CN117533245A - 一种多向视觉覆盖的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及巡检机器人领域领域，并公开了一种多向视觉覆盖的巡检机器人，包括履带行走机构和控制箱体，控制箱体的底部安装有履带行走机构，控制箱体上设置有视觉探测组件，控制箱体内设有控制腔，控制腔内设置有安装座，安装座的顶部与底部分别同轴固定有安装柱和驱动轴，驱动轴竖直设置，并转动连接控制箱体，视觉探测组件安装在安装柱上，视觉探测组件包括固定框、俯仰框、回转板、可见光摄像机和热成像摄像机，固定框竖直固定在安装柱的顶部，俯仰框转动连接在固定框内，回转板转动连接在俯仰框内，回转板的偏转轴线与驱动轴的轴线共线设置，可见光摄像机与热成像摄像机均安装在回转板上。降低成本的同时还具有较大的探测范围。

Description

一种多向视觉覆盖的巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人领域领域，具体为一种多向视觉覆盖的巡检机器人。

背景技术

随着人工智能的发展，巡检机器人技术越来越成熟，通过巡检机器人代替人工在恶劣或危险的环境中进行探测，能保证人员的安全，还能有效节约人力成本，例如，在火灾环境中探测火势大小以及是否有被困人员，或者在地下的恶劣环境中获得相关数据，如井下环境或矿下环境。目前的巡检机器人部分将探测摄像机安装在五轴机器人手臂的执行端上，而五轴机器人成本高，在恶劣与危险的环境中使用寿命将降低，这就大大增加了巡检机器人后期的维护成本，还有部分巡检机器人直接将探测摄像机安装在旋转的轴上，实现360°探测，虽然成本较低，但探测范围有限，存在较大范围的探测死角，无法准确反馈探测信息，可见，需要设计一种成本低且探测范围广的巡检机器人；其次，由于巡检机器人需要在恶劣与危险的环境中工作，受到外界的影响较大，而现有的巡检机器人并未对探测装置做防护，导致外界环境将严重影响探测装置的正常使用以及使用寿命，如在火灾环境中，外界的高温将损坏探测装置，而在地下多灰尘的环境中，探测装置的探测摄像机容易附着灰尘影响拍摄清晰度，且灰尘还会影响巡检机器人的运行精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多向视觉覆盖的巡检机器人，降低成本的同时还具有较大的探测范围，并对视觉探测组件进行隔离保护，且不影响视觉探测组件的正常工作，提高了视觉探测组件的使用寿命，且能顺利准确的完成巡检作业。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多向视觉覆盖的巡检机器人，包括履带行走机构和控制箱体，所述控制箱体的底部安装有履带行走机构，所述控制箱体上设置有视觉探测组件，所述控制箱体内设有控制腔，所述控制腔内设置有安装座，所述安装座的顶部与底部分别同轴固定有安装柱和驱动轴，所述驱动轴竖直设置，并转动连接所述控制箱体，所述视觉探测组件安装在所述安装柱上，所述视觉探测组件包括固定框、俯仰框、回转板、可见光摄像机和热成像摄像机，所述固定框竖直固定在所述安装柱的顶部，所述俯仰框转动连接在所述固定框内，所述回转板转动连接在所述俯仰框内，所述回转板的偏转轴线与所述驱动轴的轴线共线设置，所述可见光摄像机与热成像摄像机均安装在所述回转板上，所述控制腔内设置有调节座，所述调节座活动套设在所述安装座上，所述调节座具有沿所述驱动轴轴向移动的自由度，同时，所述调节座还具有以所述驱动轴的轴线为旋转轴线的旋转自由度，所述调节座的顶部同轴设置有隔热防护罩，所述控制箱体的顶部开设有供所述隔热防护罩穿出的圆孔，所述视觉探测组件位于所述隔热防护罩内，所述隔热防护罩的侧壁开设有探测窗口，所述探测窗口内设置有透明弧片，所述透明弧片滑动适配在所述隔热防护罩上，且所述透明弧片具有绕所述隔热防护罩的圆心偏转的自由度。

在一些实施例中，所述调节座包括旋转座和升降座，所述旋转座间隙套装在所述安装座上，所述隔热防护罩安装在所述旋转座的顶部，所述升降座的内圈开设有环形槽，所述旋转座的外圈固定有旋转环，所述旋转环间隙装配在所述环形槽内，所述升降座的外壁对称固定有两个滑块，所述控制箱体的内壁沿所述驱动轴的轴向开设有竖向滑槽，所述滑块滑动适配在所述竖向滑槽内。

