CN117590775A - 巡检机器人及其自动巡检控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了巡检机器人及其自动巡检控制方法，涉及巡检机器人技术领域，包括：中央处理器，机器人系统，精准收集测量现场各类信息，后台系统，对收集到的信息进行处理分析，所述机器人系统包括机器人本体、驱动单元、供电单元、通讯单元、采集单元和轨道单元，所述驱动单元用于为装置整体提供动力来源，所述供电单元用于为驱动单元提供电力来源，所述通讯单元用于和外部设备进行信息传输，所述采集单元用于对多类信息进行采集，所述轨道单元用于控制装置的移动方向和移动距离。本发明具备自主行走、自主定位、自主充电等功能的全自动化智能产品，可协助完成场景内所需的各类日常巡检，可以精确收集测量现场各类信息。

Description

巡检机器人及其自动巡检控制方法

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体涉及巡检机器人及其自动巡检控制方法。

背景技术

随着经济的发展及技术的进步，目前在电力线路巡检、城市地下综合管廊巡检、输煤栈桥巡检等需要定期安排人力去对现场设备运行情况、现场环境进行监测的领域越来越多的引入了自动巡检机器人，市场上相关做巡检设备的企业也如雨后春笋般的出现。

如公开号为CN212721530U的中国专利公开了一种输煤栈桥巡检机器人，包括滑动安装在轨道上的机器人本体，机器人本体为对称多边形结构，机器人本体底面中部固定安装有红外成像仪和高清摄像头，机器人本体侧面依次安装有雷达传感器、数据接口、启动开关和急停按钮，机器人本体左右两侧面中部均设有凸出的方形板。巡检质量不受主观因素影响，不会出现漏巡、错巡等问题；提升生产现场的本质安全水平，同时解放了人工往复劳动成本；具备视频图像识别检测等功能，能够提前发现设备的异常状态，为设备状态检修提供依据，保障监控范围内设备的长周期安全稳定运行。

但是该一种输煤栈桥巡检机器人智能化程度较低，无法自主定位，电力用完后需要人工对其进行搬运到充电点，进行充电，导致使用不便，工作效率低下，且操作人员的劳动强度大。

发明内容

本发明提供巡检机器人及其自动巡检控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

巡检机器人，包括：

中央处理器；

机器人系统，精准收集测量现场各类信息；

后台系统，对收集到的信息进行处理分析。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述机器人系统包括机器人本体、驱动单元、供电单元、通讯单元、采集单元和轨道单元，所述驱动单元用于为装置整体提供动力来源，所述供电单元用于为驱动单元提供电力来源，所述通讯单元用于和外部设备进行信息传输，所述采集单元用于对多类信息进行采集，所述轨道单元用于控制装置的移动方向和移动距离。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述后台系统包括巡检任务管理模块、存储模块、图像处理模块、图像显示模块、查询模块和报警单元，所述任务管理模块用于将任务类型分成全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、自定义任务类别，巡检前可根据需要选择对应的任务类型；所述存储模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息，进行记录存储；所述图像处理模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息转化为图像信息；所述图像显示模块用于对图像处理模块转化来图像信息进行显示；所述查询模块用于提供用户操作日志查询功能；所述报警单元用于当装置出现异常时，及时进行报警。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述报警单元包括温度报警模块和超限报警模块，所述温度报警模块采用热缺陷报警方式，热缺陷报警是指特定测温点的红外测温值超过设定的阈值温度时，在监控后台进行报警，超限报警模块主要涵盖了指针表计、数字表计、指示状态，当测量值超出设定范围便自动报警，测量值超过上限的报警称为高限报警，测量值低于下限的报警称为低限报警，同温度报警一样，会在监控后台进行报警。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述通讯单元包括自主导航定位模块、远程遥控模块和双向语音对讲模块，所述自主导航定位模块通过编码器融合RFID信息的方式进行地图构建和精准定位，远程遥控模块用于远程控制机器人前进、后退、旋转、平移、云台升降、云台旋转，所述双向语音对讲模块包括拾音器及扬声器，用于与机器人端可进行运行对讲功能。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述轨道单元包括自检模块和主动避障模块，所述自检模块用于机器人每次上电启动时，会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警，所述主动避障模块为避障传感器，能够检测机器人前方的障碍物，防止机器人在运行过程中撞到设备或维护人员。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述采集单元包括有环境监测模块和气体监测模块，所述环境监测模块为环境监测传感器，用于对周围环境进行检测，所述气体监测模块为气体监测传感器，用于对周围环境中的气体进行检测。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述机器人本体包括有底板，所述底板的顶部固定连接有连接座，所述连接座的顶部铰接有升降臂，所述升降臂的顶部铰接有连接板，所述连接板的两侧固定连接有防护板，所述连接板的底部固定连接有警报灯，所述连接板的一侧固定连接有红外热成像仪，所述连接板的一侧固定连接有可见光摄像机。

