CN113601479A - 一种自行走智能站台巡检设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自行走智能站台巡检设备，包括底盘悬架、驱动轮总成、云台、摄像头、激光雷达、主壳体、电池总成和自主导航控制器；主壳体安装在底盘悬架顶部，驱动轮总成安装在底盘悬架底部；电池总成安装在底盘悬架上，并位于主壳体内；摄像头安装在云台上，并且云台安装在电池总成上；激光雷达安装在底盘悬架上，并且位于电池总成一侧，主壳体上开设有供激光雷达伸出的开口；自主导航控制器安装在激光雷达下方。本发明能够满足铁路站台雨棚钢结构表观的巡检需求，提高巡检工作效率，降低人工成本，弥补当前人工检测方式准确率低、效率低下的缺点，而研制一款新型综合站台巡检专用智能机器人。

Description

一种自行走智能站台巡检设备

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，更具体的说是涉及一种自行走智能站台巡检设备。

背景技术

高铁站房包括主站房、雨棚、站台等基础设施，随着服役时间的增加，这些建筑设施可能会产生各种病害，如锈蚀、螺栓脱落、附属结构松脱、混凝土裂缝等等，为行车安全和旅客安全带来了极大的隐患。

目前针对高铁站房的检测主要依靠人工目测巡检，不仅效率底，而且检测标准不统一，检测结果也不够准确。

因此，如何提供一种自行走智能站台巡检设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自行走智能站台巡检设备，以至少解决上述背景技术部分所提出的问题之一。

为了实现上述方案，本发明采用以下技术方案：

一种自行走智能站台巡检设备，包括底盘悬架、驱动轮总成、云台、摄像头、激光雷达、主壳体、电池总成和自主导航控制器；所述主壳体安装在所述底盘悬架顶部，所述驱动轮总成安装在所述底盘悬架底部；所述电池总成安装在所述底盘悬架上，并位于所述主壳体内；所述摄像头安装在所述云台上，并且所述云台安装在所述电池总成上；所述激光雷达安装在所述底盘悬架上，并且位于所述电池总成一侧，所述主壳体上开设有供所述激光雷达伸出的开口；所述自主导航控制器安装在所述激光雷达下方。

本发明将摄像头安装在二自由度的云台上，并将云台安装在激光自主导航的机器人底盘悬架上。云台与底盘悬架连接处做减震处理，同时机器人底盘悬架做减震设计，使机器人在移动拍摄时图像稳定且清晰。机器人通过自主导航控制器自主定位导航，实现高精度底盘定位，在到达关键巡检点时，对要求识别的目标进行图像识别，并对相关缺陷和病害进行报警。同时机器人各主要功能单元采用模块化设计，使机器人便于维修，且可搭载不同功能模块，完成相应功能需求。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述驱动轮总成包括联轴器总成、驱动减速器、驱动电机、基座和驱动轮，所述驱动轮设置有两个，并且所述驱动轮的轮轴通过轴承和轴承座安装在所述底盘悬架下方；所述基座安装在所述底盘悬架的底部，所述驱动电机和所述驱动减速器安装在所述基座下方，所述驱动电机的输出端与所述驱动减速器的输入端传动连接，所述驱动减速器的输出端通过联轴器总成与所述驱动轮的轮轴传动连接。驱动轮总成作为机器人动力输出，驱动机器人在地面行驶。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述驱动减速器和所述驱动电机均设置有两个，两个所述驱动减速器的输出端分别与两个所述驱动轮的轮轴传动连接；两个所述驱动电机的输出端分别与两个所述驱动减速器的输入端传动连接，通过两个所述驱动轮的差速能够使底盘悬架原地旋转。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述驱动轮总成还包括电机驱动器，所述电机驱动器安装在所述底盘悬架上方，并且所述电机驱动器通过导线分别与所述驱动电机、所述自主导航控制器、所述电池总成电性连接。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述激光雷达安装在所述底盘悬架的转向中心位置，转向中心为两个驱动轮连线的中心。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述底盘悬架包括悬挂摇臂、摇臂弹簧、侧梁、横梁和全向轮，其中所述侧梁和所述横梁构成架体，所述全向轮的轮轴通过轴承和轴承座安装在所述悬挂摇臂的一端，所述悬挂摇臂的另一端与所述侧梁铰接；所述摇臂弹簧一端与所述悬挂摇臂安装所述全向轮的一端连接，另一端与所述侧梁铰接。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述摇臂弹簧为减震弹簧。

