CN113363864A - 一种基于目标识别的带电作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于目标识别的带电作业机器人，包括壳座，所述壳座的外侧通过轮轴固定连接有移轮，所述壳座的内侧设有驱动机构，所述壳座的上端设有缓冲机构，所述壳座的上端通过缓冲机构活动连接有盒体，所述盒体的上端设有伸缩机构，所述盒体的上端通过伸缩机构活动连接有机箱，所述盒体的内侧设有传动机构。利用DSP控制器对电动推杆进行控制，由于机箱一侧设置可转动的支板，而支板上设置了摄像头，可以对操作点进行图像收集便于DSP控制器进行数据分析，随着目标的位置变化可以进行更好的识别操作，电动推杆伸缩带动安装块在支板上滑动，可以对支杆的上下角度进行调节，方便控制摄像头的采集视角，以便于更好的对目标进行自动性识别。

Description

一种基于目标识别的带电作业机器人

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于目标识别的带电作业机器人。

背景技术

在现今的生活上，科技日新月益的进展之下，机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累,机械手臂的应用也将会越来越广泛，机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。

然而，传统的可带电作业机器人在对不同高度的电路设备进行检修时，一般都是通过吊机或者登高设备进行辅助将机器人移动到指定位置进行检修，比较麻烦，此外传统的带电作业机器人一般是通过人工遥控进行目标识别，无法自动调节目标视角进行检修。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于目标识别的带电作业机器人，本方案通过设置伸缩机构和传动机构，通过DSP控制器对第二电机进行控制，利用第二电机带动螺杆转动，使得螺杆外部螺纹连接的移块在定位杆上滑动，同时移块推动活动块在盒体上方滑动，而活动块的上端和机箱下端右侧设有设置了第二推杆，活动块移动将第二推杆支起，同时第二推杆通过定轴销联动第一推杆同步运行控制机箱的伸缩，可以方便设备移动到指定高度进行检修作业。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于目标识别的带电作业机器人，包括壳座，所述壳座的外侧通过轮轴固定连接有移轮，所述壳座的内侧设有驱动机构，所述壳座的上端设有缓冲机构，所述壳座的上端通过缓冲机构活动连接有盒体，所述盒体的上端设有伸缩机构，所述盒体的上端通过伸缩机构活动连接有机箱，所述盒体的内侧设有传动机构，所述机箱的内侧固定安装有机器人本体，所述机器人本体的操作端设在机箱的外侧，所述机箱的左侧设有调节机构，所述调节机构的外部设有摄像头，所述机箱的内侧固定安装有DSP控制器，所述机箱的上端设有跟踪机构，所述跟踪机构的上端设有蓄能机构，所述机箱的内侧设有控温机构。

进一步的，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机固定安装在壳座的内侧，所述第一电机的输出端固定连接有第二齿轮，所述移轮的轮轴外部固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮的外侧啮合连接同一齿链。

进一步的，所述缓冲机构包括弹簧，所述弹簧固定连接在盒体和壳座的对侧，所述壳座的上端固定连接有导杆，所述盒体的内侧固定连接有套筒，所述导杆的一端贯穿盒体的下端，所述导杆的一端伸入套筒的内侧固定连接有配块，所述配块滑动连接在套筒的内部。

进一步的，所述伸缩机构包括固定块，所述固定块固定连接在盒体的上端右侧，所述盒体的上端左侧滑动连接有活动块，所述机箱的下端与固定块和活动块的上端均固定连接有基块，所述机箱下端左侧和固定块上端的基块转动连接同一第一推杆，所述机箱下端右侧和活动块上端的基块转动连接同一第二推杆，所述第一推杆和第二推杆的对侧中部设有同一定轴销。

进一步的，所述传动机构包括螺杆，所述螺杆转动连接在盒体的内侧，所述盒体的内侧固定连接有定位杆，所述盒体的右侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端贯穿盒体侧壁和螺杆右端固定连接，所述螺杆的外侧螺纹连接有移块，所述移块的一侧和活动块固定连接。

进一步的，所述调节机构包括固定板，所述固定板固定安装在机箱的左侧，所述固定板的下端固定连接有电动推杆，所述机箱的左侧转动连接有支板，所述支板的上端滑动连接有安装块，所述电动推杆的输出端和安装块的上端为转动连接，所述摄像头固定安装在支板的一端。

