CN116946279A - 一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，包括有机器人本体，机器人本体上通过升降装置安装有甲烷泄漏监测模块，机器人本体底部的四角位置处均安装有机器人行走机构。本发明所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，相比于传统的轮式或者履带式行走机构来说，具有优越的平衡能力、环境适应能力，更高的灵活性及便捷性，四足机器人的落脚点相对离散，可以适应不同地形，如楼梯，台阶，斜坡，山地等，极大的满足了各种恶劣的应用条件，减少人工劳动强度，降低了成本，在一定程度上也提高了智能化管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及巡检装置技术领域，具体地说是一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人。
背景技术
目前现有的甲烷泄漏检测设备基本为普通轮式或者履带式，多用于较为平整的路面，且因外观尺寸限制，对路面的宽度也有一定范围要求，所以不能很好满足各种不同地形环境下的甲烷泄漏点监测，如何让巡检机器人适应全地形环境下的甲烷泄露点监测是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，在机器人本体底部的四角位置处均安装有能独立动作的行走机构，替代传统的轮式或者履带式行走机构，具有更加优越的平衡能力和环境适应能力，实现全地形环境下的甲烷泄露点监测，解决了现有技术中的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，包括有机器人本体，机器人本体上通过升降装置安装有甲烷泄漏监测模块，机器人本体底部的四角位置处均安装有机器人行走机构，各机器人行走机构均包括有安装在机器人本体上的第一C型架，在第一C型架的一侧设有第一电机，第一C型架内安装有能转动的第一旋转架，第一电机的输出轴与第一旋转架的转轴相连接，在第一旋转架内安装有能转动的第二旋转架，第二旋转架内安装有第二电机，第二电机的输出轴与第二旋转架的转轴相连接，其中第二旋转架的转轴与第一旋转架的转轴相垂直布置，所述第二旋转架通过固定轴连接有第二C型架，第二C型架外周安装有能转动的第三旋转架，在第二C型架内设有第三电机，第三电机的输出轴与第三旋转架的转轴相连接，其中第三旋转架的转轴与第一旋转架的转轴相平行布置，所述第三旋转架的下端安装有支腿机构。所述升降装置包括固定在机器人本体上的下连接板，下连接板上安装有伺服电机和水平设置的丝杆，伺服电机的输出轴与丝杆相连接，在下连接板的上侧设有上连接板，上连接板和下连接板之间连接有剪叉臂，剪叉臂底部的一端铰接在下连接板上，剪叉臂底部的另一端铰接在与丝杆相配合的丝母上，剪叉臂上部的一端铰接在上连接板上，剪叉臂上部的另一端安装有导向杆，上连接板的两侧开设有与导向杆相配合的导向槽，在甲烷泄漏监测模块底部安装有遥控云台，遥控云台固定在上连接板上。所述支腿机构包括安装在第三旋转架上的减震套，减震套内安装有能竖向升降的减震杆，减震杆顶部设有与减震套内腔相配合的凸沿，凸沿下部的减震杆外周套装有第一减震弹簧，凸沿上部的减震套内安装有第二减震弹簧，减震杆伸出减震套的底端安装有橡胶垫。所述机器人本体底部的两端均安装有监测降落定位装置，各监测降落定位装置包括安装在机器人本体宽度方向两侧的转板，各转板上均设有降落支撑杆，在机器人本体底部安装有第四电机，第四电机的输出轴与转板的转轴相连接，第四电机启动时能让处于水平状态的降落支撑杆转动至竖直状态。
本发明的积极效果在于：本发明所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，包括机器人本体，在机器人本体上通过升降装置安装有甲烷泄漏监测模块，机器人本体底部的四角位置处均安装有能独立动作的行走机构，各行走机构通过多个电机控制具有多个方向的自由度，相比于传统的轮式或者履带式行走机构来说，具有优越的平衡能力、环境适应能力，更高的灵活性及便捷性，四足机器人的落脚点相对离散，可以适应不同地形，如楼梯，台阶，斜坡，山地等。极大的满足了各种恶劣的应用条件，减少人工劳动强度，降低了成本，在一定程度上也提高了智能化管理水平。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是一个行走机构的结构示意图；
