CN116252312A - 一种安全巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全巡检机器人，包括机体、支撑座、清扫机构、监控系统；机体固装在支撑座上方；支撑座内设有收纳槽；在支撑座的左、右两侧设置有与收纳槽连通的滑槽，并在支撑座底部安装有行走轮；清扫机构包括两个摆杆、两清扫板、两刮料器及清扫驱动机构构成；两个摆杆穿过支撑座前端开口，呈左右对称设置，两个摆杆前端下表面分别与两清扫板固连，两个摆杆后端与清扫驱动机构连接，两刮料器分别可前后移动式沿横向穿装于支撑座上的两滑槽内，两刮料器内端部与清扫驱动机构连接；清扫驱动机构安装于收纳槽内；监控系统包括摄像头、报警器、第一无线发射模块、第二无线发射模块、控制器。本机器人提高了行驶的稳定性和安全性。

Description

一种安全巡检机器人

技术领域

本发明涉及建筑施工辅助设备技术领域，特别涉及为一种安全巡检机器人。

背景技术

巡检机器人在户外变电站、施工等场地的应用日趋广泛，以代替人做重复性、观察性乃至操作性工作，建筑施工过程中，为了便于远程工作人员及时掌握当前施工状况，会使用机器人对当前施工区域进行定时巡检，巡检机器人代替人工作业已成为趋势，其可靠性高，搭载特殊传感器可以完成人无法完成的作业，例如红外测温，有害气体检测等，目前户外机器人多为采用四轮全驱形式，其动力强劲。

现有的巡检机器人在行进过程中，若前方遇到积雪或杂物等障碍时，难以对积雪和杂物进行清扫，容易阻挡自身的行进路线，而且移动轮在长时间移动后，其表面也会附着较多的污渍，若不及时清理，会导致自身晃动及侧翻，从而影响实际使用。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种可清扫障碍、可刮出移动轮上的污渍，从而可提高行进时的稳定性和安全性能的安全巡检机器人。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种安全巡检机器人，其特征在于：包括机体、支撑座、清扫机构、监控系统；

所述机体固定安装在支撑座的上方；

所述支撑座内设置有收纳槽，所述收纳槽贯通支撑座的前端；在支撑座的左、右两侧设置有与收纳槽连通的滑槽，并在支撑座的底部安装有行走轮；

所述清扫机构包括两个摆杆、两清扫板、两刮料器及清扫驱动机构构成；两个摆杆穿过支撑座的前端开口，呈左右对称设置，两个摆杆前端下表面分别与两清扫板固定连接，两个摆杆的后端与清扫驱动机构连接，两刮料器分别可前后移动式沿横向穿装于支撑座上的两滑槽内，两刮料器的内端部与清扫驱动机构连接，两刮料器位于机体内的外侧的部分为刮料作用部；所述清扫驱动机构安装于所述收纳槽内，用于驱动两摆杆呈八字形开合运动，并用于驱动两刮料器沿前后方向往复直线运动；

所述监控系统包括摄像头、报警器、第一无线发射模块、第二无线发射模块、控制器；所述摄像头、报警器和第一无线发射模块均固定在机体前端的安装架上；摄像头的输出端与第一无线发送模块的输入端电性连接；第一无线发送模块，用于输出信号给客户端，客户端，用于输出信后给第二无线发送模块；第二无线发送模块，用于输出信后给控制器，控制器，用于给报警器和清扫驱动机构发出控制信号。

而且，所述清扫驱动机构包括电动推杆、齿条、传动齿轮；电动推杆沿前后方向设置于收纳槽内，电动推杆与支撑座的后侧壁固定连接；推杆前端与齿条的后端固定连接，齿条与位于左右两侧的两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮的顶部分别与一个摆杆的后端固定连接；推杆靠近前端的两侧分别与两刮料器的内端垂直固定连接。