进一步的，所述跟踪机构包括盘架，所述盘架转动连接在机箱的上端，所述机箱的内侧固定连接有第三电机，所述第三电机的的输出端贯穿机箱的上端和盘架的下端圆心处固定连接，所述盘架的盘部上端固定安装有太阳跟踪器，所述蓄能机构设在盘架的上端。

进一步的，所述蓄能机构包括光伏板，所述光伏板固定安装在盘架的架部上端，所述机箱的内侧分别固定连接有蓄电池和光伏逆变器。

进一步的，所述控温机构包括通风孔，所述通风孔设在机箱的右侧，所述通风孔的内侧固定安装有风扇，所述机箱的内侧顶部固定安装有温度传感器。

进一步的，所述机箱的右侧固定连接有防尘网，所述防尘网将通风孔所覆盖。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过驱动机构的设置，利用DSP控制器控制第一电机转动，使得第一电机上的第二齿轮利用齿链带动移轮轮轴的第一齿轮转动，可以方便设备进行移动。

(2)本方案通过设置缓冲机构，利用壳座和盒体之间设置的弹簧，可以起到减震作用，而减震的过程中壳座上端通过导杆连接的配块在套筒内上下滑动，可以对弹簧形成的反作用力进行效果，使设备运行时更加稳定，而且设备不容易损坏。

(3)本方案通过设置伸缩机构和传动机构，通过DSP控制器对第二电机进行控制，利用第二电机带动螺杆转动，使得螺杆外部螺纹连接的移块在定位杆上滑动，同时移块推动活动块在盒体上方滑动，而活动块的上端和机箱下端右侧设有设置了第二推杆，活动块移动将第二推杆支起，同时第二推杆通过定轴销联动第一推杆同步运行控制机箱的伸缩，可以方便设备移动到指定高度进行检修作业。

(4)本方案通过设置跟踪机构和蓄能机构，利用DSP控制器对太阳跟踪器进行控制，太阳跟踪器通过180度转向感应跟踪太阳的起落，然后将信号传递给DSP控制器，DSP控制器控制第三电机带动盘架转动，而盘架上设置了光伏板可以更好的吸收太阳能，然后吸收的太阳能利用机箱内部的光伏逆变器进行转换，最后对蓄电池进行充电，使设备具有环保节能的效果。

(5)本方案通过在机箱内设置温度传感器，通过DSP控制器对温度传感器进行控制，当温度传感器感应到机箱内的温度比较高时，温度传感器将信号传递给DSP控制器，DSP控制器启动通风孔处的风扇对机箱内部进行排热散热，可以提升设备的使用寿命。

(6)本方案通过在机箱上设置调节机构，利用DSP控制器对电动推杆进行控制，由于机箱一侧设置可转动的支板，而支板上设置了摄像头，可以对操作点进行图像收集便于DSP控制器进行数据分析，随着目标的位置变化可以进行更好的识别操作，电动推杆伸缩带动安装块在支板上滑动，可以对支杆的上下角度进行调节，方便控制摄像头的采集视角，以便于更好的对目标进行自动性识别。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的壳座的内部结构示意图；

图4为本发明的B处结构放大效果图；

图5为本发明的A处结构放大效果图；

图6为本发明的电路连接模块示意图。

图中标号说明：

1、壳座；2、移轮；3、驱动机构；301、第一齿轮；302、第二齿轮；303、齿链；304、第一电机；4、盒体；5、缓冲机构；501、套筒；502、导杆；503、配块；504、弹簧；6、传动机构；601、第二电机；602、定位杆；603、螺杆；604、移块；7、伸缩机构；701、基块；702、第一推杆；703、第二推杆；704、固定块；705、活动块；706、定轴销；8、机箱；9、跟踪机构；901、盘架；902、太阳跟踪器；903、第三电机；10、防尘网；11、蓄能机构；111、光伏板；112、蓄电池；113、光伏逆变器；12、控温机构；121、通风孔；122、风扇；123、温度传感器；13、调节机构；131、固定板；132、电动推杆；133、安装块；134、支板；14、摄像头；15、机器人本体；16、DSP控制器。

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，基于本发明中的实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例：