在一些实施例中，所述旋转座的底部同轴固定有中空轴，所述驱动轴同轴穿设在所述中空轴内，所述中空轴上套装有短轴齿轮，所述控制腔内竖直设置有主轴，所述主轴转动连接所述控制箱体，所述主轴上套装有第六齿轮和第一齿轮，所述中空轴与主轴之间转动设置有中间轴，所述中间轴上套装有长轴齿轮和第七齿轮，所述短轴齿轮啮合所述长轴齿轮，所述长轴齿轮啮合所述第六齿轮，所述长轴齿轮的轴向长度大于所述短轴齿轮的轴向长度，所述驱动轴上套装有第二齿轮，所述第二齿轮位于所述中空轴的下方并啮合所述第七齿轮，所述第七齿轮啮合所述第一齿轮，所述第二齿轮、第七齿轮与第一齿轮之间的传动比等于所述短轴齿轮、所述长轴齿轮与第六齿轮之间的传动比，所述控制腔内安装有第一电机，所述第一电机的输出轴套装有第三齿轮，所述主轴上套装有第八齿轮，所述第八齿轮啮合所述第三齿轮。

在一些实施例中，所述升降座的底部对称开设有两个内螺纹孔，两个所述内螺纹孔均螺纹适配有丝杠，所述丝杠的底端转动连接所述控制箱体，所述丝杠上套装有第四齿轮，所述控制箱体的内壁转动连接有内齿圈，所述第四齿轮啮合所述内齿圈，所述控制腔内安装有第二电机，所述第二电机的输出轴套装有第五齿轮，所述第五齿轮啮合所述内齿圈。

在一些实施例中，所述隔热防护罩的形状为圆柱形，所述隔热防护罩在所述探测窗口的两侧均开设有弧形滑槽，所述弧形滑槽的顶壁与所述探测窗口的顶壁齐平，所述弧形滑槽的顶壁与所述探测窗口的底壁齐平，所述透明弧片的两端分别滑动适配在两个所述弧形滑槽内，所述隔热防护罩、弧形滑槽与透明弧片同轴线设置，所述透明弧片的侧壁固定有弧形齿条，所述弧形齿条靠近所述透明弧片的底部设置，所述隔热防护罩的侧壁固定有舵机座，所述舵机座上安装有舵机，所述舵机的输出轴套装有驱动齿轮，所述隔热防护罩的侧壁开设有驱动窗口，所述驱动窗口与其中一所述弧形滑槽相通，所述驱动齿轮啮合所述弧形齿条，所述透明弧片的圆周长度大于二倍的所述探测窗口的圆周长度，所述透明弧片上设有两个探测工位，两个所述探测工位交替与所述探测窗口重合。

在一些实施例中，所述弧形滑槽的内侧开设有T形滑槽，所述透明弧片在所述探测工位的两侧均固定有T形滑块，所述T形滑块滑动适配在所述T形滑槽内，所述透明弧片的顶部与底部均固定有弧形密封条，所述弧形密封条呈压缩状态接触所述隔热防护罩。

在一些实施例中，所述弧形滑槽的外侧设置有冷却板，所述冷却板靠近所述透明弧片的端面设置有一层擦拭海绵，所述冷却板内设有冷却腔体，所述冷却板在所述冷却腔体的两侧分别开设有进水通道和出水通道，所述进水通道连通所述冷却腔体的底角，另一端穿过所述冷却板的底部，所述出水通道的一端连通所述冷却腔体的顶角，另一端穿过所述冷却板的底部，所述隔热防护罩的内壁设有冷水箱，所述冷水箱上连接有循环泵，所述循环泵的出水端通过进水软管连接所述进水通道，所述冷水箱通过软管连接所述出水通道。

在一些实施例中，所述俯仰框的左右两端均固定有俯仰轴，所述俯仰轴转动连接在所述固定框上，所述固定框的外壁安装有俯仰舵机，所述俯仰舵机通过联轴器传动连接其中一所述俯仰轴，所述回转板的上下两端均固定有回转轴，所述回转轴转动连接所述俯仰框，所述俯仰框的外壁安装有回转舵机，所述回转舵机通过联轴器传动连接其中一所述回转轴。

在一些实施例中，所述回转板上设置有四组光电传感器，四组所述光电传感器分别设置在所述可见光摄像机的四周。

在一些实施例中，所述隔热防护罩的底部固定套装有安装固定环，所述安装固定环通过螺钉连接在所述旋转座上，所述控制箱体的顶板可拆卸设置，所述顶板包括两个相对接触设置有半型板，所述半型板通过螺栓连接在所述控制箱体上，所述半型板的两端分别开设有大半圆孔和小半圆孔，两个所述大半圆孔接触形成所述圆孔，两个所述小半圆孔接触形成供所述安装柱穿过的小圆孔。

