CN112856144A - 一种巡检机器人专用的升降式云台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巡检机器人专用的升降式云台，包括电源系统，支撑系统以及控制系统；支撑机构包括固定底盘，电机支架、轮毂、轮胎、旋转云台底座、旋转云台、摄像机支架；底盘后端两侧分别安装有无刷伺服电机，与机器人后轮毂连接，底盘中部安装一工控机，顶盖固定一六角形升降筒；底盘前端中部安装一无刷伺服电机，此无刷伺服电机通过一联轴器与丝杠相连，丝杠与一六边形丝杠螺母配合，六边形丝杠螺母与六角形升降筒配合，旋转云台置于六边形丝杠螺母上；本发明通过一改进的丝杠螺母结构使得升降式云台能解决现有常规机器人因云台不能升降而导致的拍摄范围有限的问题，同时提高了升降机构的鲁棒性，具有广阔的应用前景。

Description

一种巡检机器人专用的升降式云台
技术领域
本发明涉及巡检机器人云台检测技术领域，具体涉及一种变电站巡检机器人专用的升降式云台的仪表检测装置。
背景技术
巡检机器人通常在固定的场所对仪表设备进行巡检，拍摄的仪表图像实时传输到后台，然后入库，检查人员可随时监控，当出现异常数据时，系统报警，故检查人员可迅速处理异常安全问题；巡检机器人在变电站进行巡检时，其在固定位置通过摄像机采集仪表图像，并对仪表数据进行读取；巡检机器人云台是巡检机器人用于安装和固定高清摄像机等部件的支撑设备，但现有的巡检机器人云台在实际操作中因不能升降而导致检测范围有限，而现有的巡检机器人云台固定在机器人车身上，故当机身晃动时会引起摄像机构晃动，使得摄像机等敏感部件容易受到损坏，最终影响检测质量。
发明内容
本发明为解决巡检机器人摄像检测装置存在检测范围有限的问题，目的是提供一种巡检机器人专用的升降式云台。
本发明采取了如下技术方案：一种巡检机器人专用的升降式云台，包括电源系统，支撑系统以及控制系统，其特征在于：所述支撑机构包括固定底盘，在固定底盘前端和后端的两侧分别固定有无刷伺服电机支架，无刷伺服电机支架上固定有无刷伺服电机21，无刷伺服电机21与机器人前、后轮轮毂相连；底盘中部安装一工控机；底盘前端中部安装有一无刷伺服电机20，此无刷伺服电机20通过一联轴器与丝杠相连，丝杠与一六边形丝杠螺母配合，六边形丝杠螺母与六角形升降筒配合，无刷伺服电机9置于六边形丝杠螺母上，所述无刷伺服电机9输出轴固定摄像装置；所述摄像装置包括旋转云台，无刷伺服电机12，摄像机支架，摄像机；所述旋转云台安装在无刷伺服电机9上，所述旋转云台内部两侧分别固定一无刷伺服电机12，无刷伺服电机12输出轴固定摄像机支架，所述摄像机支架上固定摄像机；电源系统包括两块铅蓄电池；控制系统包括工控机，所述工控机还与PC机相连。
优选的，所述无刷伺服电机20带动其输出轴所固定的丝杠做旋转运动，置于丝杠上的六边形丝杠螺母受到六角形升降筒的限位作用，使得六边形丝杠螺母沿丝杠作轴向的往返运动，进而使得旋转云台上下升降。
优选的，所述固定底盘与无刷伺服电机20通过焊接固定。
优选的，所述无刷伺服电机20与联轴器通过螺钉连接。
优选的，所述联轴器与丝杠通过焊接相连。
优选的，所述六角形升降筒和六边形丝杠螺母材质均为聚四氟乙烯。
与现有技术相比，本发明获得了如下有益效果：1、本发明通过丝杠上六边形丝杠螺母受到六角形升降筒的限位作用，使得六边形丝杠螺母沿丝杠作轴向的往返运动，进而可以实现摄像检测机构装置上下移动功能，省去了常规丝杠螺母机构所需要的直线轴承等部件，提高了升降机构的鲁棒性，从而扩大了摄像机检测范围。2、本发明采用的六角形升降筒和六边形丝杠螺母材质均为聚四氟乙烯，该材质摩擦系数极低，具有自润滑作用，有效地减轻了材质干摩擦带来的磨损程度。
本发明利用升降式摄像机构进行不同范围的设备进行拍摄检测，实用性强，设计简单，使用方便，满足使用者的需求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明整体结构的示意图。
图2是本发明六边形丝杠螺母与六角形升降筒配合的结构示意图。
图3是本发明部分结构的示意图。
图中：1.激光雷达；2.圆柱；3.轮毂；4.轮胎；5.固定底盘；6.顶盖；7.六角形升降筒；8.旋转云台底座；9.无刷伺服电机1；10.旋转云台；11.摄像机；12.无刷伺服电机3；13.摄像机支架；14.电机支架；15.铅蓄电池；16.工控机；17.丝杠；18.六边形丝杠螺母；19.联轴器；20.无刷伺服电机2；21.无刷伺服电机。
