CN113977551A - 一种电梯运行性能检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种电梯运行性能检测机器人，包括AGV底座和设于AGV底座上的机械臂，所述AGV底座中心位置设置有旋转机构，所述旋转机构上设置有机械臂，所述旋转机构包括设置于所述AGV底座上表面中心位置的圆柱型第一凹槽和与所述第一凹槽相配合的圆柱型旋转块，所述第一凹槽中心位置一体成型地设置有一立柱，所述旋转块的下端面中心位置有内凹槽，所述第一凹槽上位于所述立柱的四周环绕设置有多个滚动轮，所述旋转块设置滑行轨道，所述机械臂上集成设置有测距传感器、噪音检测传感器和三轴加速度传感器，解决目前电梯检测需要人工进入危险环境进行作业的技术问题，保障了维保人员的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种电梯运行性能检测机器人。
背景技术
伴随着社会的发展，电梯成为现今建筑中不可或缺的配套产品，电梯以每年近百万台的速度增长，在高速增长的同时，电梯事故也时有发生，电梯的安全运行关系着广大人民群众生命财产安全。在电梯运行过程中，电梯运行性能相关的参数(如电梯运行加速度、加加速度、运行噪音、运行振动等)是电梯监督检验、维护保养和检验检测工作中重要的检测项目，尤其是在对新装电梯的监督检验中，要求检验人员通过调阅故障码及运行次数，核对安装单位是否已经进行了2000次无故障运行，如果运行过程中出现故障，则开具检验意见通知书，要求安装单位处理整改，并由安装单位再进行2000次无故障运行试验，试验合格并经使用单位再次确认后，提交整改报告送检验机构存档，检验人员在此基础上再进行2000次运行试验。目前，此项目的检测方法主要是检验检测或维保人员携带电梯智能检测仪(运行质量分析仪)、声级计、钢板尺等仪器设备，在电梯运行过程中采集测量，既耗功耗时(超过12小时)，测量结果还存在着人为因素影响。
中国专利申请号为201610884742.4的发明专利公开了一种用于电梯检修的机器人装置，包括装置控制单元、人机交互单元、环境监测单元、电梯数据采集单元、电梯操作单元、电梯保养单元、支撑连接单元，所述装置控制单元分别与人机交互单元、环境监测单元、电梯数据采集单元、电梯操作单元、电梯保养单元相连接。该发明可减轻电梯维保人员的工作量，降低其处在危险工作环境中的工作时间，按照操作规范进行电梯保养，减少因认为疏忽造成的电梯不安全因素，维护电梯乘客和电梯维保人员的安全，减少电梯运行的故障率和电梯部件损坏率等。但是在实际应用过程中，上述发明方案仅减少维保人员在危险工作环境中的工作时间，维保人员依旧可能会发生意外情况。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种电梯运行性能检测机器人，解决目前电梯检测需要人工进入危险环境进行作业的技术问题，保障了维保人员的生命安全。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种电梯运行性能检测机器人，包括AGV底座、旋转机构和机械臂，所述旋转机构设置于所述AGV底座上表面，所述机械臂设置于所述旋转机构上；
所述旋转机构包括设置于所述AGV底座上表面中心位置的圆柱型第一凹槽和与所述第一凹槽相配合的圆柱型旋转块，所述旋转块与所述第一凹槽配合后其上端面与所述AGV底座的上表面平齐，所述第一凹槽中心位置一体成型地设置有一竖直截面为T型的立柱，所述旋转块的下端面中心位置有与所述立柱相配合的内凹槽，所述第一凹槽上位于所述立柱的四周环绕设置有多个滚动轮，所述旋转块下端面上位于所述内凹槽的四周环绕设置有圆环形的滑行轨道，所述滚动轮通过电机驱动旋转，进而与所述滑行轨道啮合带动所述旋转块旋转，所述机械臂固设于所述旋转块上；
所述机械臂包括与所述旋转块固定连接的基座，所述基座上表面上设置有第一连接头，所述第一连接头上活动设置有延展臂，所述延展臂一端与所述第一连接头铰接，另一端铰接设置有第二连接头，所述第二连接头上旋转设置有一U型插板，所述U型插板包括两相互平行的夹板，两夹板之间旋转设置有按压头，所述按压头上远离所述U型插板的一端上设置有压力传感器和双目视觉传感器；
