机械手爪可进行电梯按键操作，从而实现巡检机器人在建筑楼宇内的自主移动，同时通过路径规划及避障组件和防碰撞组件对规划的路径进行实时调整，以在自主移动过程中实现避障及防碰撞；本发明通过环境参数巡检平台对建筑楼宇内各环境空间进行环境参数量测比较，以根据比较结果判断各环境空间内相关环境参数是否符合要求，从而实现对各环境空间内相关设施设备运行状况的故障判断；本发明通过视觉故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的特定部件进行红外图像拍摄，以得到特定部件的温度分布图谱，从而实现对设施设备特定部件的故障判断，而且本发明还可通过视觉故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的外观进行检查。本发明还可通过声音故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的运行声音进行音频比对分析，以根据比对分析结果实现对各设施设备的故障判断。本发明还可通过能效故障巡检平台对建筑楼宇内各设施设备的能效数据进行数据比对分析，以根据比对分析结果实现对各设施设备的故障判断。本发明利用建筑设施智能巡检机器人替换传统人工巡检，对建筑楼宇进行自动巡检，不仅具有灵活性、全面性，更具有强适应性、高安全性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述建筑设施智能巡检机器人包括：

移动平台，所述移动平台包括：内设第一安装腔室的第一平台主体，设于所述第一平台主体前方的路径规划及避障组件，设于所述第一平台主体后方的防碰撞组件，设于所述第一平台主体底部的移动组件，及设于所述第一安装腔室内、且传动连接于所述移动组件的移动控制组件，其中所述路径规划及避障组件和所述防碰撞组件电连接于所述移动控制组件；

处理器平台，设于所述移动平台的上方，所述处理器平台包括：内设第二安装腔室的第二平台主体，扣设于所述第二平台主体上方的操作面板，及设于所述第二安装腔室内的处理器，其中所述操作面板电连接于所述处理器；

机械臂控制平台，设于所述处理器平台的上方，所述机械臂控制平台包括：内设第三安装腔室的第三平台主体，及设于所述第三安装腔室内的机械臂控制组件；

机械臂平台，设于所述机械臂控制平台的上方，所述机械臂平台包括：连接体，设于所述连接体远离所述机械臂控制平台一端两侧的机械臂臂体，设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的机械手爪，设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的摄像组件，及设于所述机械臂臂体远离所述连接体一端的照明组件，其中所述机械臂臂体和所述机械手爪电连接于所述机械臂控制组件；

环境参数巡检平台，设于所述机械臂控制平台的后方，所述环境参数巡检平台包括：内设第四安装腔室的第四平台主体，设于所述第四平台主体上方的环境参数获取组件，设于所述第四安装腔室内的环境参数处理组件，及设于所述第四平台主体侧方的语音报警组件，其中所述环境参数获取组件和所述语音报警组件电连接于所述环境参数处理组件；

视觉故障巡检平台，设于所述连接体的上方，所述视觉故障巡检平台包括：调节支架，及设于所述调节支架上的红外相机；

其中，所述移动控制组件、所述机械臂控制组件、所述摄像组件、所述照明组件、所述环境参数处理组件和所述红外相机电连接于所述处理器。

2.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：声音故障巡检平台，设于所述移动平台、所述处理器平台、所述机械臂控制平台、所述连接体或所述环境参数巡检平台上；所述声音故障巡检平台包括：内设第五安装腔室的第五平台主体，设于所述第五平台主体上的声音采集组件，及设于所述第五安装腔室内的声音处理组件，其中所述声音采集组件电连接于所述声音处理组件，所述声音处理组件电连接于所述处理器。

3.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：能效故障巡检平台，设于所述第一安装腔室、所述第二安装腔室、所述第三安装腔室或所述第四安装腔室内；所述能效故障巡检平台包括：能效数据无线采集组件，及电连接于所述能效数据无线采集组件的能效数据处理组件，其中所述能效数据处理组件电连接于所述处理器。

4.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述建筑设施智能巡检机器人还包括：供电源，设于所述第一安装腔室内、且电连接于所述处理器。

5.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述移动平台还包括：设于所述第一平台主体两侧、且电连接于所述处理器的指示灯。

6.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述移动平台还包括：设于所述第一平台主体前方的保险杠。

7.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述处理器平台还包括：设于所述操作面板上、且电连接于所述处理器的紧急停止按钮，及/或设于所述第二平台主体上、且电连接于所述处理器的断路器。

8.根据权利要求1所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述环境参数巡检平台还包括：设于所述第四平台主体后方、且电连接于所述环境参数处理组件的显示组件。

9.根据权利要求1至8任一项所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述移动组件包括：对称设于所述第一平台主体底部两侧的移动轮组，所述移动轮组包括：驱动轮，及设于所述驱动轮两端、且传动连接于所述驱动轮的两从动轮，其中所述驱动轮传动连接于所述移动控制组件。

