CN115026789A - 三重保护安全避障装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了三重保护安全避障装置，属于巡检机器人技术领域，包括巡检机器人本体，所述巡检机器人本体的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器，激光雷达传感器的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮，所述巡检机器人本体的另一侧安装有用以检测异常频率声音的报警灯，报警灯的一侧安装有用以报警的异常声音检测模块，所述巡检机器人本体的前后侧均安装有安全触边传感器。本发明在原有避障雷达的基础上，行走和后退方向均增加紧急停止按钮，防止巡检机器人运动时和人或者物体发生碰撞，此时，如果发生避障雷达也失效，则为非常紧急的危机状况，在这个危机状况下只需要按下、紧急停止按钮，则可使设备紧急制动停止。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及三重保护安全避障装置。
背景技术
传统的室内或室外在监控和巡视主要通过人工方式，通过人的感官对设备进行简单定性判断，主要通过看、触、听、嗅等方法实现，但是，人工巡检存在着很多不足。传统人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等不足，人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统。并且，随着无人值守模式的推广，巡视工作量越来越大，巡检到位率、及时性无法保证。因此，在传统人工巡检的基础上，发展出替代人工巡检的机器人，将其称之为“巡检机器人”，巡检机器人系统以自主或遥控的方式，在无人值守或少人值守的的地方进行巡检，可及时自动报警或进行预先设置好的故障处理。它运行灵活自由，真正起到减员增效的作用，能更快地推进变电站无人值守的进程。
现有的巡检机器人多为行走的小车，并且在小车上装配激光雷达避障，用以规避行进路线上存在的障碍物，进而避免巡检机器人与人或障碍物的碰撞，但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如激光雷达失效时，此时，小车行进的路线上存在人员或障碍物时的安全问题。为此，我们提出了三重保护安全避障装置来解决小车行进的路线上存在人员或障碍物时的安全问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供三重保护安全避障装置，通过在巡检机器人本体的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器，激光雷达传感器的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：三重保护安全避障装置，包括巡检机器人本体，所述巡检机器人本体的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器，激光雷达传感器的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮，所述巡检机器人本体的另一侧安装有用以检测异常频率声音的报警灯，报警灯的一侧安装有用以报警的异常声音检测模块，所述巡检机器人本体的前后侧均安装有安全触边传感器。
在一个优选地实施方式中，巡检机器人本体的顶端安装有驱动机构，巡检机器人本体上方铺设工字钢轨道,巡检机器人本体通过悬挂在工字钢轨道上的驱动机构进行行走，所述巡检机器人本体的底端安装有判断皮带异常情况的热成像和视频监控带云台,热成像和视频监控带云台安装热像仪和视频监控摄像头。
在一个优选地实施方式中，所述驱动机构位于巡检机器人本体上方，并利用两对称分布的防护壳体对驱动机构进行防护，工字钢轨道穿过两个防护壳体形成的间隙。
在一个优选地实施方式中，所述驱动机构包括安装在巡检机器人本体上方的安装底座，所述安装底座顶端一侧安装有两个用以驱动巡检机器人本体改变位置的驱动电机轮，所述安装底座顶端另一侧靠近第一个驱动电机轮的位置处安装有悬挂刹车轮，悬挂刹车轮的一侧安装有侧顶轮，与第二个驱动电机轮和侧顶轮对应的位置处均安装有第一悬挂轮。