所述机械臂上集成设置有测距传感器、噪音检测传感器和三轴加速度传感器。
进一步的，所述按压头上集成设置有照明灯。
进一步的，所述延展臂为可伸缩结构，包括内筒与套设于内筒上的外筒，所述内筒内设置有电推杆，所述电推杆与所述外筒相连接。
进一步的，所述按压头包括相互垂直的连接部和自由部，所述连接部和所述自由部均为圆柱型，所述自由部的端面上设置有第二凹槽，所述第二凹槽深度为1cm-3cm，所述双目视觉传感器设置于所述第二凹槽内。
进一步的，所述双目视觉传感器的凸出高度不超过所述自由部的端面。
进一步的，所述按压头上通体包覆有橡胶层。
进一步的，所述旋转块可沿所述立柱的轴向方向360°旋转。
进一步的，所述压力传感器为应变式压力传感器或陶瓷压力传感器或扩散硅压力传感器或蓝宝石压力传感器或压电压力传感器。
进一步的，所述延展臂与水平面夹角的变化范围为0°-180°。
进一步的，所述AGV底座为视觉引导式AGV。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过采用AGV底座，AGV(Automated Guided Vehicle)通常也称作AGV小车。指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路径及行为，也常用作机器人的底座用于控制机器人的移动，其优点是自动化程度高、充电自动化，同时减少占地面积且减少人工成本；AGV底座中心位置设置有旋转机构，同时机械臂设置于旋转机构上，实现了机械臂可沿竖直方向跟随旋转机构360°旋转，无需AGV底座整体旋转，简化了工作流程及能耗同时满足更多的使用场景；旋转机构包括设置于所述AGV底座上表面中心位置的圆柱型第一凹槽和与所述第一凹槽相配合的圆柱型旋转块，所述旋转块与所述第一凹槽配合后其上端面与所述AGV底座的上表面平齐，避免了旋转块凸出第一凹槽后可能存在的与周围物体产生干涉进而影响机器人工作的情况发生；第一凹槽中心位置一体成型地设置有一竖直截面为T型的立柱，所述旋转块的下端面中心位置有与所述立柱相配合的内凹槽，保证了旋转块的外周侧面跟第一凹槽内侧壁相贴合，同时旋转块中心也与立柱进行配合，内外均有支撑配合减少了旋转块在旋转过程中可能产生的晃动，提升了机械臂的工作精度；第一凹槽上位于所述立柱的四周环绕设置有多个滚动轮，所述旋转块下端面上位于所述内凹槽的四周环绕设置有圆环形的滑行轨道，所述滚动轮通过电机驱动旋转，进而与所述滑行轨道啮合带动所述旋转块旋转，采用从底部驱动旋转块进行旋转而不是从侧面驱动，提升了旋转块的水平平稳性，同样保证了机械臂的工作精度；机械臂包括与所述旋转块固定连接的基座，所述基座上表面上设置有第一连接头，所述第一连接头上活动设置有延展臂，延展臂与第一连接头铰接，实现可以灵活转动，同时延展臂另一端铰接设置有第二连接头，所述第二连接头上旋转设置有一U型插板，所述U型插板包括两相互平行的夹板，两夹板之间旋转设置有按压头，整体结构十分灵活，通过各个相互铰接的部件可以做到三维空间内任意位置的到达，方便各种复杂工作的执行；按压头的设置目的是模拟人类的手指对按键进行触摸按压的工作，按压头的末端位置设置有压力传感器和双目视觉传感器，能够通过对数据的预先设定模拟人类的视觉跟触觉，避免了运动路径错乱及对按键按压力度过重导致机器人损坏或者按键。
2、按压头上集成设置有照明灯，保证了机器人能够适应黑夜或者光线不足的工作环境。
3、延展臂设置为可伸缩结构，包括内筒与套设于内筒上的外筒，所述内筒内设置有电推杆，所述电推杆与所述外筒相连接，可伸缩结构保证了机械臂在竖直方向上的工作区域更广，可伸缩结构采用内外管相互套设的目的是内外管套设的结构能够最大程度保证内外管之间的接触面积从而避免延展臂在伸缩过程中产生晃动，提升机械臂的工作精度。
4、按压头包括相互垂直的连接部和自由部，所述连接部和所述自由部均为圆柱型，所述自由部的端面上设置有第二凹槽，所述第二凹槽深度为1cm-3cm，所述双目视觉传感器设置于所述第二凹槽内，采用圆柱型结构及相互垂直连接，提升了连接的稳定性及按压头整体的强度；自由部端面上设置有第二凹槽，第二凹槽的设置目的是为了给双目视觉传感器提供安装空间同时也为双目视觉传感器起到保护作用，第二凹槽深度为1cm-3cm，满足市面上多数摄像头的高度。
