CN117001632A - 一种工业巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业巡检机器人，涉及机器人技术领域，包括机器人本体、双目云台及手持智能遥控终端，所述机器人本体的底部设置有移动机构，所述移动机构包括四个移动轮模组，四个移动轮模组两两为一组分别装配于机器人本体的两侧；所述移动轮模组包括垂直并转动装配在机器人本体上的第一转动轴、固定在第一转动轴输出端的横架条，以及对称装配于横架条两端的驱动轮组件，其中，第一转动轴与横架条构成T型状，驱动轮组件包括第二转动轴及固定在第二转动轴上的驱动轮。本发明通过对移动机构的结构设计，能提高工业巡检机器人在各种复杂地形通过能力和机动能力，使工业巡检机器人不受地形的限制，提高工业巡检机器人巡检应用范围。

Description

一种工业巡检机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种工业巡检机器人。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务。由于轮式底盘速度快、能量利用效率高、机构简单可靠、制造使用维护成本低，因此成为巡检机器人最常用的底盘构型。

工业巡检机器人在巡检过程中会遇到经常会遇到高低不平的地面或遗落在地面上的障碍物，在道路较宽、障碍物占用的道路宽度不大时，巡检机器人还能旁边绕过，然而，在遇到不能绕过的障碍地形时，巡检机器人只能停止、报警，等待人工处理，浪费巡检和工人的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业巡检机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种工业巡检机器人，包括机器人本体、双目云台及手持智能遥控终端，其特征在于，所述机器人本体的底部设置有移动机构，所述移动机构包括四个移动轮模组，四个移动轮模组两两为一组分别装配于机器人本体的两侧；

所述移动轮模组包括垂直并转动装配在机器人本体上的第一转动轴、固定在第一转动轴输出端的横架条，以及对称装配于横架条两端的驱动轮组件，其中，第一转动轴与横架条构成T型状，驱动轮组件包括第二转动轴及固定在第二转动轴上的驱动轮；

所述第一转动轴的输出端延伸至延伸机器人本体内，并与固定于机器人本体内的第一转动驱动装置连接，所述第一转动驱动装置包括刹车装置的第一步进电机，以及设于第一步进电机的输出端与第一转动轴的输入端的扭力传动组件，所述扭力传动组件包括套设在第一转动轴输入端的套筒，套筒的远离第一转动轴的一端可拆卸固定有封板，封板与第一转动轴输入端之间设置有扭力弹簧，所述套筒的外侧的两侧对称开设有通槽，所述第一转动轴外侧对应通槽处设置有卡块。

进一步地，所述双目云台由1路可见光相机和1路红外相机组成。

进一步地，所述横架条两端的驱动轮交错重叠设置。

进一步地，所述驱动轮组件还包括对称滑动装配在横架条两侧并仅能沿横架条长度方向滑动的滑动部，两个滑动部相背的一端均设置有限位部，且两个限位部分别位于横架条的两端，所述第二转动轴转动装配在限位部上，且第二转动轴的输入端与固定在限位部上的驱动电机输出端连接。

进一步地，所述移动轮模组还包括导向组件，所述导向组件包括套设在第一转动轴外侧的定位管，以及固定在转动管靠近横架条一端的导向块，所述导向块靠近横架条一侧设置在闭合的导向槽，所述滑动部上设置有插入导向槽内的导向柱，所述导向槽包括两个对称与第一转动轴同轴的圆弧部，以及连接在两个圆弧部两端的V型部。

进一步地，所述定位管与第一转动轴转动配合，且定位管远离横架条的一端延伸至机器人本体内部，并与机器人本体内置的第三转动驱动装置连接，所述第三转动驱动装置包括带刹车装置的第二步进电机，第二步进电机的输出端与定位管之间通过链条机构传动连接。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明通过对移动机构的结构设计，能提高工业巡检机器人在各种复杂地形通过能力和机动能力，使工业巡检机器人不受地形的限制，提高工业巡检机器人巡检应用范围。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

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

图1是本发明的第一状态结构示意图；

图2是本发明的第二状态结构示意图；

图3是本发明的移动轮模组结构示意图；

图4是本发明的移动轮模组爆炸结构示意图；

图5是本发明的导向块结构示意图；

图6是图1的侧视结构示意图；

图7是图2的侧视结构示意图。

图中：

100、机器人本体；200、双目云台；

300、移动轮模组；310、第一转动轴；320、横架条；330、驱动轮组件；331、第二转动轴；332、驱动轮；333、滑动部；334、限位部；335、驱动电机；340、第一转动驱动装置；341、第一步进电机；342、扭力传动组件；342a、套筒；342b、封板；342c、扭力弹簧；342d、通槽；342e、卡块；351、定位管；352、导向块；353、导向槽；353a、圆弧部；353b、V型部；354、导向柱；360、第三转动驱动装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图7，本发明提供了一种工业巡检机器人，包括机器人本体100、双目云台200及手持智能遥控终端，机器人本体100的底部设置有移动机构。使用时，安全运维人员可通过手持智能遥控终端控制的移动机构，使机器人本体100在各种工业巡检场地移动，其中，双目云台200能对巡检巡检场地图像进行采集，并将图像信息传输至远程终端，通过工业巡检机器人代替人工巡检进行工作，以减轻巡检人员的劳动强度，降低巡检过程中存在的安全隐患。机器人本体100、双目云台200及手持智能遥控终端为现有技术，其的具体结构和原理在这里不作过多阐述。