在一个优选地实施方式中，所述工字钢轨道位于驱动电机轮和悬挂刹车轮间隙配合形成的导向腔中，侧顶轮位于工字钢轨道侧壁形成的凹陷处内部，两个第一悬挂轮分别位于工字钢轨道工字型的两个侧壁并对工字钢轨道的两侧的顶壁进行支撑，悬挂刹车轮的输出端安装在工字钢轨道侧壁的凹陷处。
在一个优选地实施方式中，所述悬挂刹车轮安装在连接板中部，悬挂刹车轮与连接板转动连接，轴承安装座固定安装在连接板中部，连接板与安装底座固定连接，悬挂刹车轮通过连接板和轴承安装座安装在安装底座上方并与安装底座转动连接。
在一个优选地实施方式中，所述巡检机器人本体的底端安装有主框架，所述主框架的两侧壁顶端的两个边角位置处均安装有第二悬挂轮，两个第二悬挂轮之间的位置处安装有两个侧定位轮。
在一个优选地实施方式中，所述主框架包括两个侧板，两个侧板之间形成安装腔，安装腔的两端部均安装有一体伺服电机轮,安装腔的内部安装取电器。
在一个优选地实施方式中，所述第二悬挂轮包括安装在主框架上的轴芯,轴芯的外侧套接有自润滑滑动轴承,自润滑滑动轴承的外侧套设用以防尘的防尘深沟球轴承,防尘深沟球轴承的外侧壁安装用以防护的减震耐磨橡胶套。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过本发明设计的整体结构，与现有技术相比，在原有避障雷达的基础上，行走和后退方向均增加紧急停止按钮，防止巡检机器人运动时和人或者物体发生碰撞，此时，如果发生避障雷达也失效，则为非常紧急的危机状况，在这个危机状况下只需要按下、紧急停止按钮，则可使设备紧急制动停止；
2、本发明不仅设计紧急停止按钮，同时在巡检机器人外侧装有安全触边装置，在巡检机器人和人或障碍物发生碰撞的情况下，即使由于情况突然工作人员来不及处理，安全触边传感器会起作用，设备紧急停止，避免发生更大的危害；
3、通过本发明设计的驱动机构，与现有技术相比，驱动机构与工字钢轨道进行配合，可以保证巡检机器人正常的行走，驱动机构利用两个驱动电机轮加紧轨道，带动机器人运动；
4、通过本发明设计的带云台的热像仪和视频监控，与现有技术相比可以判断皮带的异常情况，其中热像仪可以实时检测皮带和托辊的温度异常，超过设定值时，自动报警，并做提示；
5、通过本发明设计的报警灯，与现有技术相比，通过报警灯的闪烁提示巡检机器人的到来和巡检机器人的运行情况；
6、通过本发明设计的异常声音传感器，与现有技术相比，异常声音传感器根据声音的音色和频率等规律，AI智能分析，当有异常频率的声音出现时，及时做出报警；
7、通过本发明设计的激光雷达传感器和紧急停止按钮，与现有技术相比，激光雷达传感器和紧急停止按钮，防止机器人运行过程中，防止发生碰撞提供了安全保证；
8、通过本发明设计的第二悬挂轮，与现有技术相比，第二悬挂轮主要用于承载行走机构的重量，采用特殊滑动轴承和滚动轴承现结合的承载轮，有效降低故障率和使用寿命；
9、通过本发明设计的侧定位轮，与现有技术相比，侧定位轮采用间隙配合，更好的降低额外阻力，有效提高动力利用率；
10、通过本发明设计的一体伺服电机轮，与现有技术相比，一体伺服电机轮，采用双动力，有效满足输出力的需求，提高整体设备的寿命和可靠性。
附图说明
图1为本发明提出的巡检机器人本体和三重保护安全避障装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1中提出的巡检机器人本体和三重保护安全避障装置的整体结构示意图。
图3为本发明实施例1中提出的驱动机构的结构示意图。
图4为本发明实施例1中提出的驱动机构和工字钢轨道配合时的结构示意图。
图5为本发明实施例1中提出的悬挂刹车轮及安装结构的示意图。
图6为本发明实施例2中提出的行走机构的结构示意图。
图7为本发明实施例2中提出的第二悬挂轮的结构示意图。
图中：1、巡检机器人本体；2、激光雷达传感器；3、紧急停止按钮；4、报警灯；5、异常声音检测模块；6、防护壳；7、安全触边传感器；8、工字钢轨道；9、安装底座；10、驱动电机轮；11、热成像和视频监控带云台；12、第一悬挂轮；13、侧顶轮；14、悬挂刹车轮；15、连接板；16、轴承安装座；17、主框架；18、第二悬挂轮；19、侧定位轮；20、取电器；21、一体伺服电机轮；22、轴芯；23、自润滑滑动轴承；24、防尘深沟球轴承；25、减震耐磨橡胶套。
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。