请参阅图1-6，一种基于目标识别的带电作业机器人，包括壳座1，所述壳座1的外侧通过轮轴固定连接有移轮2，所述壳座1的内侧设有驱动机构3，所述壳座1的上端设有缓冲机构5，所述壳座1的上端通过缓冲机构5活动连接有盒体4，所述盒体4的上端设有伸缩机构7，所述盒体4的上端通过伸缩机构7活动连接有机箱8，所述盒体4的内侧设有传动机构6，所述机箱8的内侧固定安装有机器人本体15，所述机器人本体15的操作端设在机箱8的外侧，所述机箱8的左侧设有调节机构13，所述调节机构13的外部设有摄像头14，所述机箱8的内侧固定安装有DSP控制器16，所述机箱8的上端设有跟踪机构9，所述跟踪机构9的上端设有蓄能机构11，所述机箱8的内侧设有控温机构12，摄像头14配合DSP控制器16可以进行目标采集分析以及识别，同时DSP控制器16可智能分析，利用调节机构13对摄像头14的角度进行调节，便于对目标进行识别操作，机器人本体15的操作部分均设有绝缘的涂层，不会导电影响到到整个机体的正常运行。

请参阅图3，所述驱动机构3包括第一电机304，所述第一电机304固定安装在壳座1的内侧，所述第一电机304的输出端固定连接有第二齿轮302，所述移轮2的轮轴外部固定连接有第一齿轮301，所述第一齿轮301和第二齿轮302的外侧啮合连接同一齿链303，利用DSP控制器16控制第一电机304转动，使得第一电机304上的第二齿轮302利用齿链303带动移轮2轮轴的第一齿轮301转动，可以方便设备进行移动。

请参阅图5，所述缓冲机构5包括弹簧504，所述弹簧504固定连接在盒体4和壳座1的对侧，所述壳座1的上端固定连接有导杆502，所述盒体4的内侧固定连接有套筒501，所述导杆502的一端贯穿盒体4的下端，所述导杆502的一端伸入套筒501的内侧固定连接有配块503，所述配块503滑动连接在套筒501的内部，利用壳座1和盒体4之间设置的弹簧504，可以起到减震作用，而减震的过程中壳座1上端通过导杆502连接的配块503在套筒501内上下滑动，可以对弹簧504形成的反作用力进行效果，使设备运行时更加稳定，而且设备不容易损坏。

请参阅图2，所述伸缩机构7包括固定块704，所述固定块704固定连接在盒体4的上端右侧，所述盒体4的上端左侧滑动连接有活动块705，所述机箱8的下端与固定块704和活动块705的上端均固定连接有基块701，所述机箱8下端左侧和固定块704上端的基块701转动连接同一第一推杆702，所述机箱8下端右侧和活动块705上端的基块701转动连接同一第二推杆703，所述第一推杆702和第二推杆703的对侧中部设有同一定轴销706，活动块705的上端和机箱8下端右侧设有设置了第二推杆703，活动块705移动将第二推杆703支起，同时第二推杆703通过定轴销706联动第一推杆702同步运行控制机箱8的伸缩，可以方便设备移动到指定高度进行检修作业。

请参阅图2-图4，所述传动机构6包括螺杆603，所述螺杆603转动连接在盒体4的内侧，所述盒体4的内侧固定连接有定位杆602，所述盒体4的右侧固定连接有第二电机601，所述第二电机601的输出端贯穿盒体4侧壁和螺杆603右端固定连接，所述螺杆603的外侧螺纹连接有移块604，所述移块604的一侧和活动块705固定连接，通过DSP控制器16对第二电机601进行控制，利用第二电机601带动螺杆603转动，使得螺杆603外部螺纹连接的移块604在定位杆602上滑动，同时移块604推动活动块705在盒体4上方滑动。

请参阅图2，所述调节机构13包括固定板131，所述固定板131固定安装在机箱8的左侧，所述固定板131的下端固定连接有电动推杆132，所述机箱8的左侧转动连接有支板134，所述支板134的上端滑动连接有安装块133，所述电动推杆132的输出端和安装块133的上端为转动连接，所述摄像头14固定安装在支板134的一端，利用DSP控制器16对电动推杆132进行控制，由于机箱8一侧设置可转动的支板134，而支板134上设置了摄像头14，可以对操作点进行图像收集便于DSP控制器16进行数据分析，随着目标的位置变化可以进行更好的识别操作，电动推杆132伸缩带动安装块133在支板134上滑动，可以对支杆的上下角度进行调节，方便控制摄像头14的采集视角，以便于更好的对目标进行自动性识别。