自动巡检控制方法，包括上述所述的巡检机器人，包括以下步骤：

S1、轨道检查，机器人投运前，对轨道进行检查，须确保现场轨道安装牢固，避免因轨道安装松动出现的机器人运行事故；

S2、机器人外观检查，打开机器人木箱取出包材，需至少两人在两侧将机器人从木箱底盘上抬下，将机器人上包材及固定绑带全部去除，检查机器人外壳是否有明显磕碰，如机器人外观完整，可进行下一步开机验证机器人功能；

S3、机器人自检，将机器人上电启动，机器人会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警；

S4、后台控制软件启动，浏览器中输入机器人系统登录地址，输入用户名、密码，登录进入机器人控制系统页面，机器人控制系统显示当前车体信息，任务信息，环境信息，地图信息，模式切换按钮，手动充电按钮，巡检对象结果展示，环境告警，系统告警信息；

S5、下达巡检任务，根据需要选择对应的任务类型，机器人开始巡检；

S6、信息采集，采集单元对多类信息进行采集，轨道单元控制装置的移动方向和移动距离，从而机器人在设定的范围内对周围多类信息进行采集；

S7、信息处理，后台系统对各类信息进行处理，巡检任务执行完成后，可导出巡检报告，查看巡检执行结果，巡检报告中可查看巡检信息，告警汇总信息，巡检明细，支持左侧快速定位查看。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供巡检机器人及其自动巡检控制方法，具备自主行走、自主定位、自主充电等功能的全自动化智能产品，可协助完成场景内所需的各类日常巡检，可以精确收集测量现场各类信息，巡检机器人的动力驱动由机器人上的大容量锂电池组提供，通过部署在输煤区域中的分布式充电桩实现自动充电。

2、本发明提供巡检机器人及其自动巡检控制方法，具有自主导航定位功能，最高定位精度可达到±3mm，可以远程遥控，可实现高清图片拍摄及视频录制功能，通过机器人内部高保真拾音器还可以对设备噪音进行采集，通过设置巡检点方式，机器人可自动前往采集设备噪音并展示声纹及频谱图。

3、本发明提供巡检机器人及其自动巡检控制方法，机器人本体搭载了避障传感器，能够检测机器人前方的障碍物，可防止机器人在运行过程中撞到设备或维护人员。

4、本发明提供巡检机器人及其自动巡检控制方法，机器人每次上电启动时，会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警。在机器人正常过程中部分部件出现故障，后台会有相应故障部位及故障类型，方便快速定位解决问题。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的右视图；

图4为本发明的系统框图；

图5为本发明的轨道技术参数图。

图中：1、机器人本体；11、底板；12、连接座；13、升降臂；14、连接板；15、防护板；16、警报灯；17、红外热成像仪；18、可见光摄像机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明提供了巡检机器人，包括：中央处理器，机器人系统，精准收集测量现场各类信息，后台系统，对收集到的信息进行处理分析，机器人系统包括机器人本体1、驱动单元、供电单元、通讯单元、采集单元和轨道单元，驱动单元用于为装置整体提供动力来源，供电单元用于为驱动单元提供电力来源，通讯单元用于和外部设备进行信息传输，通讯单元包括自主导航定位模块、远程遥控模块和双向语音对讲模块，自主导航定位模块通过编码器融合RFID信息的方式进行地图构建和精准定位，远程遥控模块用于远程控制机器人前进、后退、旋转、平移、云台升降、云台旋转，双向语音对讲模块包括拾音器及扬声器，用于与机器人端可进行运行对讲功能，采集单元用于对多类信息进行采集，采集单元包括有环境监测模块和气体监测模块，环境监测模块为环境监测传感器，用于对周围环境进行检测，气体监测模块为气体监测传感器，用于对周围环境中的气体进行检测，轨道单元用于控制装置的移动方向和移动距离，轨道单元包括自检模块和主动避障模块，自检模块用于机器人每次上电启动时，会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警，主动避障模块为避障传感器，能够检测机器人前方的障碍物，防止机器人在运行过程中撞到设备或维护人员，后台系统包括巡检任务管理模块、存储模块、图像处理模块、图像显示模块、查询模块和报警单元，任务管理模块用于将任务类型分成全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、自定义任务类别，巡检前可根据需要选择对应的任务类型；存储模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息，进行记录存储；图像处理模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息转化为图像信息；图像显示模块用于对图像处理模块转化来图像信息进行显示；查询模块用于提供用户操作日志查询功能；报警单元用于当装置出现异常时，及时进行报警，报警单元包括温度报警模块和超限报警模块，温度报警模块采用热缺陷报警方式，热缺陷报警是指特定测温点的红外测温值超过设定的阈值温度时，在监控后台进行报警，超限报警模块主要涵盖了指针表计、数字表计、指示状态，当测量值超出设定范围便自动报警，测量值超过上限的报警称为高限报警，测量值低于下限的报警称为低限报警，同温度报警一样，会在监控后台进行报警。