图5是升降装置的结构示意图；
图6是图2中A-A向剖视图的放大视图；
图7是本发明加装监测降落定位装置的结构示意图；
图8是降落支撑杆转动至竖直位置的状态示意图；
图9、图10和图11是本发明的阶段性产品示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，如图1-3所示，包括有机器人本体1，机器人本体1作为整个装置的安装基础，在机器人本体1上通过升降装置安装有甲烷泄漏监测模块2，甲烷泄漏监测模块2可以对巡检位置的装置进行监测，以判断是否发生甲烷泄漏，进而避免后续的险情，其中甲烷泄漏监测模块2可以是中国公开专利“CN202210037176.9”中所述的一种激光甲烷遥测装置。
为实现甲烷泄露巡检机器人在全地形上的正常行走，机器人本体1底部的四角位置处均安装有机器人行走机构，如图4所示，各机器人行走机构均包括有安装在机器人本体1上的第一C型架3，在第一C型架3的一侧设有第一电机4，第一C型架3内安装有能转动的第一旋转架5，第一电机4的输出轴与第一旋转架5的转轴相连接，第一电机4启动能带动第一旋转架5相对第一C型架3进行转动。
在第一旋转架5内安装有能转动的第二旋转架6，第二旋转架6内安装有第二电机7，第二电机7的输出轴与第二旋转架6的转轴相连接，其中第二旋转架6的转轴与第一旋转架5的转轴相垂直布置，第二电机7启动能带动第二旋转架6相对第一旋转架5进行转动。
所述第二旋转架6通过固定轴8连接有第二C型架9，第二C型架9外周安装有能转动的第三旋转架10，在第二C型架9内设有第三电机11，第三电机11的输出轴与第三旋转架10的转轴相连接，其中第三旋转架10的转轴与第一旋转架5的转轴相平行布置，第三电机11启动能带动第三旋转架10相对第二C型架9转动。
所述第三旋转架10的下端安装有支腿机构，通过上述三个电机的分别动作，让各行走机构具备三个自由度，整体行走较为灵活，且与地面的接触面积较小，爬坡越障能力均有显著提高。
进一步地，为了便于调整甲烷泄漏监测模块2的位置，以实现对不同位置的泄漏监测，如图5所示，所述升降装置包括固定在机器人本体1上的下连接板12，下连接板12上安装有伺服电机13和水平设置的丝杆14，伺服电机13的输出轴与丝杆14相连接，伺服电机13启动能带动丝杆14进行转动。在下连接板12的上侧设有上连接板15，上连接板15和下连接板12之间连接有剪叉臂16，剪叉臂16底部的一端铰接在下连接板12上，剪叉臂16底部的另一端铰接在与丝杆14相配合的丝母17上，剪叉臂16上部的一端铰接在上连接板15上，剪叉臂16上部的另一端安装有导向杆18，上连接板15的两侧开设有与导向杆18相配合的导向槽19，丝杆14转动时能带动其上丝母17进行水平移动，进而带动剪叉臂16进行伸缩竖向升降来调节甲烷泄漏监测模块2的高度位置。
为实现甲烷泄漏监测模块2的位置调节，在甲烷泄漏监测模块2底部安装有遥控云台26，遥控云台26固定在上连接板15上，操作人员可以通过操控遥控云台26来调节甲烷泄漏监测模块2的位置，确保对设定位置的精准监测。
为确保各支腿机构行走过程中的稳定性以及减震性能，如图6所示，所述支腿机构包括安装在第三旋转架10上的减震套20，减震套20内安装有能竖向升降的减震杆21，减震杆21顶部设有与减震套20内腔相配合的凸沿22，凸沿22下部的减震杆21外周套装有第一减震弹簧23，凸沿22上部的减震套20内安装有第二减震弹簧24，减震杆21伸出减震套20的底端安装有橡胶垫25，通过上述第一减震弹簧23、第二减震弹簧24和橡胶垫25能起到显著的减震作用。
进一步地，为了整体装置在通过行走机构移动到位后，能更为稳定地对设定位置进行泄漏监测，同时在监测过程中可以关闭行走机构上各电机的动力，以起到节约电能的目的，所述机器人本体1底部的两端均安装有监测降落定位装置，如图7所示，各监测降落定位装置包括安装在机器人本体1宽度方向两侧的转板27，各转板27上均设有降落支撑杆28，在机器人本体1底部安装有第四电机29，第四电机29的输出轴与转板27的转轴相连接，第四电机29启动时能让处于水平状态的降落支撑杆28转动至竖直状态。当装置需要行走机构进行移动时，降落支撑杆28处于图7所示的水平状态，和机器人本体1相平行布置，不会与行走机构的动作产生干涉，当整体装置移动到位后，降落支撑杆28转动至图8所示的状态，各行走机构上电机控制支腿远离地面，并由降落支撑杆28与地面相接触并提供必要的支撑，关闭行走机构上各电机的动力，从而起到节约电能的目的。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (4)
