CN116045173B - 基于电子围栏的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了基于电子围栏的巡检机器人，包括：自行走机构和设置于自行走机构上的避障式巡视机构、循环取电机构；自行走机构，设置于墙体顶部围栏电网一侧，沿围栏电网延伸方向运动；避障式巡视机构，跟随自行走机构移动以对墙体两侧进行巡检，巡检过程中自动规避围栏电网；循环取电机构，跟随自行走机构移动以在自行走机构运动的同时从围栏电网获取电源。本申请通过自行走机构带动避障式巡视机构沿围栏电网移动以对墙体两侧以及围栏电网本身进行巡检，以识别误报警源或者墙体两侧的跌落人员，既能减轻工作人员负担，也能及时发现跌落人员，防止重大安全事故的发生。

Description

基于电子围栏的巡检机器人

技术领域

本申请涉及电力巡检技术领域，特别涉及基于电子围栏的巡检机器人。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

为保护厂站电力设备，防止人员、小动物误入发生安全事故，电子围栏越来越多的应用至电网。电子围栏是周界防盗报警系统的一种，系统主要由前端围栏电网、后端控制系统组成。通常，围栏电网沿着原有围墙例如砖墙、水泥墙或铁栅栏安装，脉冲电子围栏主机亦通常在室外，通过信号传输设备将报警信号传至后端控制中心，并远程对外部脉冲主机进行布撤防控制等操作。电子围栏的阻挡作用首先体现在威慑功能上，金属线上悬挂警示牌，一看到便产生心理压力，且触碰围栏时会有触电的感觉，足以令入侵者望而却步；其次电子围栏本身又是有形的屏障，安装适当的高度和角度，很难攀越；如果强行突破，主机会发出报警信号。

但现有电子围栏的应用过程中仍存在一些问题：

首先，站外树枝、风力吹起的漂浮物等造成报警信号频繁发生，增加了工作人员的负担，对识别真正翻墙的人员或动物造成了干扰，影响电子围栏实际效用；

其次，对由于触发围栏电网而引起的人员触电、跌落事故无法做到强报警，由于围栏电网沿墙体布置范围过大，现有布置的摄像头无法对各个位置特别是墙体两侧底部做到实时监控，存在出现严重安全事故的可能性。

发明内容

本申请为了解决上述问题提出了基于电子围栏的巡检机器人，通过自行走机构沿围栏电网延伸方向运动，通过循环取电机构能够跨越围栏电网的立柱实时从围栏电网获取电源，通过避障式巡视机构以对墙体两侧及围栏电网本身进行巡检，以识别误报警源或者墙体两侧的跌落人员，巡检过程中自动规避围栏电网的立柱。

本申请提供了基于电子围栏的巡检机器人，包括：自行走机构和设置于自行走机构上的避障式巡视机构、循环取电机构；自行走机构，设置于墙体顶部围栏电网一侧，沿围栏电网延伸方向运动；避障式巡视机构，跟随自行走机构移动以对墙体两侧进行巡检，巡检过程中自动规避围栏电网；循环取电机构，跟随自行走机构移动以在自行走机构运动的同时从围栏电网获取电源。

优选地，所述自行走机构包括沿围栏电网延伸设置的移动导轨，所述移动导轨顶部滑动嵌设有自驱动基座，所述自驱动基座顶部设置有安装架。

优选地，所述移动导轨的一侧沿其延伸方向开设有驱动槽，所述驱动槽的顶部和底部铺设有驱动齿带，所述自驱动基座靠近驱动槽的侧部嵌设有行走驱动电机，所述行走驱动电机的输出轴延伸至驱动槽内，且其末端连接有与驱动齿带齿合和行走轮。

优选地，所述安装架包括垂设于自驱动基座顶部的安装柱和连接于安装柱顶部的上基板。

优选地，所述避障式巡视机构包括旋转嵌设于安装柱外周的安装圆环，安装圆环的外周对称设置有两个延伸臂，所述延伸臂的末端设置有巡视摄像头，所述上盖板底部设置有驱动安装圆环旋转的旋驱机构。

优选地，所述旋驱机构包括设置于上盖板底部嵌的旋驱电机，所述旋驱电机的输出轴底部末端连接有旋转齿轮，所述安装圆环顶部外周环设有与旋转齿轮齿合的齿带环。

优选地，所述延伸臂为电动伸缩杆。

优选地，所述巡视摄像机为云台摄像机。

优选地，所述循环取电机构包括设置于上盖板顶部的连接支架，所述连接支架包括包括沿围栏电网延伸方向间隔设置的两个立杆，所述立杆靠近围栏电网的一侧设置有伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩轴末端连接有与围栏电网电缆活动抵触的接触条，所述上盖板或连接支架内部嵌设有与接触条电连接的电源模块。

优选地，所述接触条靠近靠近围栏电网的一侧的上线两端设置有导电部，两个导电部中间设置有绝缘部。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

(1)本申请通过自行走机构带动避障式巡视机构沿围栏电网移动以对墙体两侧以及围栏电网本身进行巡检，以识别误报警源或者墙体两侧的跌落人员，既能减轻工作人员负担，也能及时发现跌落人员，防止重大安全事故的发生。