通过摇臂弹簧对悬挂摇臂进行支撑，使全向轮能够很好的接触地面，使机器人获得最大的驱动力，同时摇臂弹簧拥有减震设计，使云台在行走时的震动降低，增加图像采集的清晰度。

在驱动轮总成进行差速原地转向时，由于全向轮可在平面内任意方向移动和转动，可以保证机器人的转向中心始终处于两驱动轮连线的中心，且转向不会出现抖动，将激光雷达安装在转向中心上，使定位导航算法更加简单和精确。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述摄像头为高清4K摄像头。

优选的，在上述一种自行走智能站台巡检设备中，所述底盘悬架的前端有防坠传感器，使机器人可以检测行进方向上，大于100mm的落差，避免机器人跌落站台。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自行走智能站台巡检设备，满足铁路站台雨棚钢结构表观的巡检需求，提高巡检工作效率，降低人工成本，弥补当前人工检测方式准确率低、效率低下的缺点，而研制一款新型综合站台巡检专用智能机器人。

由于采用模块化设计，机器人的通用部件可扩展至其他检测设备进行使用；如果出现故障，并且直接对模块进行跟换，减少因故障造成的工作延误；采用云台、底盘双减震形式，使机器人图像采集性能提高，使机器人能够准确地对螺钉，锈蚀，裂纹等钢结构表观病害进行识别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体结构俯视图；

图3是本发明取掉主外壳后的结构示意图；

图4是本发明的底盘悬架与驱动轮总成的结构示意图。

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。

本发明实施例公开了一种自行走智能站台巡检设备，包括底盘悬架1、驱动轮总成2、云台3、摄像头4、激光雷达5、主壳体6、电池总成7和自主导航控制器8；主壳体6安装在底盘悬架1顶部，驱动轮总成2安装在底盘悬架1底部；电池总成7安装在底盘悬架1上，并位于主壳体6内；摄像头4安装在云台3上，并且云台3安装在电池总成7上；激光雷达5安装在底盘悬架1上，并且位于电池总成7一侧，主壳体6上开设有供激光雷达5伸出的开口；自主导航控制器8安装在激光雷达5下方。

为了进一步优化上述技术方案，驱动轮总成2包括联轴器总成21、驱动减速器22、驱动电机23、基座24和驱动轮25，驱动轮25设置有两个，并且驱动轮25的轮轴通过轴承和轴承座安装在底盘悬架1下方；基座24安装在底盘悬架1的底部，驱动电机23和驱动减速器22安装在基座24下方，驱动电机23的输出端与驱动减速器22的输入端传动连接，驱动减速器22的输出端通过联轴器总成21与驱动轮25的轮轴传动连接。驱动轮总成2作为机器人动力输出，驱动机器人在地面行驶。

为了进一步优化上述技术方案，驱动减速器22和驱动电机23均设置有两个，两个驱动减速器22的输出端分别与两个驱动轮25的轮轴传动连接；两个驱动电机23的输出端分别与两个驱动减速器22的输入端传动连接，通过两个驱动轮25的差速能够使底盘悬架1原地旋转。

为了进一步优化上述技术方案，驱动轮总成2还包括电机驱动器26，电机驱动器26安装在底盘悬架1上方，并且电机驱动器26通过导线分别与驱动电机23、自主导航控制器8、电池总成7电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，激光雷达5安装在底盘悬架1的转向中心位置，转向中心为两个驱动轮25连线的中心。

为了进一步优化上述技术方案，底盘悬架1包括悬挂摇臂11、摇臂弹簧12、侧梁13、横梁和全向轮14，其中侧梁13和横梁构成架体，全向轮14的轮轴通过轴承和轴承座安装在悬挂摇臂11的一端，悬挂摇臂11的另一端与侧梁13铰接；摇臂弹簧12一端与悬挂摇臂11安装全向轮14的一端连接，另一端与侧梁13铰接。

