CN114055424A - 一种智能清障巡检机器人及其清障方法 - Google Patents

一种智能清障巡检机器人及其清障方法 Download PDF

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吕汝金
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Abstract

本发明公开了一种智能清障巡检机器人及其清障方法，属于机器人技术领域，包括移动基座，所述移动基座的两端设置有行走轮，所述移动基座的下端设置有支撑转向机构，所述移动基座的上端中间设置有升降机构，所述升降机构的上端设置有升降推杆，所述升降推杆的上端设置有旋转台，所述旋转台的一端设置有检测机械手，所述旋转台的另一端设置有清障机械手，本发明设置支撑转向机构，狭小空间时，电动推杆伸长使支撑板抵住地面将移动基座顶起，行走轮脱离地面，驱动电机转动带动小齿轮旋转，小齿轮连接的大齿轮带动轴承转动座旋转，轴承转动座带动电动推杆转动，使移动基座进行转动，实现狭小空间的快速转向。

Description

一种智能清障巡检机器人及其清障方法
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种智能清障巡检机器人及其清障方法。
背景技术
机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
现有技术存在以下问题：现有的智能清障巡检机器人在使用时存在：1、无法在狭小空间进行机器人的转动，造成使用受限；2、户外使用时，没电时无法短暂供电进行工作，造成工作持续性降低；3、升降高度有限，在机器人高度一定时，无法增加使用范围，造成使用受限。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种智能清障巡检机器人，具有转向方便，持续工作稳定，高度调节范围广的特点。
本发明还提供了一种智能清障巡检机器人的清障方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能清障巡检机器人，包括移动基座，所述移动基座的两端设置有行走轮，所述移动基座的下端设置有支撑转向机构，所述移动基座的上端中间设置有升降机构，所述升降机构的上端设置有升降推杆，所述升降推杆的上端设置有旋转台，所述旋转台的一端设置有检测机械手，所述旋转台的另一端设置有清障机械手，所述旋转台的表面中间设置有摄像机构，所述移动基座的上端位于检测机械手和清障机械手的下方设置有异物回收箱；
所述支撑转向机构包括固定架、大齿轮、轴承转动座、小齿轮、支撑板、电动推杆和驱动电机，其中，所述移动基座的底部中间设置有固定架，所述固定架的上端中间设置有轴承转动座，所述轴承转动座的上端连接有大齿轮，所述轴承转动座的下端连接有电动推杆，所述固定架的侧边设置有驱动电机，所述驱动电机的转轴设置有小齿轮，所述电动推杆的下端设置有支撑板。
进一步的，所述支撑板的下端设置有橡胶垫，所述橡胶垫与支撑板之间通过强力胶水粘接固定。
进一步的，所述小齿轮与大齿轮啮合转动连接，所述轴承转动座与固定架轴承转动连接。
进一步的，所述移动基座的侧边设置有太阳能组件，所述太阳能组件包括安装架、固定转动座、液压撑杆和太阳能电池板，其中，所述移动基座的侧边两端设置有固定转动座，所述固定转动座的中间轴销转动连接有安装架，所述安装架的表面设置有太阳能电池板，所述安装架的两端与移动基座之间设置有液压撑杆。
进一步的，所述安装架最大旋转角度为九十度，所述移动基座内部设置有逆变器和蓄电池。
进一步的，所述升降机构包括固定台、滑轨、滑座、双头丝杆、转动电机、连接杆和支撑转座，其中，所述滑轨的中间设置有双头丝杆，所述滑轨的侧边设置有与双头丝杆连接的转动电机，所述双头丝杆的表面两端设置有滑座，所述滑座的上端轴销转动连接有连接杆，所述滑轨的上端中间设置有固定台，所述连接杆与固定台之间通过支撑转座转动连接。
进一步的，所述滑座的表面与滑轨的内壁贴合，所述滑座与双头丝杆螺纹啮合转动连接。
进一步的，所述智能清障巡检机器人清障方法如下：
一：通信装置接收巡检任务并将巡检任务通过控制装置传送给机器人，移动基座转动使摄像机构移动进行巡检，转移至狭小空间时，电动推杆伸长使支撑板抵住地面将移动基座顶起，行走轮脱离地面，驱动电机转动带动小齿轮旋转，小齿轮连接的大齿轮带动轴承转动座旋转，轴承转动座带动电动推杆转动，使移动基座进行转动，实现狭小空间的快速转向；