而且，所述刮料器包括紧固杆、第一支杆和第二支杆；所述紧固杆沿左右方向延伸设置，所述第一支杆和第二支杆沿前后方向延伸设置；所述紧固杆以前后可滑动的方式穿过对应侧的滑槽，紧固杆的内端与电动推杆的推杆垂直固定连接，紧固杆的外端部按一定间距设置有两个沿前后方向的穿杆孔，在两个穿杆孔的上端分别对应设置有一螺纹孔；两个支杆分别活动贯穿在两个杆孔内，第一支杆的后端固定连接有第一刮料板，第二支杆的前端固定连接有第二刮料板，紧固杆的顶部螺纹连接有两个紧固螺栓，通过两个紧固螺钉分别使两个支杆固定在对应的紧固杆上；第一刮料板和第二刮料板的内部均开设有与后部移动轮弧形面和前部移动轮弧形面相适配的刮料槽。

而且，机体内设置有左右贯通的放置槽，在机体的顶部还设置有喷水机构，所述喷水机构包括筒支架、喷洒筒、蓄水箱、输水软管；筒支架的后端部与机体顶部后端部位铰连接，筒支架的前端下部连接有支架俯仰驱动机构；所述喷洒筒固定安装在筒支架的上方，喷洒筒前端设置有出水口，后端设置有进水接口，所述进水接口与输水软管的一端连接，所述蓄水箱置于机体放置槽内的下部位置，蓄水箱的内部固接有潜水泵，潜水泵的出水端与输水软管的另一端密封连通。

而且，在机体顶部制有两条限位槽，两条限位槽呈左右平行设置，并沿前后方向延伸；所述支架俯仰驱动机构包括两根撑杆、上横向导板、两个导向块、下横向导板、驱动丝杠和第一伺服电机；两撑杆的一端与筒支架的下端前部铰连接，两撑杆的另一端与上横向导板的上端铰连接，上横向导板的下端设置有两个导向块，两个导向块分别可滑动式插入到机体顶部的两条限位槽内，两导向块的下端与下横向导板固定连接，在下横向导板上设置有螺纹孔，通过螺纹孔与驱动丝杠连接，所述驱动丝杠沿前后方向可转动式安装在机体的放置槽内的上方位置，所述丝杠的后端与第一伺服电机65驱动连接，所述第一伺服电机固定安装在机体的后侧壁上。

而且，在喷洒筒的顶部固定安装有第二伺服电机，第二伺服电机的驱动端上固接有主动齿轮，主动齿轮的底部啮合有从动齿轮，从动齿轮固定安装在一喷头上，所述喷头穿装于喷洒筒的前端，且喷头和喷洒筒之前通过密封轴承转动连接；喷头内端固定连接有第一滤板；在喷洒筒内位于第一滤板的后侧固定有第二滤板，在两组滤板上布设有过滤孔。

而且，在机体的左右两侧位于放置槽的上部均铰接有一个挡板，两个挡板的内侧面均固接有两个卡块；在筒支板的左、右侧面均开设有两个卡槽，两个卡槽与连接于机体上的对应侧的挡板上的两个卡块相适配。

本发明具有的优点和积极效果为：

1、本发明机器人的清扫机构通过相对和相反摆动的两个清扫板，可以对当前巡检机器人前方道路上的积雪及杂物进行清扫，便于巡检机器人的正常行进，而且通过相对距离可调的第一刮料板和第二刮料板，可以对移动轮弧形面上附着的污渍进行刮除，防止污渍过多导致自身晃动及侧翻，增加了巡检机器人行进时的稳定性和安全性能。

2、该机器人巡检的过程中，通过摄像头可以对施工画面进行实时拍摄，然后通过第一无线发送模块传递至外部客户端上，外部客户端的工作人员通过远程观看视频画面的方式可以判断出施工状态是否违规，若违规，则通过第二无线发送模块向控制器发送控制指令，此时控制报警器发出报警信号，便于当前施工人员及时修改施工操作。

3、本发明的喷水机构可以对施工现场出现的小范围明火(如带火烟头等)进行喷水灭火，而且喷洒筒的角度可调，不仅能够灵活调节自身的喷洒范围，提高了灭火效率，而且使用后能够便于折叠收纳，不会占用多余空间，同时利用卡槽和卡块的卡接，可以将两个挡板固定在喷洒筒的前后两侧并对其进行防护，防止外力冲击导致喷洒筒出现变形及损坏现象。