为了进一步优化上述技术方案，摇臂弹簧12为减震弹簧。

通过摇臂弹簧12对悬挂摇臂11进行支撑，使全向轮14能够很好的接触地面，使机器人获得最大的驱动力，同时摇臂弹簧12拥有减震设计，使云台3在行走时的震动降低，增加图像采集的清晰度。

在驱动轮总成2进行差速原地转向时，由于全向轮14可在平面内任意方向移动和转动，可以保证机器人的转向中心始终处于两驱动轮25连线的中心，且转向不会出现抖动，将激光雷达5安装在转向中心上，使定位导航算法更加简单和精确。

为了进一步优化上述技术方案，摄像头4为高清4K摄像头。

为了进一步优化上述技术方案，底盘悬架1的前端有防坠传感器9，使机器人可以检测行进方向上，大于100mm的落差，避免机器人跌落站台。

工作原理：

本发明将高清4K摄像头4安装在二自由度的云台3上，并将云台3安装在激光自主导航的机器人底盘悬架1上。云台3与底盘悬架1连接处做减震处理，同时机器人底盘悬架1做减震设计，使机器人在移动拍摄时图像稳定且清晰。机器人通过自主导航控制器8自主定位导航，实现高精度底盘定位，在到达关键巡检点时，对要求识别的目标进行图像识别，并对相关缺陷和病害进行报警。同时机器人各主要功能单元采用模块化设计，使机器人便于维修，且可搭载不同功能模块，完成相应功能需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，包括底盘悬架、驱动轮总成、云台、摄像头、激光雷达、主壳体、电池总成和自主导航控制器；所述主壳体安装在所述底盘悬架顶部，所述驱动轮总成安装在所述底盘悬架底部；所述电池总成安装在所述底盘悬架上，并位于所述主壳体内；所述摄像头安装在所述云台上，并且所述云台安装在所述电池总成上；所述激光雷达安装在所述底盘悬架上，并且位于所述电池总成一侧，所述主壳体上开设有供所述激光雷达伸出的开口；所述自主导航控制器安装在所述激光雷达下方。

2.根据权利要求1所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述驱动轮总成包括联轴器总成、驱动减速器、驱动电机、基座和驱动轮，所述驱动轮设置有两个，并且所述驱动轮的轮轴通过轴承和轴承座安装在所述底盘悬架下方；所述基座安装在所述底盘悬架的底部，所述驱动电机和所述驱动减速器安装在所述基座下方，所述驱动电机的输出端与所述驱动减速器的输入端传动连接，所述驱动减速器的输出端通过联轴器总成与所述驱动轮的轮轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述驱动减速器和所述驱动电机均设置有两个，两个所述驱动减速器的输出端分别与两个所述驱动轮的轮轴传动连接；两个所述驱动电机的输出端分别与两个所述驱动减速器的输入端传动连接，通过两个所述驱动轮的差速能够使底盘悬架原地旋转。

4.根据权利要求3所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述驱动轮总成还包括电机驱动器，所述电机驱动器安装在所述底盘悬架上方，并且所述电机驱动器通过导线分别与所述驱动电机、所述自主导航控制器、所述电池总成电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述激光雷达安装在所述底盘悬架的转向中心位置，转向中心为两个驱动轮连线的中心。

6.根据权利要求1所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述底盘悬架包括悬挂摇臂、摇臂弹簧、侧梁、横梁和全向轮，其中所述侧梁和所述横梁构成架体，所述全向轮的轮轴通过轴承和轴承座安装在所述悬挂摇臂的一端，所述悬挂摇臂的另一端与所述侧梁铰接；所述摇臂弹簧一端与所述悬挂摇臂安装所述全向轮的一端连接，另一端与所述侧梁铰接。

7.根据权利要求6所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述摇臂弹簧为减震弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述摄像头为高清4K摄像头。

9.根据权利要求1所述的一种自行走智能站台巡检设备，其特征在于，所述底盘悬架的前端有防坠传感器。

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