实施例1
如附图1-5所示的三重保护安全避障装置，其中巡检机器人本体1为管带机巡检机器人，在工厂内部空间的上方安装工字钢轨道8，之后将管带机巡检机器人安装在对应的工字钢轨道8上运行，巡检机器人本体1沿工字钢轨道8往复移动，巡检机器人本体1的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器2，激光雷达传感器2的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮3，巡检机器人本体1的另一侧安装有用以检测异常频率声音的报警灯4，报警灯4的一侧安装有用以报警的异常声音检测模块5，巡检机器人本体1的前后侧均安装有安全触边传感器7，巡检机器人本体1的底端安装有判断皮带异常情况的热成像和视频监控带云台11,热成像和视频监控带云台11安装热像仪和视频监控摄像头，。
巡检机器人本体1顶端通过螺栓固定连接两个防护壳体6，两个防护壳体6中空且对称分布，并形成间隙腔，工字钢轨道8穿过两个防护壳体6形成的间隙腔，驱动机构包括安装在巡检机器人本体1上方的安装底座9，安装底座9顶端一侧安装有两个用以驱动巡检机器人本体1改变位置的驱动电机轮10，安装底座9顶端另一侧靠近第一个驱动电机轮10的位置处安装有悬挂刹车轮14，悬挂刹车轮14的一侧安装有侧顶轮13，与第二个驱动电机轮10和侧顶轮13对应的位置处均安装有第一悬挂轮12。
具体的，工字钢轨道8位于驱动电机轮10和悬挂刹车轮14间隙配合形成的导向腔中，侧顶轮13位于工字钢轨道8侧壁形成的凹陷处内部，两个第一悬挂轮12分别位于工字钢轨道8工字型的两个侧壁并对工字钢轨道8的两侧的顶壁进行支撑，悬挂刹车轮14的输出端安装在工字钢轨道8侧壁的凹陷处，悬挂刹车轮14安装在连接板15中部，悬挂刹车轮14与连接板15转动连接，轴承安装座16固定安装在连接板15中部，连接板15与安装底座9固定连接，悬挂刹车轮14通过连接板15和轴承安装座16安装在安装底座9上方并与安装底座9转动连接。
进一步的，激光雷达传感器2可以用来测量巡检机器人本体1与障碍物之间的距离，远距离提前进行避障和停止，防止巡检机器人本体1和障碍物发生碰撞；当激光雷达传感器2由于意外忘记开启或2发生损坏等意外情况导致激光雷达传感器2未起作用的情况下，工作人员可以行走到近距离，并按下紧急停止按钮3，从而将巡检机器人本体1紧急停止，防止发生碰撞；特殊原因导致的巡检机器人本体1和人或物体已经发生碰撞的情况下，安全触边传感器7产生感应，并紧急停止，将碰撞造成的危害降到最低。
实施例2
参照说明书附图1和说明书附图6-7所示的三重保护安全避障装置，安装在巡检机器人本体1上，巡检机器人本体1的下方安装有行走机构，巡检机器人本体1的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器2，激光雷达传感器2的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮3，巡检机器人本体1的另一侧安装有用以检测异常频率声音的报警灯4，报警灯4的一侧安装有用以报警的异常声音检测模块5，巡检机器人本体1的前后侧均安装有安全触边传感器7。
具体的，巡检机器人本体1的底端安装有主框架17，主框架17的两侧壁顶端的两个边角位置处均安装有第二悬挂轮18，两个第二悬挂轮18之间的位置处安装有两个侧定位轮19，主框架17包括两个侧板，两个侧板之间形成安装腔，安装腔的两端部均安装有一体伺服电机轮21,安装腔的内部安装取电器20，第二悬挂轮18包括安装在主框架17上的轴芯22,轴芯22的外侧套接有自润滑滑动轴承23,自润滑滑动轴承23的外侧套设用以防尘的防尘深沟球轴承24,防尘深沟球轴承24的外侧壁安装用以防护的减震耐磨橡胶套25。
值得说明的部分是，第二悬挂轮18主要用于承载行走机构的重量，并采用特殊滑动轴承和滚动轴承现结合的承载轮，有效降低故障率和使用寿命；侧定位轮19采用间隙配合，更好的降低额外阻力，有效提高动力利用率；一体伺服电机轮21采用双动力，有效满足输出力的需求，提高整体设备的寿命和可靠性；设置的取电器20保证使用本实施例提供的巡检机器人本体1及其连接部件的电力供给和实际情况下电力的需要。