本发明的有益效果是：

1、通过驱动轴的转动带动视觉探测组件360°偏转，俯仰框的转动带动视觉探测组件上下偏转，调整探测方位，而回转板带动视觉探测组件左右偏转，进行探测角度的微调，从而使视觉探测组件具有多个方向的调整自由度，能够多方位的进行探测作业，具有较广的探测范围，使探测信息更准确与全面。

2、视觉探测组件整体保护在隔热防护罩内，通过隔热防护罩对视觉探测组件进行保护，防止外界恶劣的环境影响视觉探测组件正常工作或损坏视觉探测组件，而隔热防护罩上设有透明弧片，使视觉探测组件能透过透明弧片进行视觉成像拍摄，从而实现对视觉探测组件进行保护的同时，不影响视觉探测组件的正常工作。

3、隔热防护罩能跟随驱动轴一起转动，使透明弧片始终对应回转板，同时回转板上下偏转进行俯仰角度调节时，隔热防护罩能适应进行升降，从而使透明弧片始终对应可见光摄像机与热成像摄像机，使得视觉探测组件在进行多方位探测时，隔热防护罩能自动适应调整，不影响视觉探测组件的正常探测操作。

附图说明

图1为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人的局部结构示意图一；

图2为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中控制箱体的结构示意图；

图3为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中视觉探测组件的结构示意图；

图4为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人的局部结构示意图二；

图5为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人的局部结构示意图三；

图6为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中调节座的结构示意图；

图7为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中透明弧片的结构示意图；

图8为图1的A处放大图；

图9为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中冷却板的连接示意图；

图10为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人中隔热防护罩的结构示意图；

图11为本发明一种多向视觉覆盖的巡检机器人的正视图；

图中，1-履带行走机构，2-控制箱体，3-控制腔，4-安装座，5-安装柱，6-驱动轴，7-固定框，8-俯仰框，9-回转板，10-可见光摄像机，11-热成像摄像机，12-调节座，13-隔热防护罩，14-探测窗口，15-透明弧片，16-旋转座，17-升降座，18-环形槽，19-旋转环，20-滑块，21-圆孔，22-中空轴，23-短轴齿轮，24-主轴，25-第六齿轮，26-第一齿轮，27-第二齿轮，28-第一电机，29-第三齿轮，30-内螺纹孔，31-丝杠，32-第四齿轮，33-第二电机，34-第五齿轮，35-弧形滑槽，36-弧形齿条，37-舵机座，38-舵机，39-驱动齿轮，40-驱动窗口，41-T形滑槽，42-T形滑块，43-弧形密封条，44-冷却板，45-冷却腔体，46-进水通道，47-出水通道，48-冷水箱，49-循环泵，50-进水软管，51-软管，52-俯仰轴，53-俯仰舵机，54-回转轴，55-回转舵机，56-光电传感器，57-内齿圈，58-安装固定环，59-半型板，60-小半圆孔，61-中间轴，62-长轴齿轮，63-第七齿轮，64-第八齿轮。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例一、如图1至图11所示，一种多向视觉覆盖的巡检机器人，包括履带行走机构1和控制箱体2，控制箱体2的底部安装有履带行走机构1，控制箱体2上设置有视觉探测组件，控制箱体2内设有控制腔3，控制腔3内设置有安装座4，安装座4的顶部与底部分别同轴固定有安装柱5和驱动轴6，驱动轴6竖直设置，并转动连接控制箱体2，视觉探测组件安装在安装柱5上，视觉探测组件包括固定框7、俯仰框8、回转板9、可见光摄像机10和热成像摄像机11，固定框7竖直固定在安装柱5的顶部，俯仰框8转动连接在固定框7内，回转板9转动连接在俯仰框8内，回转板9的偏转轴线与驱动轴6的轴线共线设置，可见光摄像机10与热成像摄像机11均安装在回转板9上，可见光摄像机10用于视觉成像，而热成像摄像机11用于在危险环境中探测人员位置，如在火灾环境中，通过热成像辅助探测火势大小，以及探测人员位置；视觉探测组件具有多个方向的调整自由度，能够控制探测角度、探测范围，从而具有更广的探测范围，具体为，驱动轴6能带动整个视觉探测组件360°偏转，以带动可见光摄像机10与热成像摄像机11偏转，能够在周向偏转对四周的环境进行探测，而俯仰框8能上下俯仰偏转，以调节可见光摄像机10与热成像摄像机11的俯仰角度，控制探测范围，回转板9能带动可见光摄像机10与热成像摄像机11左右偏转，能够进行角度微调，从而使视觉探测组件具有多个方向的调整自由度，能够多方位的进行探测作业，具有较广的探测范围，使探测信息更准确与全面。控制腔3内设置有调节座12，调节座12活动套设在安装座4上，调节座12具有沿驱动轴6轴向移动的自由度，同时，调节座12还具有以驱动轴6的轴线为旋转轴线的旋转自由度，调节座12的顶部同轴设置有隔热防护罩13，控制箱体2的顶部开设有供隔热防护罩13穿出的圆孔21，视觉探测组件位于隔热防护罩13内，隔热防护罩13的侧壁开设有探测窗口14，探测窗口14内设置有透明弧片15，透明弧片15滑动适配在隔热防护罩13上，且透明弧片15具有绕隔热防护罩13的圆心偏转的自由度，视觉探测组件整体保护在隔热防护罩13内，隔热防护罩13能够隔离外界温度、灰尘等，防止火灾环境中的高温影响视觉探测组件的使用寿命，或者掉落物砸在视觉探测组件上造成视觉探测组件的损坏，防止灰尘、烟尘等混入视觉探测组件内影响其探测精确，通过隔热防护罩13对视觉探测组件进行保护，防止外界恶劣的环境影响视觉探测组件正常工作或损坏视觉探测组件，而隔热防护罩13上设有透明弧片15，使视觉探测组件能透过透明弧片15进行视觉成像拍摄，从而实现对视觉探测组件进行保护的同时，不影响视觉探测组件的正常工作；其次，调节座12具有沿驱动轴6轴向移动的自由度、调节座12还具有以驱动轴6的轴线为旋转轴线的旋转自由度，使隔热防护罩13能跟随驱动轴6一起转动，使透明弧片15始终对应回转板9上的可见光摄像机10与热成像摄像机11，同时回转板9上下偏转进行俯仰角度调节时，隔热防护罩13能适应进行升降，从而使透明弧片15始终对应可见光摄像机10与热成像摄像机11，使得视觉探测组件在进行多方位探测时，隔热防护罩13能自动适应调整，不影响视觉探测组件的正常探测操作。