请参阅图2，所述跟踪机构9包括盘架901，所述盘架901转动连接在机箱8的上端，所述机箱8的内侧固定连接有第三电机903，所述第三电机903的的输出端贯穿机箱8的上端和盘架901的下端圆心处固定连接，所述盘架901的盘部上端固定安装有太阳跟踪器902，所述蓄能机构11设在盘架901的上端，这里可以忽略物理绕线问题，盘架901设置智能转动在180度的范围内，利用DSP控制器16对太阳跟踪器902进行控制，太阳跟踪器902通过180度转向感应跟踪太阳的起落，然后将信号传递给DSP控制器16，DSP控制器16控制第三电机903带动盘架901转动。

请参阅图2，所述蓄能机构11包括光伏板111，所述光伏板111固定安装在盘架901的架部上端，所述机箱8的内侧分别固定连接有蓄电池112和光伏逆变器113，光伏板111可以更好的吸收太阳能，然后吸收的太阳能利用机箱8内部的光伏逆变器113进行转换，最后对蓄电池112进行充电，使设备具有环保节能的效果。

请参阅图2，所述控温机构12包括通风孔121，所述通风孔121设在机箱8的右侧，所述通风孔121的内侧固定安装有风扇122，所述机箱8的内侧顶部固定安装有温度传感器123，通过DSP控制器16对温度传感器123进行控制，当温度传感器123感应到机箱8内的温度比较高时，温度传感器123将信号传递给DSP控制器16，DSP控制器16启动通风孔121处的风扇122对机箱8内部进行排热散热。

请参阅图2，所述机箱8的右侧固定连接有防尘网10，所述防尘网10将通风孔121所覆盖，可以对通风孔121起到空气过滤的效果。

本发明中的使用时，首先利用DSP控制器16控制第一电机304转动，使得第一电机304上的第二齿轮302利用齿链303带动移轮2轮轴的第一齿轮301转动，使设备进行移动，移动过程中，利用壳座1和盒体4之间设置的弹簧504，可以起到减震作用，而减震的过程中壳座1上端通过导杆502连接的配块503在套筒501内上下滑动，可以对弹簧504形成的反作用力进行效果，使设备运行时更加稳定，而且设备不容易损坏，当移动到维修位置后，通过DSP控制器16对第二电机601进行控制，利用第二电机601带动螺杆603转动，使得螺杆603外部螺纹连接的移块604在定位杆602上滑动，同时移块604推动活动块705在盒体4上方滑动，而活动块705的上端和机箱8下端右侧设有设置了第二推杆703，活动块705移动将第二推杆703支起，同时第二推杆703通过定轴销706联动第一推杆702同步运行控制机箱8的伸缩，可以方便设备移动到指定高度进行检修作业，然后DSP控制器16机器人本体15进行作业，作业操作的同时，DSP控制器16通过，对电动推杆132进行控制，由于机箱8一侧设置可转动的支板134，而支板134上设置了摄像头14，可以对操作点进行图像收集便于DSP控制器16进行数据分析，随着目标的位置变化可以进行更好的识别操作，电动推杆132伸缩带动安装块133在支板134上滑动，可以对支杆的上下角度进行调节，方便控制摄像头14的采集视角，以便于更好的对目标进行自动性识别，而设备户外检修过程中，利用DSP控制器16对太阳跟踪器902进行控制，太阳跟踪器902通过180度转向感应跟踪太阳的起落，然后将信号传递给DSP控制器16，DSP控制器16控制第三电机903带动盘架901转动，而盘架901上设置了光伏板111可以更好的吸收太阳能，然后吸收的太阳能利用机箱8内部的光伏逆变器113进行转换，最后对蓄电池112进行充电，使设备具有环保节能，同时机器人本体15和机箱8内部产生热量，通过DSP控制器16对温度传感器123进行控制，当温度传感器123感应到机箱8内的温度比较高时，温度传感器123将信号传递给DSP控制器16，DSP控制器16启动通风孔121处的风扇122对机箱8内部进行排热散热，来提升设备的使用寿命，确保机器人本体15可以进行更加稳定的运行。