实施例1-2中涉及到的巡检机器人本体1、激光雷达传感器2、紧急停止按钮3、报警灯4、异常声音检测模块5和安全触边传感器7采用本领域公知的现有技术即可，在此不过多赘述，其配套处理系统和电力线路路也可由厂家提供，除此之外，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对其内部结构和方法的改进。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.三重保护安全避障装置，包括巡检机器人本体(1)，其特征在于：所述巡检机器人本体(1)的一侧中部位置处安装有用以测量距离的激光雷达传感器(2)，激光雷达传感器(2)的一侧安装有用以紧急关闭的紧急停止按钮(3)，所述巡检机器人本体(1)的另一侧安装有用以检测异常频率声音的报警灯(4)，报警灯(4)的一侧安装有用以报警的异常声音检测模块(5)，所述巡检机器人本体(1)的前后侧均安装有安全触边传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：巡检机器人本体(1)的顶端安装有驱动机构，巡检机器人本体(1)上方铺设工字钢轨道(8),巡检机器人本体(1)通过悬挂在工字钢轨道(8)上的驱动机构进行行走，所述巡检机器人本体(1)的底端安装有判断皮带异常情况的热成像和视频监控带云台(11),热成像和视频监控带云台(11)安装热像仪和视频监控摄像头。
3.根据权利要求1所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述驱动机构位于巡检机器人本体(1)上方，并利用两对称分布的防护壳(6)对驱动机构进行防护，工字钢轨道(8)穿过两个防护壳(6)形成的间隙。
4.根据权利要求2所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述驱动机构包括安装在巡检机器人本体(1)上方的安装底座(9)，所述安装底座(9)顶端一侧安装有两个用以驱动巡检机器人本体(1)改变位置的驱动电机轮(10)，所述安装底座(9)顶端另一侧靠近第一个驱动电机轮(10)的位置处安装有悬挂刹车轮(14)，悬挂刹车轮(14)的一侧安装有侧顶轮(13)，与第二个驱动电机轮(10)和侧顶轮(13)对应的位置处均安装有第一悬挂轮(12)。
5.根据权利要求4所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述工字钢轨道(8)位于驱动电机轮(10)和悬挂刹车轮(14)间隙配合形成的导向腔中，侧顶轮(13)位于工字钢轨道(8)侧壁形成的凹陷处内部，两个第一悬挂轮(12)分别位于工字钢轨道(8)工字型的两个侧壁并对工字钢轨道(8)的两侧的顶壁进行支撑，悬挂刹车轮(14)的输出端安装在工字钢轨道(8)侧壁的凹陷处。
6.根据权利要求4所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述悬挂刹车轮(14)安装在连接板(15)中部，悬挂刹车轮(14)与连接板(15)转动连接，轴承安装座(16)固定安装在连接板(15)中部，连接板(15)与安装底座(9)固定连接，悬挂刹车轮(14)通过连接板(15)和轴承安装座(16)安装在安装底座(9)上方并与安装底座(9)转动连接。
7.根据权利要求1所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述巡检机器人本体(1)的底端安装有主框架(17)，所述主框架(17)的两侧壁顶端的两个边角位置处均安装有第二悬挂轮(18)，两个第二悬挂轮(18)之间的位置处安装有两个侧定位轮(19)。
8.根据权利要求7所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述主框架(17)包括两个侧板，两个侧板之间形成安装腔，安装腔的两端部均安装有一梯伺服电机轮(21),安装腔的内部安装取电器(20)。
9.根据权利要求7所述的三重保护安全避障装置，其特征在于：所述第二悬挂轮(18)包括安装在主框架(17)上的轴芯(22),轴芯(22)的外侧套接有自润滑滑动轴承(23),自润滑滑动轴承(23)的外侧套设用以防尘的防尘深沟轴承(24),防尘深沟轴承(24)的外侧壁安装用以防护的减震耐磨橡胶套(25)。
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