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晰、完整的描述，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”、“中”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。
参照图1—3所示，一种巡检机器人专用的升降式云台，包括电源系统，支撑系统以及控制系统，其特征在于：巡检机器人巡检时，铅蓄电池（15）为整个结构提供动力，整个巡检机器人在工控机（16）与顶盖（6）后端中部固定一圆柱（2）上的激光雷达（1）共同控制下进行移动；在固定底盘（5）前端和后端的两侧分别固定有无刷伺服电机支架（14），无刷伺服电机支架（14）上固定有无刷伺服电机（21），在无刷伺服电机（21）转动下带动机器人前后轮轮毂（3）转动；轮毂（3）安装在轮胎（4）内，从而带动轮胎（4）转动；固定底盘（5）前端中部安装一无刷伺服电机（20），所述无刷伺服电机（20）带动联轴器（19）与丝杠（17）旋转，置于丝杠（17）上的六边形丝杠螺母（18）受到六角形升降筒（7）的限位作用下，使得六边形丝杠螺母（18）沿丝杠（17）作轴向的往返运动，故而旋转云台（10）实现上下升降功能，六边形丝杠螺母（18）上表面固定有一旋转云台底座（8），无刷伺服电机（9）置于旋转云台底座（8）上，所述无刷伺服电机（9）输出轴带动摄像装置旋转；所述摄像装置包括旋转云台（10），摄像机（11），摄像机支架（13）；无刷伺服电机（9）带动旋转云台（10）可实现360°旋转，无刷伺服电机（12）带动摄像机支架（13）转动，摄像机（11）在摄像机支架（13）旋转的带动下实现拍摄；电源系统包括两块铅蓄电池（15）；控制系统包括工控机（16），工控机（16）还与PC机相连。
本发明中，使用者使用该装置时，可以通过工控机（16）来控制无刷伺服电机（20），无刷伺服电机（20）带动其输出轴所固定的丝杠（17）做旋转运动，置于丝杠（17）上的六边形丝杠螺母（18）受到六角形升降筒（7）的限位作用，使得六边形丝杠螺母（18）沿丝杠（17）作轴向的往返运动，故而旋转云台（10）实现上下升降功能，六边形丝杠螺母（18）上表面固定有一无刷伺服电机（9），所述无刷伺服电机（9）输出轴固定摄像装置；通过巡检机器人专用的升降云台（10）和摄像机（11）所组成的摄像装置的不断升降和旋转对变电站中的设备与异物进行换位摄拍，然后将图像或视频上传至PC机；升降式云台可用于变电站中仪表、设备缺陷、异物悬挂等异常现象的检测，可解决现有巡检机器人云台在实际操作中因云台不能升降而导致拍摄范围有限的问题，因检测机构可上下移动，故摄像机检测范围扩大，同时提高了升降机构的鲁棒性，使得巡检机器人对变电站的设备的巡检效率进一步提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (2)

1.一种巡检机器人专用的升降式云台，包括电源系统，支撑系统以及控制系统，其特征在于：通过工控机（16）控制无刷伺服电机（20），无刷伺服电机（20）带动其输出轴所固定的丝杠（17）做旋转运动，置于丝杠（17）上的六边形丝杠螺母（18）受到六角形升降筒（7）的限位作用，使得六边形丝杠螺母（18）沿丝杠（17）作轴向的往返运动，进而使得旋转云台（10）上下升降，六边形丝杠螺母（18）上表面固定有一无刷伺服电机（9），无刷伺服电机（9）输出轴固定一摄像装置。
2.根据权利要求1所述的一种巡检机器人专用的升降式云台，其特征在于：所述的六角形升降筒（7）和六边形丝杠螺母（18）的材质均为聚四氟乙烯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113561199A (zh) * 2021-08-04 2021-10-29 北京化工大学 一种带有升降式云台和机械臂的变电站巡检机器人

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