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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于目标识别的带电作业机器人，包括壳座(1)，其特征在于：所述壳座(1)的外侧通过轮轴固定连接有移轮(2)，所述壳座(1)的内侧设有驱动机构(3)，所述壳座(1)的上端设有缓冲机构(5)，所述壳座(1)的上端通过缓冲机构(5)活动连接有盒体(4)，所述盒体(4)的上端设有伸缩机构(7)，所述盒体(4)的上端通过伸缩机构(7)活动连接有机箱(8)，所述盒体(4)的内侧设有传动机构(6)，所述机箱(8)的内侧固定安装有机器人本体(15)，所述机器人本体(15)的操作端设在机箱(8)的外侧，所述机箱(8)的左侧设有调节机构(13)，所述调节机构(13)的外部设有摄像头(14)，所述机箱(8)的内侧固定安装有DSP控制器(16)，所述机箱(8)的上端设有跟踪机构(9)，所述跟踪机构(9)的上端设有蓄能机构(11)，所述机箱(8)的内侧设有控温机构(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述驱动机构(3)包括第一电机(304)，所述第一电机(304)固定安装在壳座(1)的内侧，所述第一电机(304)的输出端固定连接有第二齿轮(302)，所述移轮(2)的轮轴外部固定连接有第一齿轮(301)，所述第一齿轮(301)和第二齿轮(302)的外侧啮合连接同一齿链(303)。

3.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述缓冲机构(5)包括弹簧(504)，所述弹簧(504)固定连接在盒体(4)和壳座(1)的对侧，所述壳座(1)的上端固定连接有导杆(502)，所述盒体(4)的内侧固定连接有套筒(501)，所述导杆(502)的一端贯穿盒体(4)的下端，所述导杆(502)的一端伸入套筒(501)的内侧固定连接有配块(503)，所述配块(503)滑动连接在套筒(501)的内部。

4.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述伸缩机构(7)包括固定块(704)，所述固定块(704)固定连接在盒体(4)的上端右侧，所述盒体(4)的上端左侧滑动连接有活动块(705)，所述机箱(8)的下端与固定块(704)和活动块(705)的上端均固定连接有基块(701)，所述机箱(8)下端左侧和固定块(704)上端的基块(701)转动连接同一第一推杆(702)，所述机箱(8)下端右侧和活动块(705)上端的基块(701)转动连接同一第二推杆(703)，所述第一推杆(702)和第二推杆(703)的对侧中部设有同一定轴销(706)。

5.根据权利要求4所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述传动机构(6)包括螺杆(603)，所述螺杆(603)转动连接在盒体(4)的内侧，所述盒体(4)的内侧固定连接有定位杆(602)，所述盒体(4)的右侧固定连接有第二电机(601)，所述第二电机(601)的输出端贯穿盒体(4)侧壁和螺杆(603)右端固定连接，所述螺杆(603)的外侧螺纹连接有移块(604)，所述移块(604)的一侧和活动块(705)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述调节机构(13)包括固定板(131)，所述固定板(131)固定安装在机箱(8)的左侧，所述固定板(131)的下端固定连接有电动推杆(132)，所述机箱(8)的左侧转动连接有支板(134)，所述支板(134)的上端滑动连接有安装块(133)，所述电动推杆(132)的输出端和安装块(133)的上端为转动连接，所述摄像头(14)固定安装在支板(134)的一端。

7.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述跟踪机构(9)包括盘架(901)，所述盘架(901)转动连接在机箱(8)的上端，所述机箱(8)的内侧固定连接有第三电机(903)，所述第三电机(903)的的输出端贯穿机箱(8)的上端和盘架(901)的下端圆心处固定连接，所述盘架(901)的盘部上端固定安装有太阳跟踪器(902)，所述蓄能机构(11)设在盘架(901)的上端。

8.根据权利要求7所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述蓄能机构(11)包括光伏板(111)，所述光伏板(111)固定安装在盘架(901)的架部上端，所述机箱(8)的内侧分别固定连接有蓄电池(112)和光伏逆变器(113)。

9.根据权利要求1所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述控温机构(12)包括通风孔(121)，所述通风孔(121)设在机箱(8)的右侧，所述通风孔(121)的内侧固定安装有风扇(122)，所述机箱(8)的内侧顶部固定安装有温度传感器(123)。

10.根据权利要求9所述的一种基于目标识别的带电作业机器人，其特征在于：所述机箱(8)的右侧固定连接有防尘网(10)，所述防尘网(10)将通风孔(121)所覆盖。

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