5、双目视觉传感器的凸出高度不超过所述自由部的端面，通过采用第二凹槽对双目视觉传感器进行保护，双目视觉传感器作用是充当人类的眼睛对周围环境进行图像识别后反馈至中心电脑，如果双目视觉传感器凸出自由部的端面，可能存在工作过程中在按键触摸环节与按键表面产生相互作用力或者是摩擦，镜头表面玻璃可能发生破裂或者划痕影响工作。
6、按压头上通体包覆有橡胶层，能够模拟人类的皮肤，对按压头跟按键可以做到双向保护，延长按键及按压头的使用寿命。
7、延展臂与水平面夹角的变化范围为0°-180°，与旋转块及延展臂三者相互配合，做到三维空间内全方位地点的到达。
8、AGV底座为视觉引导式AGV，视觉引导式AGV是正在快速发展和成熟的AGV，该种AGV上装有CCD摄像机和传感器，AGV行驶过程中，摄像机动态获取设备周围环境图像信息并与图像数据库进行比较，从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策，其自动化及智能化水平更高，能够自动判断电梯门的开启和关闭状态进一步做出行走或者静止的动作，完全摆脱需要人工进行干预，避免人员发生危险。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是图1中A处放大示意图；
图3是AGV底座内部结构剖视图；
图4是图3中B处放大示意图；
图5是AGV底座俯视结构示意图；
图6是旋转块结构透视示意图；
图7是延展臂内部结构示意图；
图8是U型插板和按压头配合结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1至图8，本实施例一提出一种电梯运行性能检测机器人，包括AGV底座1、旋转机构和机械臂2，所述旋转机构设置于所述AGV底座1上表面，所述机械臂2设置于所述旋转机构上；
所述旋转机构包括设置于所述AGV底座上表面中心位置的圆柱型第一凹槽12和与所述第一凹槽12相配合的圆柱型旋转块11，所述旋转块11与所述第一凹槽12配合后其上端面与所述AGV底座1的上表面平齐，所述第一凹槽12中心位置一体成型地设置有一竖直截面为T型的立柱13，所述旋转块11的下端面中心位置有与所述立柱13相配合的内凹槽111，所述第一凹槽12上位于所述立柱13的四周环绕设置有四个滚动轮3，所述旋转块11下端面上位于所述内凹槽111的四周环绕设置有圆环形的滑行轨道112，所述滚动轮3通过电机驱动旋转，进而与所述滑行轨道112啮合带动所述旋转块11旋转，所述机械臂2固设于所述旋转块11上，所述旋转块11可沿所述立柱13的轴向方向360°旋转；
所述机械臂2包括与所述旋转块固定连接的基座21，所述基座21上表面上设置有第一连接头22，所述第一连接头22上活动设置有延展臂23，所述延展臂23一端与所述第一连接头22铰接，另一端铰接设置有第二连接头24，所述第二连接头24上旋转设置有一U型插板25，所述U型插板25包括两相互平行的夹板251，两夹板之间旋转设置有按压头26，所述按压头26上远离所述U型插板25的一端上设置有压力传感器6和双目视觉传感器5和照明灯4；
所述按压头26包括相互垂直的连接部263和自由部262，所述连接部263和所述自由部262均为圆柱型，所述自由部262的端面上设置有第二凹槽261，所述第二凹槽261深度为1cm，所述双目视觉传感器5设置于所述第二凹槽261内，所述双目视觉传感器5的凸出高度不超过所述自由部262的端面，避免工作时发生损坏，所述按压头26上通体包覆有橡胶层(图中未示出，橡胶层设置为公知技术且为公知保护层，可采用将按压头26预先浸泡橡胶达到通体包覆橡胶层)；
所述延展臂23为可伸缩结构，包括内筒231与套设于内筒231上的外筒232，所述内筒231内设置有电推杆6，所述电推杆6与所述外筒232相连接，用于推动外筒232的伸缩，所述延展臂23与水平面夹角的变化范围为0°-180°；
所述机械臂2上集成设置有测距传感器7、噪音检测传感器8和三轴加速度传感器9，三者均集成设置于第二连接头24上。