10.根据权利要求1至8任一项所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述移动控制组件包括：移动控制器，及电连接于所述移动控制器的驱动电机，其中所述移动控制器电连接于所述处理器，所述驱动电机传动连接于所述移动组件。

11.根据权利要求1至8任一项所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述机械臂控制组件包括：机械控制器，及电连接于所述机械控制器的控制电机，其中所述机械控制器电连接于所述处理器，所述控制电机电连接于所述机械臂臂体和所述机械手爪。

12.根据权利要求1至8任一项所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述环境参数获取组件包括：温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、CO传感器、CO₂传感器、PM2.5传感器中的一种或两种以上组合。

13.根据权利要求1至8任一项所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述语音报警组件包括：设于所述第四平台主体侧方的语音收录组件，设于所述第四平台主体侧方的语音播放组件，及设于所述第四安装腔室内、且电连接于所述语音收录组件和所述语音播放组件的语音处理组件，其中所述语音处理组件电连接于所述环境参数处理组件。

14.根据权利要求13所述的建筑设施智能巡检机器人，其特征在于，所述语音报警组件还包括：设于所述第四平台主体侧方的唤醒按键，其中所述唤醒按键电连接于所述语音处理组件。

15.一种建筑设施智能巡检系统，其特征在于，所述巡检系统包括：处理器，电连接于所述处理器的移动控制单元、机械控制单元、环境参数巡检单元及视觉故障巡检单元；其中，

所述处理器，用于对所述移动控制单元、所述机械控制单元、所述环境参数巡检单元及所述视觉故障巡检单元进行总控制；根据摄像组件发送的拍摄图像进行拍摄物识别，并以此定位待操作物；及将所述红外相机发送的红外图像转换为温度分布图谱，并根据所述温度分布图谱对待测物体进行故障判断，或根据所述红外相机发送的普通图像对所述待测物体进行外观检查；

所述移动控制单元包括：

路径规划及避障组件，在巡检前期，用于对建筑楼宇内的固定物体进行识别、定位，以建立关于建筑楼宇的地图；在巡检期间，用于对建筑楼宇内出现的随机障碍进行识别、定位，以生成随机障碍信号；

防碰撞组件，在巡检期间，用于量测建筑楼宇内的固定物体和随机障碍与所述防碰撞组件之间的距离，以生成距离信号；

移动控制组件，电连接于所述路径规划及避障组件和所述防碰撞组件，在巡检期间，用于根据所述路径规划及避障组件建立的关于建筑楼宇的地图进行路径规划，并根据规划的路径产生移动控制信号，以控制移动组件按规划的路径进行自主移动；同时根据所述路径规划及避障组件发送的随机障碍信号及所述防碰撞组件发送的距离信号对规划的路径进行实时调整，以实现自主移动过程中的避障和防碰撞；

所述机械控制单元包括：

摄像组件，电连接于所述处理器，用于拍摄图像；

机械控制组件，电连接于所述处理器，用于根据所述处理器对待操作物的定位，产生臂体控制信号和手爪控制信号，以通过所述臂体控制信号控制机械臂臂体进行移动，使机械手爪移动至所述待操作物前方，之后根据所述手爪控制信号控制所述机械手爪对所述待操作物进行相应操作；

所述环境参数巡检单元包括：

环境参数获取组件，用于量测建筑楼宇内待测环境的环境参数；

环境参数处理组件，电连接于所述环境参数获取组件，用于比较环境参数设定值和所述环境参数获取组件量测的环境参数量测值，并在所述环境参数量测值超出所述环境参数设定值时，产生报警信号；

语音报警组件，电连接于所述环境参数处理组件，用于根据报警信号进行语音报警；

所述视觉故障巡检单元包括：

红外相机，电连接于所述处理器，用于对待测物体进行红外图像拍摄或普通图像拍摄。

16.根据权利要求15所述的建筑设施智能巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器的声音故障巡检单元，其中所述声音故障巡检单元包括：

声音采集组件，用于采集待测物体的运行声音；

声音处理组件，电连接于所述声音采集组件，用于对所述声音采集组件采集的运行声音进行音频比对分析，并根据音频比对分析结果对所述待测物体进行故障判断。

17.根据权利要求15所述的建筑设施智能巡检系统，其特征在于，所述巡检系统还包括：电连接于所述处理器的能效故障巡检单元，其中所述能效故障巡检单元包括：

能效数据无线采集组件，用于采集待测物体的能效数据；

能效数据处理组件，电连接于所述能效数据无线采集组件，用于对所述能效数据无线采集组件采集的能效数据进行数据比对分析，并根据数据比对分析结果对所述待测物体进行故障判断。

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