附图说明

图1为本发明一种安全巡检机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种安全巡检机器人中支撑座的结构示意图；

图3为本发明一种安全巡检机器人中清扫机构的结构示意图；

图4为本发明一种安全巡检机器人中刮料器的结构示意图；

图5为本发明一种安全巡检机器人中喷水机构的结构示意图；

图6为本发明一种安全巡检机器人中筒支板的结构示意图；

图7为本发明一种安全巡检机器人中喷洒筒的剖视图；

图8为本发明一种安全巡检机器人的电路原理图。

图中：1、机体；11、放置槽；2、支撑座；21、收纳槽；22、移动轮；23、凹槽；24、滑槽；3、限位槽；31、挡板；32、卡块；4、安装架；41、报警器；42、第一无线发送模块；43、摄像头；5、清扫机构；51、电动推杆；52、刮料器；521、紧固杆；522、第一支杆；523、第二支杆；524、第一刮料板；525、第二刮料板；526、紧固螺栓；53、齿条；54、传动齿轮；55、摆杆；56、清扫板；6、喷水机构；61、撑杆；62、筒支板；621、卡槽；63、喷洒筒；631、第二伺服电机；632、主动齿轮；633、从动齿轮；634、喷头；635、第一滤板；636、第二滤板；64、软管；65、第一伺服电机；66、驱动丝杠；67、下横向导板；68、导向块；681、上横向导板；69、蓄水箱。

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。

请参阅图1至图8，本发明提供一种安全巡检机器人，包括机体1，机体1的内部沿左右方向贯通有放置槽11，机体1的底部固接有支撑座2，支撑座2的内部开设有收纳槽21，所述收纳槽贯通支撑座的前端。支撑座2的底部安装有四个移动轮22，机器人的行走参考现有技术，不是本发明的创新点，在此不再赘述。支撑座2的前端左右两侧设有与收纳槽21相通的两个凹槽23，支撑座2的中部左右两侧壁均开设有与收纳槽21相通的滑槽24。机体1的顶部开设有两条限位槽3，两条限位槽3呈左右平行设置，并沿前后方向延伸。机体1的左右两侧位于放置槽的上部均铰接有一个挡板31，两个挡板31的内侧面均固接有两个卡块32。机体1的前侧壁上固接有“L”型的安装架4，安装架4的竖边前侧固接有报警器41和第一无线发送模块42，安装架4的顶端固接有摄像头43，其中，摄像头43的输出端与第一无线发送模块42的输入端电连接，第一无线发送模块42的输出端与外部客户端的输入端电连接，外部客户端的输出端电连接第二无线发送模块，第二无线发送模块的输出端与控制器的输入端电连接，控制器的输出端电连接报警器41和第一伺服电机65的输入端，该机器人巡检的过程中，通过摄像头43可以对施工画面进行实时拍摄，然后通过第一无线发送模块42传递至外部客户端上，外部客户端的工作人员通过远程观看视频画面的方式可以判断出施工状态是否违规，若违规，则通过第二无线发送模块向控制器发送控制指令，此时控制报警器41发出报警信号，便于当前施工人员及时修改施工操作。

收纳槽21的内部安装有清扫机构5，清扫机构5包括电动推杆51、刮料器52、齿条53、传动齿轮54和摆杆55。电动推杆沿前后方向设置于收纳槽21内，电动推杆与支撑座的后侧壁固定连接。沿左右方向，推杆靠近前端的位置分别安装有左右两组刮料器，沿前后方向，推杆前端与齿条的后端固定连接，齿条53的左右两侧均啮合有一传动齿轮54，两个传动齿轮54的顶部分别与一个摆杆55的后端固定连接，两个摆杆呈左右对称设置，两个摆杆穿过支撑座的前端开口，两个摆杆5前端下表面均固接有一清扫板56。电动推杆51的固定端固接在收纳槽21的内部，两个传动齿轮54均通过轴承转动连接在收纳槽21的内部，两个摆杆55分别活动安装在两个凹槽23的内部，两个清扫板56位于支撑座2的前部。