在本实施例中，报警单元包括温度报警模块和超限报警模块，温度报警模块采用热缺陷报警方式，热缺陷报警是指特定测温点的红外测温值超过设定的阈值温度时，在监控后台进行报警，超限报警模块主要涵盖了指针表计、数字表计、指示状态，当测量值超出设定范围便自动报警，测量值超过上限的报警称为高限报警，测量值低于下限的报警称为低限报警，同温度报警一样，会在监控后台进行报警，通讯单元包括自主导航定位模块、远程遥控模块和双向语音对讲模块，自主导航定位模块通过编码器融合RFID信息的方式进行地图构建和精准定位，远程遥控模块用于远程控制机器人前进、后退、旋转、平移、云台升降、云台旋转，双向语音对讲模块包括拾音器及扬声器，用于与机器人端可进行运行对讲功能，轨道单元包括自检模块和主动避障模块，自检模块用于机器人每次上电启动时，会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警，主动避障模块为避障传感器，能够检测机器人前方的障碍物，防止机器人在运行过程中撞到设备或维护人员，采集单元包括有环境监测模块和气体监测模块，环境监测模块为环境监测传感器，用于对周围环境进行检测，气体监测模块为气体监测传感器，用于对周围环境中的气体进行检测。

实施例2

如图1、图2、图3所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，机器人本体1包括有底板11，底板11的顶部固定连接有连接座12，连接座12的顶部铰接有升降臂13，升降臂13的顶部铰接有连接板14，连接板14的两侧固定连接有防护板15，连接板14的底部固定连接有警报灯16，连接板14的一侧固定连接有红外热成像仪17，连接板14的一侧固定连接有可见光摄像机18。

实施例3

如图1-5所示，本发明提供了一种自动巡检控制方法，包括上述所述的巡检机器人，包括以下步骤：

S1、轨道检查，机器人投运前，对轨道进行检查，须确保现场轨道安装牢固，避免因轨道安装松动出现的机器人运行事故；

S2、机器人外观检查，打开机器人木箱取出包材，需至少两人在两侧将机器人从木箱底盘上抬下，将机器人上包材及固定绑带全部去除，检查机器人外壳是否有明显磕碰，如机器人外观完整，可进行下一步开机验证机器人功能；

S3、机器人自检，将机器人上电启动，机器人会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警；

S4、后台控制软件启动，浏览器中输入机器人系统登录地址，输入用户名、密码，登录进入机器人控制系统页面，机器人控制系统显示当前车体信息，任务信息，环境信息，地图信息，模式切换按钮，手动充电按钮，巡检对象结果展示，环境告警，系统告警信息；

S5、下达巡检任务，根据需要选择对应的任务类型，机器人开始巡检；

S6、信息采集，采集单元对多类信息进行采集，轨道单元控制装置的移动方向和移动距离，从而机器人在设定的范围内对周围多类信息进行采集；

S7、信息处理，后台系统对各类信息进行处理，巡检任务执行完成后，可导出巡检报告，查看巡检执行结果，巡检报告中可查看巡检信息，告警汇总信息，巡检明细，支持左侧快速定位查看。