(2)本申请通过循环取电机构上的双套伸缩机构加接触条的组合，通过伸缩机构的伸缩可以实现在运动过程中既能躲避围栏电网的立柱，又能保证保持至少一个接触条实时与围栏电网电缆接触，以实现本申请的实时供电。

(3)本申请通过避障式巡视机构以对墙体两侧及围栏电网本身进行巡检，通过延伸臂穿过围栏电网的电缆，通过旋驱机构带动两侧延伸臂旋转以调整自身位姿，在移动过程中避开围栏电网的立柱，同时，可以对挂靠于围栏电网上的树枝等误报警源进行拨打推离，进一步地，伸缩式的延伸臂可以控制自身旋转半径，提高避障灵活性，防止影响对墙体两侧的巡视监控。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本申请一种实施例的实施示意图，

图2是本申请一种实施例的整体结构侧视图，

图3是本申请一种实施例的整体结构仰视图，

图4是本申请一种实施例的循环取电机构结构示意图，

图5是本申请一种实施例的避障式巡视机构结构示意图一，

图6是本申请一种实施例的避障式巡视机构结构示意图二，

图7是本申请一种实施例的行走机构局部剖视图。

图中：

1、移动导轨，2、自驱动基座，3、安装柱，4、避障式巡视机构，5、循环取电机构，6、上基板，11、驱动槽，12、驱动齿带，21、行走驱动电机，22、行走轮，41、安装圆环，42、延伸臂，43、巡视摄像机，44、旋驱电机，45、旋转齿轮，411、齿带环，51、连接支架，52、伸缩机构，53、接触条；

100、墙体，200、电缆，201、立柱。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

如图1至图7所示，本申请提供了基于电子围栏的巡检机器人，包括：自行走机构和设置于自行走机构上的避障式巡视机构4、循环取电机构5，各机构功能如下；

自行走机构，设置于墙体100顶部围栏电网一侧，沿围栏电网延伸方向运动；

避障式巡视机构4，跟随自行走机构移动以对墙体两侧及围栏电网本身进行巡检，巡检过程中自动规避围栏电网；

循环取电机构5，跟随自行走机构移动以在不影响自行走机构运动的同时从围栏电网获取电源。

具体地，所述自行走机构包括沿围栏电网延伸设置的移动导轨1，所述移动导轨1顶部滑动嵌设有自驱动基座2，所述自驱动基座2顶部设置有安装架。

围栏电网包括沿墙体1顶部排列设置的立柱201和通过立柱201进行张紧和跨接的若干组由上至下平行设置的电缆200，相邻电缆200上的电压分别连接直流脉冲电源的正负极，根据墙体长度、延伸方向、连续性、转角等实际情况，可以将整体围栏电网划分为一个或多个巡视段，每个巡视段配置一个本申请提供的巡视机器人，如图1所示，墙体为矩形，包括4条边，每条边的顶部都设置一个巡视机器人。

具体地，所述移动导轨1可为直线型或弧线型。

具体地，所述移动导轨1的一侧沿其延伸方向开设有驱动槽11，所述驱动槽11的顶部和底部铺设有驱动齿带12，所述自驱动基座2靠近驱动槽11的侧部嵌设有行走驱动电机21，所述行走驱动电机21的输出轴延伸至驱动槽11内，且其末端连接有与驱动齿带12齿合和行走轮22，行走轮22外周环设有与驱动齿带12适配的齿条。

具体地，所述自驱动基座2内嵌设有与行走驱动电机21、避障式巡视机构4、循环取电机构5电连接的控制器，控制器控制行走驱动电机21转动，进而带动行走轮22转动，进而带动自驱动基座2沿移动导轨1移动，所述自驱动基座2内还嵌设有与电子围栏后台无线连接的无线通讯模块，以便于将避障式巡视机构4监测到的图像传输至电子围栏后台。

具体地，所述安装架包括垂设于自驱动基座2顶部的安装柱3和连接于安装柱3顶部的上基板6。

具体地，所述避障式巡视机构4包括旋转嵌设于安装柱3外周的安装圆环41，安装圆环41的外周对称设置有两个延伸臂42，所述延伸臂42的末端设置有巡视摄像机43，所述上基板6底部设置有驱动安装圆环41旋转的旋驱机构。

所述延伸臂42的外露部位为绝缘材质，以防止于围栏电网的电缆200接触，损坏本申请。

进一步地，所述旋驱机构包括设置于上基板6底部嵌的旋驱电机44，所述旋驱电机44的输出轴底部末端连接有旋转齿轮45，所述安装圆环41顶部外周环设有与旋转齿轮45齿合的齿带环411。

当控制器控制旋驱电机44旋转带动旋转齿轮45转动，进而带动连接于安装圆环41沿其中心轴线旋转，进而调整两个延伸臂42连线与围栏电网的延伸方向的角度，在正常巡视时，使其连线垂直于围栏电网的延伸方向，以便于对墙体两侧(尤其是两侧的底部)进行监控，当运动至某一立柱201前方时，调整其连线平行于围栏电网的延伸方向，进而防止避障式巡视机构4于立柱201碰撞。