本技术方案主要通过移动机构的结构设计，以实现提高工业巡检机器人在各种复杂地形通过能力和机动能力，使工业巡检机器人不受地形的限制，提高工业巡检机器人巡检应用范围。

所述移动机构包括四个移动轮模组300，四个移动轮模组300两两为一组分别装配于机器人本体100的两侧；所述移动轮模组300包括垂直并转动装配在机器人本体100上的第一转动轴310、固定在第一转动轴310输出端的横架条320，以及对称装配于横架条320两端的驱动轮组件330，其中，第一转动轴310与横架条320构成T型状，驱动轮组件330包括第二转动轴331及固定在第二转动轴331上的驱动轮332。

在实际使用时，移动轮模组300可根据巡检区域地形的变化，通过第一转动轴310的转动改变横架条320的姿态，使工业巡检机器人更好的通过巡检区域。

具体的，如图1和图6所示，当遇到复杂的非结构化地形，例如，砂石路面，减震带路面等时，四个移动轮模组300可通过第一转动轴310的转动使其横架条320转动至水平姿态，此时，移动机构的八个驱动轮332均着地，且八个驱动轮332均处于工作状态，处于工作状态的八个驱动轮332能在各自的第二转动轴331发生转动时发生旋转使工业巡检机器人在该区域移动，在工业巡检机器人的移动过程中，八个驱动轮332不仅提供了强劲动力，而且还能使工业巡检机器人具有优异的地形通过能力和机动能力。

当遇到较为平坦的路面时，如图2和图7所示，四个移动轮模组300可通过第一转动轴310的转动使其横架条320呈倾斜姿态，此时，移动机构的八个驱动轮332中，其中四个驱动轮332脱离地面处于待机状态，仅四个驱动轮332与地面接触处于工作状态，而处于工作状态的四个驱动轮332能在各自的第二转动轴331发生转动时发生旋转使工业巡检机器人在该区域移动，在工业巡检机器人的移动过程中，仅四个驱动轮332被启动，可以降低业巡检机器人在巡检过程中的电力消耗，以延长机器人本体100使用时间。

除此之外，本技术方案还能在遇到较大障碍物时，通过位于机器人本体100前进方向的两个移动轮模组300的第一转动轴310的转动，使得移动轮模组300其中一个驱动轮332抬升，以搭接障碍物上，然后通过八个驱动轮332的转动配合，使工业巡检机器人轻松的越过障碍物，参考图2和图7。

在本具体实施例中，所述第一转动轴310的输出端延伸至机器人本体100内，并与固定于机器人本体100内的第一转动驱动装置340连接，所述第一转动驱动装置340包括刹车装置的第一步进电机341，以及设于第一步进电机341的输出端与第一转动轴310输入端的扭力传动组件342，所述扭力传动组件342包括套设在第一转动轴310输入端的套筒342a，套筒342a的远离第一转动轴310的一端设置有封板342b，封板342b与第一转动轴310输入端之间设置有扭力弹簧342c，所述套筒342a的外侧的两侧对称开设有通槽342d，所述第一转动轴310外侧对应通槽342d处设置有卡块342e，所述第一步进电机341的输出端与封板342b中心固定连接。本技术方案中，刹车装置并联在第一步进电机341的电路上，在第一步进电机341通电时，刹车装置也通电，刹车装置脱离第一步进电机341的输出轴，第一步进电机341正常运转，当断电时（即第一步进电机341停止工作时），刹车释放紧紧抱住第一步进电机341的输出轴，刹车装置为现有技术，其具体结构和原理在这里不做过多阐述，通过该刹车装置能在第一转动轴310被第一步进电机341驱动转动指定角度后，锁止第一步进电机341的输出轴；

基于上述的设计，当移动机构的八个驱动轮332均处于工作状态，即说明工业巡检机器人在复杂的非结构化地形内移动，此时，第一转动轴310的卡块342e位于套筒342a的通槽342d中部，而扭力弹簧342c处于常态，在工业巡检机器人移动过程中，虽然第一步进电机341的电机轴被锁止，但第一转动轴310相对于套筒342a还是能发生转动，由此，当移动轮模组300通过起伏较大的区域时，两个驱动轮332能被动的发生偏摆，通过横架条320使第一转动轴310发生转动并压缩扭力弹簧342c，以减缓移动过程中的振动，避免振动导致工业巡检机器人采集的数据模糊或导致电器件连接线松动。