进一步地，如图1至图4所示，俯仰框8的左右两端均固定有俯仰轴52，俯仰轴52转动连接在固定框7上，固定框7的外壁安装有俯仰舵机53，俯仰舵机53通过联轴器传动连接其中一俯仰轴52，通过俯仰舵机53带动俯仰轴52偏转，俯仰轴52带动俯仰框8上下偏转，实现回转板9的俯仰调节，回转板9的上下两端均固定有回转轴54，回转轴54转动连接俯仰框8，俯仰框8的外壁安装有回转舵机55，回转舵机55通过联轴器传动连接其中一回转轴54，驱动轴6带动回转板9大范围偏转，调整探测位置，回转舵机55带动回转轴54转动，回转轴54带动回转板9左右偏转，实现微调，从而使可见光摄像机10与热成像摄像机11具有多个方向的探测自由度，能够满足不同环境下的探测需要。

进一步地，如图1至图3所示，回转板9上设置有四组光电传感器56，四组光电传感器56分别设置在可见光摄像机10的四周，即四组光电传感器56分别设置在可见光摄像机10的正上方、正下方。正左方与正右方，光电传感器56发射的信号在隔热防护罩13上会发生发射，而在透明弧片15上部分会发射，部分会穿过透明弧片15，从而使反射强度不同，依此判断透明弧片15相对于可见光摄像机10的位置，通过四组光电传感器56判断透明弧片15与可见光摄像机10是否对应，保证可见光摄像机10能透过透明弧片15进行视觉成像。