二：升降推杆伸缩使检测机械手高度改变，使检测机械手夹紧在高压输电线上，并随着移动基座对高压输电线进行巡检，电线过高时，转动电机旋转带动双头丝杆转动，双头丝杆上的滑座在滑轨内滑动，使连接杆转动上升，连接杆上端的固定台上高，使得检测机械手高度进一步增加，实现更广范围检测，接收到障碍物信息后暂停异物回收箱行走；
三：旋转台转动使清障机械手对准障碍物，清障机械手对障碍物进行清障作业，清理的障碍物落进异物回收箱中；
四：完成后继续启动该巡检机器人，移动基座继续移动进行巡检工作，移动基座在空旷地时，两端的安装架展开，太阳能电池板朝上，通过太阳能电池板进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量，提高机器人持续工作时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置支撑转向机构，狭小空间时，电动推杆伸长使支撑板抵住地面将移动基座顶起，行走轮脱离地面，驱动电机转动带动小齿轮旋转，小齿轮连接的大齿轮带动轴承转动座旋转，轴承转动座带动电动推杆转动，使移动基座进行转动，实现狭小空间的快速转向；
2、本发明设置升降机构，转动电机旋转带动双头丝杆转动，双头丝杆上的滑座在滑轨内滑动，使连接杆转动上升，连接杆上端的固定台上高，使得检测机械手和清障机械手高度进一步增加，实现更广范围检测；
3、本发明在移动基座的侧边设置有太阳能组件，两端的安装架展开，太阳能电池板朝上，通过太阳能电池板进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量，提高机器人持续工作时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的移动基座侧视图；
图3为本发明的支撑转向机构剖视图；
图4为本发明的太阳能组件结构示意图；
图5为本发明的升降机构剖视图；
图中：1、检测机械手；2、摄像机构；3、升降推杆；4、异物回收箱；5、移动基座；6、行走轮；7、支撑转向机构；71、固定架；72、大齿轮；73、轴承转动座；74、小齿轮；75、支撑板；76、电动推杆；77、橡胶垫；78、驱动电机；8、升降机构；81、固定台；82、滑轨；83、滑座；84、双头丝杆；85、转动电机；86、连接杆；87、支撑转座；9、旋转台；10、太阳能组件；101、安装架；102、固定转动座；103、液压撑杆；104、太阳能电池板；11、清障机械手。
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。
实施例1
请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种智能清障巡检机器人，包括移动基座5，移动基座5的两端设置有行走轮6，移动基座5的下端设置有支撑转向机构7，移动基座5的上端中间设置有升降机构8，升降机构8的上端设置有升降推杆3，升降推杆3的上端设置有旋转台9，旋转台9的一端设置有检测机械手1，旋转台9的另一端设置有清障机械手11，旋转台9的表面中间设置有摄像机构2，移动基座5的上端位于检测机械手1和清障机械手11的下方设置有异物回收箱4；
支撑转向机构7包括固定架71、大齿轮72、轴承转动座73、小齿轮74、支撑板75、电动推杆76和驱动电机78，其中，移动基座5的底部中间设置有固定架71，固定架71的上端中间设置有轴承转动座73，轴承转动座73的上端连接有大齿轮72，轴承转动座73的下端连接有电动推杆76，固定架71的侧边设置有驱动电机78，驱动电机78的转轴设置有小齿轮74，电动推杆76的下端设置有支撑板75。
本发明中进一步的，支撑板75的下端设置有橡胶垫77，橡胶垫77与支撑板75之间通过强力胶水粘接固定，
通过采用上述技术方案，通过设置橡胶垫77，实现缓冲，提高支撑稳定性。
本发明中进一步的，小齿轮74与大齿轮72啮合转动连接，轴承转动座73与固定架71轴承转动连接，
通过采用上述技术方案，保证驱动电机78转动带动小齿轮74旋转，小齿轮74连接的大齿轮72带动轴承转动座73旋转，轴承转动座73带动电动推杆76转动。
本实施例在狭小空间使用时时，电动推杆76伸长使支撑板75抵住地面将移动基座5顶起，行走轮6脱离地面，驱动电机78转动带动小齿轮74旋转，小齿轮74连接的大齿轮72带动轴承转动座73旋转，轴承转动座73带动电动推杆76转动，使移动基座5进行转动，实现狭小空间的快速转向；