两组刮料器呈左右对称设置，每组刮料器52均包括紧固杆521、第一支杆522和第二支杆523。所述紧固杆沿左右方向延伸设置，所述第一支杆和第二支杆沿前后方向延伸设置。所述紧固杆自由穿过对应侧的滑槽，紧固杆的内端与电动推杆的推杆垂直固定连接，紧固杆的外端部按一定间距设置有两个沿前后方向的穿杆孔，在两个穿杆孔的上端分别对应设置有一螺纹孔。两个支杆分别活动贯穿在两个杆孔内，第一支杆522的后端固定连接有第一刮料板524，第二支杆523的前端固定连接有第二刮料板525，紧固杆521的顶部螺纹连接有两个紧固螺栓526，通过两个紧固螺钉分别使两个支杆固定在对应的紧固杆上。第一刮料板524和第二刮料板525的内部均开设有与后部移动轮弧形面和前部移动轮弧形面相适配的刮料槽。

上述清扫机构5通过相对和相反摆动的两个清扫板56，可以对当前巡检机器人前方道路上的积雪及杂物进行清扫，便于巡检机器人的正常行进，而且通过相对距离可调的第一刮料板524和第二刮料板525，可以对移动轮22弧形面上附着的污渍进行刮除，防止污渍过多导致自身晃动及侧翻，增加了巡检机器人行进时的稳定性和安全性能。

在机体的顶部安装有喷水机构6，喷水机构6包括两撑杆61、筒支板62、喷洒筒63和输水软管64。两撑杆61的一端与筒支架的下端前部铰连接，筒支架的后端部与机体顶部后端部位铰连接。筒支板62的顶部固接有所述喷洒筒63，喷洒筒的前端设置有出水口，喷洒筒63上固定连通有软管64，喷洒筒的后端设置有进水接口，通过进水接口与输水软管的一端连接。两撑杆的另一端与同一上横向导板681的上端铰连接，上横向导板采用不锈钢板，上横向导板的下端设置有两个导向块68，两个导向块分别可滑动式插入到机体顶部的两条限位槽内，两导向块的下端共同连接下横向导板67，在下横向导板上设置有螺纹孔，通过螺纹孔与驱动丝杠66连接，所述驱动丝杠沿前后方向可转动式安装在机体的放置槽内的上方位置，所述丝杠的后端与第一伺服电机65驱动连接，所述第一伺服电机固定安装在机体的后侧壁上。在机体1的放置槽内的下部位置固接有蓄水箱69，蓄水箱69的内部固接有潜水泵，且蓄水箱69的后表面固接有控制器，潜水泵的出水端与软管64的另一端密封连通。

筒支板62的左、右侧面均开设有两个卡槽621，两个卡槽621与连接于机体上的对应侧的挡板上的两个卡块32相适配。

在喷洒筒63的顶部固接有第二伺服电机631，第二伺服电机631的驱动端上固接有主动齿轮632，主动齿轮632的底部啮合有从动齿轮633，从动齿轮633固定安装在一喷头上，所述喷头穿装于喷洒筒的前端，且喷头634和喷洒筒63之前通过密封轴承转动连接。喷头634内端(位于喷洒筒内的一端)固定连接有第一滤板635。在喷洒筒内位于第一滤板的后侧固定有第二滤板636，在两组滤板上布设有过滤孔。

本喷水机构6可以对施工现场出现的小范围明火进行喷水灭火，而且喷洒筒63的角度可调，不仅能够灵活调节自身的喷洒范围，提高了灭火效率，而且使用后能够便于折叠收纳，不会占用多余空间，同时利用卡槽621和卡块32的卡接，可以将两个挡板31固定在喷洒筒63的前后两侧并对其进行防护，防止外力冲击导致喷洒筒63出现变形及损坏现象，而且通过远程控制第二伺服电机631，此时通过主动齿轮632和从动齿轮633的啮合，可以控制第一滤板635旋转，当第一滤板635和第二滤板636上的滤孔逐渐分离时，此时水流通过时得以呈雾状，方便对周围进行降尘处理。