实施例二、在实施例一的基础上，如图1至图5所示，调节座12包括旋转座16和升降座17，旋转座16间隙套装在安装座4上，隔热防护罩13安装在旋转座16的顶部，升降座17的内圈开设有环形槽18，旋转座16的外圈固定有旋转环19，旋转环19间歇装配在环形槽18内，升降座17的外壁对称固定有两个滑块20，控制箱体2的内壁沿驱动轴6的轴向开设有竖向滑槽，滑块20滑动适配在竖向滑槽内，旋转座16具有旋转自由度，使旋转座16转动时带动隔热防护罩13转动，能够调节透明弧片15的位置，升降座17具有沿驱动轴6轴向移动的自由度，由于旋转座16上的旋转环19适配在升降座17上的环形槽18内，使升降座17与旋转座16之间能够相对旋转，而升降座17上下移动时，将带动旋转座16上下移动，进而带动隔热防护罩13上下移动，使隔热防护罩13具有旋转自由度以及沿驱动轴6轴向运动的直线自由度，从而使隔热防护罩13能够适应视觉探测组件的探测运动进行适应调整，保证透明弧片15始终对应可见光摄像机10完成探测作业。

实施例三、在实施例二的基础上，如图1、图4和图5所示，旋转座16的底部同轴固定有中空轴22，驱动轴6同轴穿设在中空轴22内，中空轴22上套装有短轴齿轮23，控制腔3内竖直设置有主轴24，主轴24转动连接控制箱体2，主轴24上套装有第六齿轮25和第一齿轮26，中空轴22与主轴24之间转动设置有中间轴61，中间轴61上套装有长轴齿轮62和第七齿轮63，短轴齿轮23啮合长轴齿轮62，长轴齿轮62啮合第六齿轮25，长轴齿轮62的轴向长度大于短轴齿轮23的轴向长度，驱动轴6上套装有第二齿轮27，第二齿轮27位于中空轴22的下方并啮合第七齿轮63，第七齿轮63啮合第一齿轮26，第二齿轮27、第七齿轮63与第一齿轮26之间的传动比等于短轴齿轮23、长轴齿轮62与第六齿轮25之间的传动比，控制腔3内安装有第一电机28，第一电机28的输出轴套装有第三齿轮29，主轴24上套装有第八齿轮64，第八齿轮64啮合第三齿轮29，第一电机28通过第三齿轮29与第八齿轮64的啮合带动主轴24转动，主轴24带动第六齿轮25与第一齿轮26转动，第六齿轮25带动长轴齿轮62转动，长轴齿轮62带动短轴齿轮23转动，短轴齿轮23带动中空轴22转动，中空轴22带动旋转座16转动，同时，第一齿轮26带动第七齿轮63转动，第七齿轮63带动第二齿轮27转动，第二齿轮27带动驱动轴6转动，从而使第一电机28能同时带动旋转座16与驱动轴6转动，由于，第二齿轮27、第七齿轮63与第一齿轮26之间的传动比等于短轴齿轮23、长轴齿轮62与第六齿轮25之间的传动比，从而使驱动轴6与旋转座16同步转动，使视觉探测组件改变探测方位时，隔热防护罩13同步跟随偏转，使透明弧片15准确的对应可见光摄像机10；升降座17的底部对称开设有两个内螺纹孔30，两个内螺纹孔30均螺纹适配有丝杠31，丝杠31的底端转动连接控制箱体2，丝杠31上套装有第四齿轮32，控制箱体2的内壁转动连接有内齿圈57，第四齿轮32啮合内齿圈57，控制腔3内安装有第二电机33，第二电机33的输出轴套装有第五齿轮34，第五齿轮34啮合内齿圈57，第二电机33通过第五齿轮34带动内齿圈57转动，内齿圈57同步带动第四齿轮32转动，第四齿轮32带动丝杠31转动，从而使两个丝杠31同步转动，由于滑块20与竖向滑槽的滑动适配限制了升降座17的旋转自由度，使升降座17沿着丝杠31的轴向做直线运动，使升降座17带动旋转座16上下移动，旋转座16带动隔热防护罩13上下移动，调整透明弧片15的位置，由于旋转座16会跟随升降座17移动升降，使短轴齿轮23会上下移动，为保证短轴齿轮23能一直与长轴齿轮62处于啮合状态，长轴齿轮62具有较长的轴向长度，使短轴齿轮23能沿着长轴齿轮62的轴向移动适应升降座17的移动，并保证短轴齿轮23一直啮合长轴齿轮62，保证传动的稳定性，其次，为避免主轴24与内齿圈57产生干涉，设置了中间轴61，中间轴61位于内齿圈57内，保证传动的同时避免出现干涉的情况。