上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.巡检机器人，其特征在于：包括：

中央处理器；

机器人系统，精准收集测量现场各类信息；

后台系统，对收集到的信息进行处理分析。

2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于：所述机器人系统包括机器人本体(1)、驱动单元、供电单元、通讯单元、采集单元和轨道单元，所述驱动单元用于为装置整体提供动力来源，所述供电单元用于为驱动单元提供电力来源，所述通讯单元用于和外部设备进行信息传输，所述采集单元用于对多类信息进行采集，所述轨道单元用于控制装置的移动方向和移动距离。

3.根据权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于：所述后台系统包括巡检任务管理模块、存储模块、图像处理模块、图像显示模块、查询模块和报警单元，所述任务管理模块用于将任务类型分成全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、自定义任务类别，巡检前可根据需要选择对应的任务类型；所述存储模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息，进行记录存储；所述图像处理模块用于对采集的信息以及对采集信息进行分析之后的反馈信息转化为图像信息；所述图像显示模块用于对图像处理模块转化来图像信息进行显示；所述查询模块用于提供用户操作日志查询功能；所述报警单元用于当装置出现异常时，及时进行报警。

4.根据权利要求3所述的巡检机器人，其特征在于：所述报警单元包括温度报警模块和超限报警模块，所述温度报警模块采用热缺陷报警方式，热缺陷报警是指特定测温点的红外测温值超过设定的阈值温度时，在监控后台进行报警，超限报警模块主要涵盖了指针表计、数字表计、指示状态，当测量值超出设定范围便自动报警，测量值超过上限的报警称为高限报警，测量值低于下限的报警称为低限报警，同温度报警一样，会在监控后台进行报警。

5.根据权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于：所述通讯单元包括自主导航定位模块、远程遥控模块和双向语音对讲模块，所述自主导航定位模块通过编码器融合RFID信息的方式进行地图构建和精准定位，远程遥控模块用于远程控制机器人前进、后退、旋转、平移、云台升降、云台旋转，所述双向语音对讲模块包括拾音器及扬声器，用于与机器人端可进行运行对讲功能。

6.根据权利要求5所述的巡检机器人，其特征在于：所述轨道单元包括自检模块和主动避障模块，所述自检模块用于机器人每次上电启动时，会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警，所述主动避障模块为避障传感器，能够检测机器人前方的障碍物，防止机器人在运行过程中撞到设备或维护人员。

7.根据权利要求6所述的巡检机器人，其特征在于：所述采集单元包括有环境监测模块和气体监测模块，所述环境监测模块为环境监测传感器，用于对周围环境进行检测，所述气体监测模块为气体监测传感器，用于对周围环境中的气体进行检测。

8.根据权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)包括有底板(11)，所述底板(11)的顶部固定连接有连接座(12)，所述连接座(12)的顶部铰接有升降臂(13)，所述升降臂(13)的顶部铰接有连接板(14)，所述连接板(14)的两侧固定连接有防护板(15)，所述连接板(14)的底部固定连接有警报灯(16)，所述连接板(14)的一侧固定连接有红外热成像仪(17)，所述连接板(14)的一侧固定连接有可见光摄像机(18)。

9.自动巡检控制方法，包括权利要求1-8所述的巡检机器人，其特征在于：包括以下步骤：

S1、轨道检查，机器人投运前，对轨道进行检查，须确保现场轨道安装牢固，避免因轨道安装松动出现的机器人运行事故；

S2、机器人外观检查，打开机器人木箱取出包材，需至少两人在两侧将机器人从木箱底盘上抬下，将机器人上包材及固定绑带全部去除，检查机器人外壳是否有明显磕碰，如机器人外观完整，可进行下一步开机验证机器人功能；

S3、机器人自检，将机器人上电启动，机器人会对本体设备进行复位检测，出现故障时会在后台进行告警；

S4、后台控制软件启动，浏览器中输入机器人系统登录地址，输入用户名、密码，登录进入机器人控制系统页面，机器人控制系统显示当前车体信息，任务信息，环境信息，地图信息，模式切换按钮，手动充电按钮，巡检对象结果展示，环境告警，系统告警信息；

S5、下达巡检任务，根据需要选择对应的任务类型，机器人开始巡检；

S6、信息采集，采集单元对多类信息进行采集，轨道单元控制装置的移动方向和移动距离，从而机器人在设定的范围内对周围多类信息进行采集；

S7、信息处理，后台系统对各类信息进行处理，巡检任务执行完成后，可导出巡检报告，查看巡检执行结果，巡检报告中可查看巡检信息，告警汇总信息，巡检明细，支持左侧快速定位查看。