1.一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，其特征在于：包括有机器人本体（1），机器人本体（1）上通过升降装置安装有甲烷泄漏监测模块（2），机器人本体（1）底部的四角位置处均安装有机器人行走机构，各机器人行走机构均包括有安装在机器人本体（1）上的第一C型架（3），在第一C型架（3）的一侧设有第一电机（4），第一C型架（3）内安装有能转动的第一旋转架（5），第一电机（4）的输出轴与第一旋转架（5）的转轴相连接，在第一旋转架（5）内安装有能转动的第二旋转架（6），第二旋转架（6）内安装有第二电机（7），第二电机（7）的输出轴与第二旋转架（6）的转轴相连接，其中第二旋转架（6）的转轴与第一旋转架（5）的转轴相垂直布置，所述第二旋转架（6）通过固定轴（8）连接有第二C型架（9），第二C型架（9）外周安装有能转动的第三旋转架（10），在第二C型架（9）内设有第三电机（11），第三电机（11）的输出轴与第三旋转架（10）的转轴相连接，其中第三旋转架（10）的转轴与第一旋转架（5）的转轴相平行布置，所述第三旋转架（10）的下端安装有支腿机构。
2.根据权利要求1所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，其特征在于：所述升降装置包括固定在机器人本体（1）上的下连接板（12），下连接板（12）上安装有伺服电机（13）和水平设置的丝杆（14），伺服电机（13）的输出轴与丝杆（14）相连接，在下连接板（12）的上侧设有上连接板（15），上连接板（15）和下连接板（12）之间连接有剪叉臂（16），剪叉臂（16）底部的一端铰接在下连接板（12）上，剪叉臂（16）底部的另一端铰接在与丝杆（14）相配合的丝母（17）上，剪叉臂（16）上部的一端铰接在上连接板（15）上，剪叉臂（16）上部的另一端安装有导向杆（18），上连接板（15）的两侧开设有与导向杆（18）相配合的导向槽（19），在甲烷泄漏监测模块（2）底部安装有遥控云台（26），遥控云台（26）固定在上连接板（15）上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，其特征在于：所述支腿机构包括安装在第三旋转架（10）上的减震套（20），减震套（20）内安装有能竖向升降的减震杆（21），减震杆（21）顶部设有与减震套（20）内腔相配合的凸沿（22），凸沿（22）下部的减震杆（21）外周套装有第一减震弹簧（23），凸沿（22）上部的减震套（20）内安装有第二减震弹簧（24），减震杆（21）伸出减震套（20）的底端安装有橡胶垫（25）。
4.根据权利要求1所述的一种适用于全地形的甲烷泄漏巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）底部的两端均安装有监测降落定位装置，各监测降落定位装置包括安装在机器人本体（1）宽度方向两侧的转板（27），各转板（27）上均设有降落支撑杆（28），在机器人本体（1）底部安装有第四电机（29），第四电机（29）的输出轴与转板（27）的转轴相连接，第四电机（29）启动时能让处于水平状态的降落支撑杆（28）转动至竖直状态。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117697794A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 内蒙古北科交大机器人有限公司 | 一种适用恶劣环境的管线巡检机器人 |
| CN118149288A (zh) * | 2024-05-13 | 2024-06-07 | 吉林大学 | 一种海洋平台可燃气体泄漏用巡检探测器 |
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