进一步地，如图1、图2和图10所示，隔热防护罩13的底部固定套装有安装固定环58，安装固定环58通过螺钉连接在旋转座16上，控制箱体2的顶板可拆卸设置，顶板包括两个相对接触设置有半型板59，半型板59通过螺栓连接在控制箱体2上，半型板59的两端分别开设有大半圆孔和小半圆孔60，两个大半圆孔接触形成圆孔21，两个小半圆孔60接触形成供安装柱5穿过的小圆孔，隔热防护罩13为阶梯形状，且上方为大直径圆柱，下方为小直径圆柱，使隔热防护罩13能穿过控制箱体2，隔热防护罩13能够从旋转座16上拆下，方便更换或拆下隔热防护罩13，在良好的环境中，使视觉探测组件裸露在环境中进行检测，具体拆卸过程为：先将两个半型板59从控制箱体2的顶部拆下，使控制箱体2的顶部开口，然后将隔热防护罩13拆下，最后再将半型板59安装在控制箱体2上，使两个半型板59的小半圆孔60接触形成小圆孔，安装柱5从小圆孔穿出，从而将控制箱体2的顶部开口封堵，防止外界杂质进入到控制腔3内影响齿轮传动精度。

实施例四、由于在恶劣环境中，透明弧片15也会受到影响，在高温中会持续升温影响透光性，以及会铺有灰尘影响透光性，为此，在实施例三的基础上，如图1至图9所示，隔热防护罩13的形状为圆柱形，隔热防护罩13在探测窗口14的两侧均开设有弧形滑槽35，弧形滑槽35的顶壁与探测窗口14的顶壁齐平，弧形滑槽35的顶壁与探测窗口14的底壁齐平，透明弧片15的两端分别滑动适配在两个弧形滑槽35内，隔热防护罩13、弧形滑槽35与透明弧片15同轴线设置，透明弧片15的侧壁固定有弧形齿条36，弧形齿条36靠近透明弧片15的底部设置，隔热防护罩13的侧壁固定有舵机座37，舵机座37上安装有舵机38，舵机38的输出轴套装有驱动齿轮39，隔热防护罩13的侧壁开设有驱动窗口40，驱动窗口40与其中一弧形滑槽35相通，驱动齿轮39啮合弧形齿条36，透明弧片15的圆周长度大于二倍的探测窗口14的圆周长度，透明弧片15上设有两个探测工位，两个探测工位交替与探测窗口14重合，弧形滑槽35的内侧开设有T形滑槽41，透明弧片15在探测工位的两侧均固定有T形滑块42，T形滑块42滑动适配在T形滑槽41内，透明弧片15的顶部与底部均固定有弧形密封条43，弧形密封条43呈压缩状态接触隔热防护罩13，弧形齿条36设有两个对应探测窗口14的探测工位，两个探测工位一个对应探测窗口14处于工作状态时，另一探测工位位于隔热防护罩13的弧形滑槽35内，由隔热防护罩13进行保护，工作一端时间后，透明弧片15旋转切换探测工位，使另一探测工位对应探测窗口14处于工作状态，而上一工作状态的探测工位则回到隔热防护罩13内进行冷却降温以及清洁处理，保证其透光性，如此反复使透明弧片15不断切换两个探测工位的位置，保证透明弧片15持续以较好的透明性对应探测窗口14，使可见光摄像机10能透过透明弧片15成较为清晰的像，具有较好的探测效果，而透明弧片15的具体切换原理为：舵机38带动驱动齿轮39转动，驱动齿轮39带动弧形齿条36转动，弧形齿条36带动透明弧片15转动，通过T形滑块42与T形滑槽41的适配，对透明弧片15的移动进行导向，并将透明弧片15滑动连接在隔热防护罩13上，通过舵机38的正反转，使两个探测工位进行切换，而弧形密封条43保证了透明弧片15与探测窗口14之间的密封性能，保证外界环境不会影响到隔热防护罩13内的视觉探测组件。