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：移动基座5的侧边设置有太阳能组件10，太阳能组件10包括安装架101、固定转动座102、液压撑杆103和太阳能电池板104，其中，移动基座5的侧边两端设置有固定转动座102，固定转动座102的中间轴销转动连接有安装架101，安装架101的表面设置有太阳能电池板104，安装架101的两端与移动基座5之间设置有液压撑杆103，
通过采用上述技术方案，安装架101展开，太阳能电池板104朝上，通过太阳能电池板104进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量。
本发明中进一步的，安装架101最大旋转角度为九十度，移动基座5内部设置有逆变器和蓄电池，
通过采用上述技术方案，保证充电稳定，实现内部元器件的稳定工作。
本实施例通过将两端的安装架101展开，太阳能电池板104朝上，通过太阳能电池板104进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量，提高机器人持续工作时间；
实施例3
本实施例与实施例1和实施例2不同之处在于：升降机构8包括固定台81、滑轨82、滑座83、双头丝杆84、转动电机85、连接杆86和支撑转座87，其中，滑轨82的中间设置有双头丝杆84，滑轨82的侧边设置有与双头丝杆84连接的转动电机85，双头丝杆84的表面两端设置有滑座83，滑座83的上端轴销转动连接有连接杆86，滑轨82的上端中间设置有固定台81，连接杆86与固定台81之间通过支撑转座87转动连接，
通过采用上述技术方案，转动电机85旋转带动双头丝杆84转动，双头丝杆84上的滑座83在滑轨82内滑动，使连接杆86转动上升，连接杆86上端的固定台81上高，使得检测机械手1和清障机械手11高度增加。
本发明中进一步的，滑座83的表面与滑轨82的内壁贴合，滑座83与双头丝杆84螺纹啮合转动连接，
通过采用上述技术方案，保证双头丝杆84转动带动滑座83在滑轨82内滑动。
本实施例在电线过高时，转动电机85旋转带动双头丝杆84转动，双头丝杆84上的滑座83在滑轨82内滑动，使连接杆86转动上升，连接杆86上端的固定台81上高，使得检测机械手1和清障机械手11高度进一步增加，实现更广范围检测。
本发明中检测机械手1、摄像机构2、升降推杆3、异物回收箱4、移动基座5、旋转台9和清障机械手11的结构和使用原理在中国专利申请号为201811529816.8公开的一种清障巡检机器人及其清障方法中已经公开。
本发明的工作原理及使用流程：本发明的使用流程为：
一：通信装置接收巡检任务并将巡检任务通过控制装置传送给机器人，移动基座5转动使摄像机构2移动进行巡检，转移至狭小空间时，电动推杆76伸长使支撑板75抵住地面将移动基座5顶起，行走轮6脱离地面，驱动电机78转动带动小齿轮74旋转，小齿轮74连接的大齿轮72带动轴承转动座73旋转，轴承转动座73带动电动推杆76转动，使移动基座5进行转动，实现狭小空间的快速转向；
二：升降推杆3伸缩使检测机械手1高度改变，使检测机械手1夹紧在高压输电线上，并随着移动基座5对高压输电线进行巡检，电线过高时，转动电机85旋转带动双头丝杆84转动，双头丝杆84上的滑座83在滑轨82内滑动，使连接杆86转动上升，连接杆86上端的固定台81上高，使得检测机械手1高度进一步增加，实现更广范围检测，接收到障碍物信息后暂停异物回收箱4行走；
三：旋转台9转动使清障机械手11对准障碍物，清障机械手11对障碍物进行清障作业，清理的障碍物落进异物回收箱4中；
四：完成后继续启动该巡检机器人，移动基座5继续移动进行巡检工作，移动基座5在空旷地时，两端的安装架101展开，太阳能电池板104朝上，通过太阳能电池板104进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量，提高机器人持续工作时间。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种智能清障巡检机器人，包括移动基座(5)，其特征在于：所述移动基座(5)的两端设置有行走轮(6)，所述移动基座(5)的下端设置有支撑转向机构(7)，所述移动基座(5)的上端中间设置有升降机构(8)，所述升降机构(8)的上端设置有升降推杆(3)，所述升降推杆(3)的上端设置有旋转台(9)，所述旋转台(9)的一端设置有检测机械手(1)，所述旋转台(9)的另一端设置有清障机械手(11)，所述旋转台(9)的表面中间设置有摄像机构(2)，所述移动基座(5)的上端位于检测机械手(1)和清障机械手(11)的下方设置有异物回收箱(4)；