针对上述的喷水结构，在摄像头43、第一无线发送模块42以及报警器41上均安装有防水罩，可以起到防水的作用。

本安全巡检机器人的工作原理：

使用本装置时，摄像头43可以将施工现场的视频画面发送至客户端上，若发现小范围明火(如带火烟头等)时，向控制器发送指令，此时控制器控制第一伺服电机65工作，第一伺服电机65正反转后可以带动驱动丝杠66正反旋转，此时可以带动下横向导板67、两导向块68和上横向导板681前后移动，通过上横向导板681的前后移动，可以带动撑杆61顶起或下放，进而可以改变筒支板62和喷洒筒63的角度，此时通过蓄水箱69内的潜水泵可以将水源通过软管64注入喷洒筒63内并喷出，从而可以对施工现场出现的烟头进行喷水灭火，使用后，将筒支板62向上翻转，并将卡块32扣合在卡槽621内，此时可以对喷洒筒63前后进行遮挡，而且喷洒筒63的角度可调，不仅能够灵活调节自身的喷洒范围，提高了灭火效率，而且使用后能够便于折叠收纳，不会占用多余空间，同时利用卡槽621和卡块32的卡接，可以将两个挡板31固定在喷洒筒63的前后两侧并对其进行防护，防止外力冲击导致喷洒筒63出现变形及损坏现象。当前方遇到障碍物时，控制电动推杆51伸缩，此时可以带动齿条53左右移动，齿条53左右移动后可以带动两个传动齿轮54相对和相反旋转，进而带动两个摆杆55相对和相反摆动，最后带动两个清扫板56相对和相反摆动，从而将障碍物向两侧推送，而后左右调整第一支杆522和第二支杆523，此时可以带动第一刮料板524和第二刮料板525移动，当第一刮料板524和第二刮料板525分别移动至两个移动轮22上时，将两个紧固螺栓526拧紧，此时可以对第一刮料板524和第二刮料板525进行固定，此时随着移动轮22的行进，通过第一刮料板524和第二刮料板525可以对移动轮22上附着的污渍进行刮除，所以清扫机构5通过相对和相反摆动的两个清扫板56，可以对当前巡检机器人前方道路上的积雪及杂物进行清扫，便于巡检机器人的正常行进，而且通过相对距离可调的第一刮料板524和第二刮料板525，可以对移动轮22弧形面上附着的污渍进行刮除，防止污渍过多导致自身晃动及侧翻，增加了巡检机器人行进时的稳定性和安全性能。

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 (7)

1.一种安全巡检机器人，其特征在于：包括机体、支撑座、清扫机构、监控系统；

所述机体固定安装在支撑座的上方；

所述支撑座内设置有收纳槽，所述收纳槽贯通支撑座的前端；在支撑座的左、右两侧设置有与收纳槽连通的滑槽，并在支撑座的底部安装有行走轮；

所述清扫机构包括两个摆杆、两清扫板、两刮料器及清扫驱动机构构成；两个摆杆穿过支撑座的前端开口，呈左右对称设置，两个摆杆前端下表面分别与两清扫板固定连接，两个摆杆的后端与清扫驱动机构连接，两刮料器分别可前后移动式沿横向穿装于支撑座上的两滑槽内，两刮料器的内端部与清扫驱动机构连接，两刮料器位于机体内的外侧的部分为刮料作用部；所述清扫驱动机构安装于所述收纳槽内，用于驱动两摆杆呈八字形开合运动，并用于驱动两刮料器沿前后方向往复直线运动；

所述监控系统包括摄像头、报警器、第一无线发射模块、第二无线发射模块、控制器；所述摄像头、报警器和第一无线发射模块均固定在机体前端的安装架上；摄像头的输出端与第一无线发送模块的输入端电性连接；第一无线发送模块，用于输出信号给客户端，客户端，用于输出信后给第二无线发送模块；第二无线发送模块，用于输出信号给控制器，控制器，用于给报警器和清扫驱动机构发出控制信号。