在本具体实施例中，横架条320两端的驱动轮332交错重叠设置。如此可降低机器人本体100整体的长度，便于在巡检时通过狭小的弯道。

在本具体实施例中，所述驱动轮组件330还包括对称滑动装配在横架条320两侧并仅能沿横架条320长度方向滑动的滑动部333，两个滑动部333相背的一端均设置有限位部334，且两个限位部334分别位于横架条320的两端，所述第二转动轴331转动装配在限位部334上，且第二转动轴331的输入端与固定在限位部334上的驱动电机335输出端连接；所述移动轮模组300还包括导向组件，所述导向组件包括套设在第一转动轴310外侧的定位管351，以及固定在定位管351靠近横架条320一端的导向块352，所述导向块352靠近横架条320一侧设置在闭合的导向槽353，所述滑动部333上设置有插入导向槽353内的导向柱354，所述导向槽353包括两个对称与第一转动轴310同轴的圆弧部353a，以及连接在两个圆弧部353a两端的V型部353b。

基于上述的设计，当横架条320处于水平姿态时，两个滑动部333上的导向柱354均处于导向槽353的圆弧部353a内，此时，两个驱动轮332之间的间距最短，当第一转动轴310发生转动时，此情况发生在巡检机器人需越过障碍物时或在起伏较大的路面移动两个驱动轮332被动发生摆动时，在巡检机器人需越过障碍物过程中，第一转动轴310发生转动会使两个滑动部333上导向柱354在导向槽353内同步滑动，随着第一转动轴310转动角度的增大，导向柱354会滑动至导向槽353V型部353b内，使得导向柱354至第一转动轴310之间距离增大，此时，两个滑动部333会相背滑动，从而使得两个驱动轮332之间的距离增大，由此，当移动轮模组300其中一个驱动轮332抬升搭接障碍物上，两个驱动轮332之间的距离增大能越过更高的障碍物，而在起伏较大移动两个驱动轮332被动发生摆动时，两个驱动轮332之间的距离增大能在通过起伏更大路面时，具有更好的减缓冲击的效果。

除此之外，本技术方案可以通过第一转动轴310的转动，在一个驱动轮332与地面接触时，增大机器人本体100与地面之间的距离，以通过起伏较大的地形。

进一步地，所述定位管351与第一转动轴310转动配合，且定位管351远离横架条320的一端延伸至机器人本体100内部，并与机器人本体100内置的第三转动驱动装置360连接，所述第三转动驱动装置360包括带刹车装置的第二步进电机，第二步进电机的输出端与定位管351之间通过链条机构传动连接。

基于上述的设计，通过第二步进电机转动使导向块352发生转动，进而改变导向槽353圆弧部353a和V型部353b的位置，改变两个驱动轮332之间的距离，适应更复杂的地形。

在本具体实施例中，所述双目云台200由1路可见光相机和1路红外相机组成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种工业巡检机器人，包括机器人本体、双目云台及手持智能遥控终端，其特征在于，所述机器人本体的底部设置有移动机构，所述移动机构包括四个移动轮模组，四个移动轮模组两两为一组分别装配于机器人本体的两侧；

所述移动轮模组包括垂直并转动装配在机器人本体上的第一转动轴、固定在第一转动轴输出端的横架条，以及对称装配于横架条两端的驱动轮组件，其中，第一转动轴与横架条构成T型状，驱动轮组件包括第二转动轴及固定在第二转动轴上的驱动轮；

所述第一转动轴的输出端延伸至延伸机器人本体内，并与固定于机器人本体内的第一转动驱动装置连接，所述第一转动驱动装置包括刹车装置的第一步进电机，以及设于第一步进电机的输出端与第一转动轴的输入端的扭力传动组件，所述扭力传动组件包括套设在第一转动轴输入端的套筒，套筒的远离第一转动轴的一端可拆卸固定有封板，封板与第一转动轴输入端之间设置有扭力弹簧，所述套筒的外侧的两侧对称开设有通槽，所述第一转动轴外侧对应通槽处设置有卡块。

2.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于，所述双目云台由1路可见光相机和1路红外相机组成。

3.根据权利要求1所述的工业巡检机器人，其特征在于，所述横架条两端的驱动轮交错重叠设置。

4.根据权利要求3所述的工业巡检机器人，其特征在于，所述驱动轮组件还包括对称滑动装配在横架条两侧并仅能沿横架条长度方向滑动的滑动部，两个滑动部相背的一端均设置有限位部，且两个限位部分别位于横架条的两端，所述第二转动轴转动装配在限位部上，且第二转动轴的输入端与固定在限位部上的驱动电机输出端连接。

5.根据权利要求4所述的工业巡检机器人，其特征在于，所述移动轮模组还包括导向组件，所述导向组件包括套设在第一转动轴外侧的定位管，以及固定在转动管靠近横架条一端的导向块，所述导向块靠近横架条一侧设置在闭合的导向槽，所述滑动部上设置有插入导向槽内的导向柱，所述导向槽包括两个对称与第一转动轴同轴的圆弧部，以及连接在两个圆弧部两端的V型部。

6.根据权利要求5所述的工业巡检机器人，其特征在于，所述定位管与第一转动轴转动配合，且定位管远离横架条的一端延伸至机器人本体内部，并与机器人本体内置的第三转动驱动装置连接，所述第三转动驱动装置包括带刹车装置的第二步进电机，第二步进电机的输出端与定位管之间通过链条机构传动连接。