进一步地，如图1、图7、图8和图9所示，弧形滑槽35的外侧设置有冷却板44，冷却板44靠近透明弧片15的端面设置有一层擦拭海绵，冷却板44内设有冷却腔体45，冷却板44在冷却腔体45的两侧分别开设有进水通道46和出水通道47，进水通道46连通冷却腔体45的底角，另一端穿过冷却板44的底部，出水通道47的一端连通冷却腔体45的顶角，另一端穿过冷却板44的底部，隔热防护罩13的内壁设有冷水箱48，冷水箱48上连接有循环泵49，循环泵49的出水端通过进水软管50连接进水通道46，冷水箱48通过软管51连接出水通道47，透明弧片15进行探测工位的切换时，上一探测工位回到弧形滑槽35内时，会先经过冷却板44上的擦拭海绵，从而擦去其上的灰尘等杂质，探测工位会接触冷却板44进行降温，通过循环泵49将冷水箱48内的冷水泵入冷却腔体45内，冷却腔体45的采用低端进水、高端出水的方式，使冷水能注满冷却腔体45形成循环，从而使冷却板44与透明弧片15进行热交换，使透明弧片15能快速降温，从而每当进行探测工位的切换时，都能对探测工位进行清理与降温，避免透明弧片15持续升温影响其透光性，从而延长了透明弧片15的使用寿命，保证透明弧片15一直具有较好的透光性保证可见光摄像机10能正常工作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多向视觉覆盖的巡检机器人，包括履带行走机构（1）和控制箱体（2），所述控制箱体（2）的底部安装有履带行走机构（1），所述控制箱体（2）上设置有视觉探测组件，其特征在于，所述控制箱体（2）内设有控制腔（3），所述控制腔（3）内设置有安装座（4），所述安装座（4）的顶部与底部分别同轴固定有安装柱（5）和驱动轴（6），所述驱动轴（6）竖直设置，并转动连接所述控制箱体（2），所述视觉探测组件安装在所述安装柱（5）上，所述视觉探测组件包括固定框（7）、俯仰框（8）、回转板（9）、可见光摄像机（10）和热成像摄像机（11），所述固定框（7）竖直固定在所述安装柱（5）的顶部，所述俯仰框（8）转动连接在所述固定框（7）内，所述回转板（9）转动连接在所述俯仰框（8）内，所述回转板（9）的偏转轴线与所述驱动轴（6）的轴线共线设置，所述可见光摄像机（10）与热成像摄像机（11）均安装在所述回转板（9）上，所述控制腔（3）内设置有调节座（12），所述调节座（12）活动套设在所述安装座（4）上，所述调节座（12）具有沿所述驱动轴（6）轴向移动的自由度，同时，所述调节座（12）还具有以所述驱动轴（6）的轴线为旋转轴线的旋转自由度，所述调节座（12）的顶部同轴设置有隔热防护罩（13），所述控制箱体（2）的顶部开设有供所述隔热防护罩（13）穿出的圆孔（21），所述视觉探测组件位于所述隔热防护罩（13）内，所述隔热防护罩（13）的侧壁开设有探测窗口（14），所述探测窗口（14）内设置有透明弧片（15），所述透明弧片（15）滑动适配在所述隔热防护罩（13）上，且所述透明弧片（15）具有绕所述隔热防护罩（13）的圆心偏转的自由度。

2.根据权利要求1所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述调节座（12）包括旋转座（16）和升降座（17），所述旋转座（16）间隙套装在所述安装座（4）上，所述隔热防护罩（13）安装在所述旋转座（16）的顶部，所述升降座（17）的内圈开设有环形槽（18），所述旋转座（16）的外圈固定有旋转环（19），所述旋转环（19）间隙装配在所述环形槽（18）内，所述升降座（17）的外壁对称固定有两个滑块（20），所述控制箱体（2）的内壁沿所述驱动轴（6）的轴向开设有竖向滑槽，所述滑块（20）滑动适配在所述竖向滑槽内。

3.根据权利要求2所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述旋转座（16）的底部同轴固定有中空轴（22），所述驱动轴（6）同轴穿设在所述中空轴（22）内，所述中空轴（22）上套装有短轴齿轮（23），所述控制腔（3）内竖直设置有主轴（24），所述主轴（24）转动连接所述控制箱体（2），所述主轴（24）上套装有第六齿轮（25）和第一齿轮（26），所述中空轴（22）与主轴（24）之间转动设置有中间轴（61），所述中间轴（61）上套装有长轴齿轮（62）和第七齿轮（63），所述短轴齿轮（23）啮合所述长轴齿轮（62），所述长轴齿轮（62）啮合所述第六齿轮（25），所述长轴齿轮（62）的轴向长度大于所述短轴齿轮（23）的轴向长度，所述驱动轴（6）上套装有第二齿轮（27），所述第二齿轮（27）位于所述中空轴（22）的下方并啮合所述第七齿轮（63），所述第七齿轮（63）啮合所述第一齿轮（26），所述第二齿轮（27）、第七齿轮（63）与第一齿轮（26）之间的传动比等于所述短轴齿轮（23）、所述长轴齿轮（62）与第六齿轮（25）之间的传动比，所述控制腔（3）内安装有第一电机（28），所述第一电机（28）的输出轴套装有第三齿轮（29），所述主轴（24）上套装有第八齿轮（64），所述第八齿轮（64）啮合所述第三齿轮（29）。