2.根据权利要求1所述的安全巡检机器人，其特征在于：所述清扫驱动机构包括电动推杆、齿条、传动齿轮；电动推杆沿前后方向设置于收纳槽内，电动推杆与支撑座的后侧壁固定连接；推杆前端与齿条的后端固定连接，齿条与位于左右两侧的两个传动齿轮啮合，两个传动齿轮的顶部分别与一个摆杆的后端固定连接；推杆靠近前端的两侧分别与两刮料器的内端垂直固定连接。

3.根据权利要求1所述的安全巡检机器人，其特征在于：所述刮料器包括紧固杆、第一支杆和第二支杆；所述紧固杆沿左右方向延伸设置，所述第一支杆和第二支杆沿前后方向延伸设置；所述紧固杆以前后可滑动的方式穿过对应侧的滑槽，紧固杆的内端与电动推杆的推杆垂直固定连接，紧固杆的外端部按一定间距设置有两个沿前后方向的穿杆孔，在两个穿杆孔的上端分别对应设置有一螺纹孔；两个支杆分别活动贯穿在两个杆孔内，第一支杆的后端固定连接有第一刮料板，第二支杆的前端固定连接有第二刮料板，紧固杆的顶部螺纹连接有两个紧固螺栓，通过两个紧固螺钉分别使两个支杆固定在对应的紧固杆上；第一刮料板和第二刮料板的内部均开设有与后部移动轮弧形面和前部移动轮弧形面相适配的刮料槽。

4.根据权利要求1所述的安全巡检机器人，其特征在于：机体内设置有左右贯通的放置槽，在机体的顶部还设置有喷水机构，所述喷水机构包括筒支架、喷洒筒、蓄水箱、输水软管；筒支架的后端部与机体顶部后端部位铰连接，筒支架的前端下部连接有支架俯仰驱动机构；所述喷洒筒固定安装在筒支架的上方，喷洒筒前端设置有出水口，后端设置有进水接口，所述进水接口与输水软管的一端连接，所述蓄水箱置于机体放置槽内的下部位置，蓄水箱的内部固接有潜水泵，潜水泵的出水端与输水软管的另一端密封连通。

5.根据权利要求4所述的安全巡检机器人，其特征在于：在机体顶部制有两条限位槽，两条限位槽呈左右平行设置，并沿前后方向延伸；所述支架俯仰驱动机构包括两根撑杆、上横向导板、两个导向块、下横向导板、驱动丝杠和第一伺服电机；两撑杆的一端与筒支架的下端前部铰连接，两撑杆的另一端与上横向导板的上端铰连接，上横向导板的下端设置有两个导向块，两个导向块分别可滑动式插入到机体顶部的两条限位槽内，两导向块的下端与下横向导板固定连接，在下横向导板上设置有螺纹孔，通过螺纹孔与驱动丝杠连接，所述驱动丝杠沿前后方向可转动式安装在机体的放置槽内的上方位置，所述丝杠的后端与第一伺服电机驱动连接，所述第一伺服电机固定安装在机体的后侧壁上。

6.根据权利要求5所述的安全巡检机器人，其特征在于：在喷洒筒的顶部固定安装有第二伺服电机，第二伺服电机的驱动端上固接有主动齿轮，主动齿轮的底部啮合有从动齿轮，从动齿轮固定安装在一喷头上，所述喷头穿装于喷洒筒的前端，且喷头和喷洒筒之前通过密封轴承转动连接；喷头内端固定连接有第一滤板；在喷洒筒内位于第一滤板的后侧固定有第二滤板，在两组滤板上布设有过滤孔。

7.根据权利要求4所述的安全巡检机器人，其特征在于：在机体的左右两侧位于放置槽的上部均铰接有一个挡板，两个挡板的内侧面均固接有两个卡块；在筒支板的左、右侧面均开设有两个卡槽，两个卡槽与连接于机体上的对应侧的挡板上的两个卡块相适配。

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