作为一种优选地方案，所述延伸臂42为与控制器电连接的电动伸缩杆，控制自身旋转半径，提高避障灵活性，防止影响对墙体两侧的巡视监控。

优选地，所述巡视摄像机43为云台摄像机，其云台至少保证巡视摄像机43可沿延伸臂的中轴线旋转，以便于提高巡视摄像机43的监控范围。

更进一步地，所述巡视摄像机43为图像识别摄像机，以便于识别树枝、垃圾袋等误报警源，并对其视觉定位，进而控制旋驱机构旋转带动两个延伸臂42将误报警源从围栏电网的电缆上拨打推离，为提高清除误报警源的能力，可以在自驱动基座2设置机械臂以对围栏电网上的误报警源进行清理，所述机械臂的具体结构本申请不做限制。

所述循环取电机构5包括设置于上基板6顶部的连接支架51，所述连接支架51包括沿围栏电网延伸方向间隔设置的两个立杆，所述立杆靠近围栏电网的一侧设置有伸缩机构52，所述伸缩机构52的伸缩轴末端连接有与围栏电网电缆活动抵触的接触条53，所述上基板6或连接支架51内部嵌设有与接触条53电连接的电源模块。

所述电源模块用于从围栏电网的电缆上获取电能以对本申请的控制器、无线传输模块、自行走机构、避障式巡视机构4、循环取电机构5的伸缩机构52等耗电部件进行供电。

所述接触条53靠近靠近围栏电网的一侧的上线两端设置有导电部531，两个导电部531中间设置有绝缘部532，以便于接触条53的两个导电部能分别接触相邻正负电缆。

本申请还提供一种基于上述巡检机器人的电子围栏巡视方法，具体步骤如下：

S100：自行走机构带动避障式巡视机构4、循环取电机构5沿围栏电网延伸方向运动；

S200：避障式巡视机构4对墙体两侧及围栏电网本身进行巡检，巡检过程中自动规避围栏电网的立柱201；

S300：循环取电机构5:跟随自行走机构移动以在不影响自行走机构运动的同时实时从围栏电网获取电源。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (4)

1.基于电子围栏的巡检机器人，其特征在于，包括：自行走机构和设置于自行走机构上的避障式巡视机构（4）、循环取电机构（5）；

自行走机构，设置于墙体顶部围栏电网一侧，沿围栏电网延伸方向运动；

避障式巡视机构（4），跟随自行走机构移动以对墙体两侧及围栏电网本身进行巡检，巡检过程中自动规避围栏电网；

循环取电机构（5），跟随自行走机构移动以在不影响自行走机构运动的同时从围栏电网获取电源；

所述自行走机构包括沿围栏电网延伸设置的移动导轨（1），所述移动导轨（1）顶部滑动嵌设有自驱动基座（2），所述自驱动基座（2）顶部设置有安装架；

所述移动导轨（1）的一侧沿其延伸方向开设有驱动槽（11），所述驱动槽（11）的顶部和底部铺设有驱动齿带（12），所述自驱动基座（2）靠近驱动槽（11）的侧部嵌设有行走驱动电机（21），所述行走驱动电机（21）的输出轴延伸至驱动槽（11）内，且其末端连接有与驱动齿带（12）齿合和行走轮（22）；

所述安装架包括垂设于自驱动基座（2）顶部的安装柱（3）和连接于安装柱（3）顶部的上基板（6）；

所述避障式巡视机构（4）包括旋转嵌设于安装柱（3）外周的安装圆环（41），安装圆环（41）的外周对称设置有两个延伸臂（42），所述延伸臂（42）的末端设置有巡视摄像机（43），所述上基板（6）底部设置有驱动安装圆环（41）旋转的旋驱机构；

所述旋驱机构包括设置于上基板（6）底部嵌的旋驱电机（44），所述旋驱电机（44）的输出轴底部末端连接有旋转齿轮（45），所述安装圆环（41）顶部外周环设有与旋转齿轮（45）齿合的齿带环（411）；

所述循环取电机构（5）包括设置于上基板（6）顶部的连接支架（51），所述连接支架（51）包括沿围栏电网延伸方向间隔设置的两个立杆，所述立杆靠近围栏电网的一侧设置有伸缩机构（52），所述伸缩机构（52）的伸缩轴末端连接有与围栏电网电缆活动抵触的接触条（53），所述上基板（6）或连接支架（51）内部嵌设有与接触条（53）电连接的电源模块。

2.根据权利要求1所述的基于电子围栏的巡检机器人，其特征在于：

所述延伸臂（42）为电动伸缩杆。

3.根据权利要求2所述的基于电子围栏的巡检机器人，其特征在于：

所述巡视摄像机（43）为云台摄像机。

4.根据权利要求1所述的基于电子围栏的巡检机器人，其特征在于：

所述接触条（53）靠近围栏电网的一侧的上线两端设置有导电部（531），两个导电部（531）中间设置有绝缘部（532）。