上述第二凹槽261深度还可以为1cm-3cm之间任一数值，如2cm或者3cm，根据实际传感器的凸起高度进行确定；上述压力传感器6采用应变式压力传感器，也可替换为陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器或压电压力传感器；上述AGV底座为视觉引导式AGV，也可替换为电磁感应引导式AGV或者激光引导式AGV。
本发明的工作方式为：机器人可以通过AGV底座1自主进行移动至电梯旁，然后通过机械臂2上的双目视觉传感器5实现对电梯按键的精准定位，按压头26按照规划的路线移动对电梯按键进行按压，双目视觉传感器5判断电梯门开启，机器人进入电梯，判断电梯门关闭后重复上述步骤对楼层按键进行按压，电梯开始工作，机器人上的各类传感器对电梯工作过程中的数据进行采集并反馈至中心电脑进行分析，根据数据得出结果，进而判断电梯的安全情况。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：包括AGV底座、旋转机构和机械臂，所述旋转机构设置于所述AGV底座上表面，所述机械臂设置于所述旋转机构上；
所述旋转机构包括设置于所述AGV底座上表面中心位置的圆柱型第一凹槽和与所述第一凹槽相配合的圆柱型旋转块，所述旋转块与所述第一凹槽配合后其上端面与所述AGV底座的上表面平齐，所述第一凹槽中心位置一体成型地设置有一竖直截面为T型的立柱，所述旋转块的下端面中心位置有与所述立柱相配合的内凹槽，所述第一凹槽上位于所述立柱的四周环绕设置有多个滚动轮，所述旋转块下端面上位于所述内凹槽的四周环绕设置有圆环形的滑行轨道，所述滚动轮通过电机驱动旋转，进而与所述滑行轨道啮合带动所述旋转块旋转，所述机械臂固设于所述旋转块上；
所述机械臂包括与所述旋转块固定连接的基座，所述基座上表面上设置有第一连接头，所述第一连接头上活动设置有延展臂，所述延展臂一端与所述第一连接头铰接，另一端铰接设置有第二连接头，所述第二连接头上旋转设置有一U型插板，所述U型插板包括两相互平行的夹板，两夹板之间旋转设置有按压头，所述按压头上远离所述U型插板的一端上设置有压力传感器和双目视觉传感器；
所述机械臂上集成设置有测距传感器、噪音检测传感器和三轴加速度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述按压头上集成设置有照明灯。
3.根据权利要求1所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述延展臂为可伸缩结构，包括内筒与套设于内筒上的外筒，所述内筒内设置有电推杆，所述电推杆与所述外筒相连接。
4.根据权利要求3所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述按压头包括相互垂直的连接部和自由部，所述连接部和所述自由部均为圆柱型，所述自由部的端面上设置有第二凹槽，所述第二凹槽深度为1cm-3cm，所述双目视觉传感器设置于所述第二凹槽内。
5.根据权利要求4所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述双目视觉传感器的凸出高度不超过所述自由部的端面。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述按压头上通体包覆有橡胶层。
7.根据权利要求6所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述旋转块可沿所述立柱的轴向方向360°旋转。
8.根据权利要求7所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述压力传感器为应变式压力传感器或陶瓷压力传感器或扩散硅压力传感器或蓝宝石压力传感器或压电压力传感器。
9.根据权利要求8所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述延展臂与水平面夹角的变化范围为0°-180°。
10.根据权利要求9所述的一种电梯运行性能检测机器人，其特征在于：所述AGV底座为视觉引导式AGV。
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