4.根据权利要求3所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述升降座（17）的底部对称开设有两个内螺纹孔（30），两个所述内螺纹孔（30）均螺纹适配有丝杠（31），所述丝杠（31）的底端转动连接所述控制箱体（2），所述丝杠（31）上套装有第四齿轮（32），所述控制箱体（2）的内壁转动连接有内齿圈（57），所述第四齿轮（32）啮合所述内齿圈（57），所述控制腔（3）内安装有第二电机（33），所述第二电机（33）的输出轴套装有第五齿轮（34），所述第五齿轮（34）啮合所述内齿圈（57）。

5.根据权利要求1所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述隔热防护罩（13）的形状为圆柱形，所述隔热防护罩（13）在所述探测窗口（14）的两侧均开设有弧形滑槽（35），所述弧形滑槽（35）的顶壁与所述探测窗口（14）的顶壁齐平，所述弧形滑槽（35）的顶壁与所述探测窗口（14）的底壁齐平，所述透明弧片（15）的两端分别滑动适配在两个所述弧形滑槽（35）内，所述隔热防护罩（13）、弧形滑槽（35）与透明弧片（15）同轴线设置，所述透明弧片（15）的侧壁固定有弧形齿条（36），所述弧形齿条（36）靠近所述透明弧片（15）的底部设置，所述隔热防护罩（13）的侧壁固定有舵机座（37），所述舵机座（37）上安装有舵机（38），所述舵机（38）的输出轴套装有驱动齿轮（39），所述隔热防护罩（13）的侧壁开设有驱动窗口（40），所述驱动窗口（40）与其中一所述弧形滑槽（35）相通，所述驱动齿轮（39）啮合所述弧形齿条（36），所述透明弧片（15）的圆周长度大于二倍的所述探测窗口（14）的圆周长度，所述透明弧片（15）上设有两个探测工位，两个所述探测工位交替与所述探测窗口（14）重合。

6.根据权利要求5所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述弧形滑槽（35）的内侧开设有T形滑槽（41），所述透明弧片（15）在所述探测工位的两侧均固定有T形滑块（42），所述T形滑块（42）滑动适配在所述T形滑槽（41）内，所述透明弧片（15）的顶部与底部均固定有弧形密封条（43），所述弧形密封条（43）呈压缩状态接触所述隔热防护罩（13）。

7.根据权利要求6所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述弧形滑槽（35）的外侧设置有冷却板（44），所述冷却板（44）靠近所述透明弧片（15）的端面设置有一层擦拭海绵，所述冷却板（44）内设有冷却腔体（45），所述冷却板（44）在所述冷却腔体（45）的两侧分别开设有进水通道（46）和出水通道（47），所述进水通道（46）连通所述冷却腔体（45）的底角，另一端穿过所述冷却板（44）的底部，所述出水通道（47）的一端连通所述冷却腔体（45）的顶角，另一端穿过所述冷却板（44）的底部，所述隔热防护罩（13）的内壁设有冷水箱（48），所述冷水箱（48）上连接有循环泵（49），所述循环泵（49）的出水端通过进水软管（50）连接所述进水通道（46），所述冷水箱（48）通过软管（51）连接所述出水通道（47）。

8.根据权利要求1所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述俯仰框（8）的左右两端均固定有俯仰轴（52），所述俯仰轴（52）转动连接在所述固定框（7）上，所述固定框（7）的外壁安装有俯仰舵机（53），所述俯仰舵机（53）通过联轴器传动连接其中一所述俯仰轴（52），所述回转板（9）的上下两端均固定有回转轴（54），所述回转轴（54）转动连接所述俯仰框（8），所述俯仰框（8）的外壁安装有回转舵机（55），所述回转舵机（55）通过联轴器传动连接其中一所述回转轴（54）。

9.根据权利要求8所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述回转板（9）上设置有四组光电传感器（56），四组所述光电传感器（56）分别设置在所述可见光摄像机（10）的四周。

10.根据权利要求2所述的一种多向视觉覆盖的巡检机器人，其特征在于，所述隔热防护罩（13）的底部固定套装有安装固定环（58），所述安装固定环（58）通过螺钉连接在所述旋转座（16）上，所述控制箱体（2）的顶板可拆卸设置，所述顶板包括两个相对接触设置有半型板（59），所述半型板（59）通过螺栓连接在所述控制箱体（2）上，所述半型板（59）的两端分别开设有大半圆孔和小半圆孔（60），两个所述大半圆孔接触形成所述圆孔（21），两个所述小半圆孔（60）接触形成供所述安装柱（5）穿过的小圆孔。