所述支撑转向机构(7)包括固定架(71)、大齿轮(72)、轴承转动座(73)、小齿轮(74)、支撑板(75)、电动推杆(76)和驱动电机(78)，其中，所述移动基座(5)的底部中间设置有固定架(71)，所述固定架(71)的上端中间设置有轴承转动座(73)，所述轴承转动座(73)的上端连接有大齿轮(72)，所述轴承转动座(73)的下端连接有电动推杆(76)，所述固定架(71)的侧边设置有驱动电机(78)，所述驱动电机(78)的转轴设置有小齿轮(74)，所述电动推杆(76)的下端设置有支撑板(75)。
2.根据权利要求1所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述支撑板(75)的下端设置有橡胶垫(77)，所述橡胶垫(77)与支撑板(75)之间通过强力胶水粘接固定。
3.根据权利要求1所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述小齿轮(74)与大齿轮(72)啮合转动连接，所述轴承转动座(73)与固定架(71)轴承转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述移动基座(5)的侧边设置有太阳能组件(10)，所述太阳能组件(10)包括安装架(101)、固定转动座(102)、液压撑杆(103)和太阳能电池板(104)，其中，所述移动基座(5)的侧边两端设置有固定转动座(102)，所述固定转动座(102)的中间轴销转动连接有安装架(101)，所述安装架(101)的表面设置有太阳能电池板(104)，所述安装架(101)的两端与移动基座(5)之间设置有液压撑杆(103)。
5.根据权利要求4所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述安装架(101)最大旋转角度为九十度，所述移动基座(5)内部设置有逆变器和蓄电池。
6.根据权利要求1所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述升降机构(8)包括固定台(81)、滑轨(82)、滑座(83)、双头丝杆(84)、转动电机(85)、连接杆(86)和支撑转座(87)，其中，所述滑轨(82)的中间设置有双头丝杆(84)，所述滑轨(82)的侧边设置有与双头丝杆(84)连接的转动电机(85)，所述双头丝杆(84)的表面两端设置有滑座(83)，所述滑座(83)的上端轴销转动连接有连接杆(86)，所述滑轨(82)的上端中间设置有固定台(81)，所述连接杆(86)与固定台(81)之间通过支撑转座(87)转动连接。
7.根据权利要求6所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述滑座(83)的表面与滑轨(82)的内壁贴合，所述滑座(83)与双头丝杆(84)螺纹啮合转动连接。
8.根据权利要求1-7任意所述的一种智能清障巡检机器人，其特征在于：所述智能清障巡检机器人清障方法如下：
一：通信装置接收巡检任务并将巡检任务通过控制装置传送给机器人，移动基座(5)转动使摄像机构(2)移动进行巡检，转移至狭小空间时，电动推杆(76)伸长使支撑板(75)抵住地面将移动基座(5)顶起，行走轮(6)脱离地面，驱动电机(78)转动带动小齿轮(74)旋转，小齿轮(74)连接的大齿轮(72)带动轴承转动座(73)旋转，轴承转动座(73)带动电动推杆(76)转动，使移动基座(5)进行转动，实现狭小空间的快速转向；
二：升降推杆(3)伸缩使检测机械手(1)高度改变，使检测机械手(1)夹紧在高压输电线上，并随着移动基座(5)对高压输电线进行巡检，电线过高时，转动电机(85)旋转带动双头丝杆(84)转动，双头丝杆(84)上的滑座(83)在滑轨(82)内滑动，使连接杆(86)转动上升，连接杆(86)上端的固定台(81)上高，使得检测机械手(1)和清障机械手(11)高度进一步增加，实现更广范围检测，接收到障碍物信息后暂停异物回收箱(4)行走；
三：旋转台(9)转动使清障机械手(11)对准障碍物，清障机械手(11)对障碍物进行清障作业，清理的障碍物落进异物回收箱(4)中；
四：完成后继续启动该巡检机器人，移动基座(5)继续移动进行巡检工作，移动基座(5)在空旷地时，两端的安装架(101)展开，太阳能电池板(104)朝上，通过太阳能电池板(104)进行太阳能发电，使户外作业能够持续补充电量，提高机器人持续工作时间。
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