CN207298218U - 多节机器人 - Google Patents

Abstract

一种多节机器人，包括至少两节车体、第一图像采集装置、第一距离探测装置、控制器以及用于使一节车体在相邻的另一节车体上上下、左右转动的转动机构，所述至少两节车体前后布置，相邻车体间均通过所述转动机构连接，所述第一图像采集装置以及第一距离探测装置均设于前进方向的前侧第一节车体上，所述控制器设于所述车体上，且与所述第一图像采集装置、所述第一距离探测装置、所述转动机构以及所述车体的驱动机构连接。本实用新型结构简单、制造方便，可以主动跨越竖井，不需要人工帮助，提高了机器人的巡视效率。

Description

多节机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种多节机器人。

背景技术

很多管道，例如市政下水管道，需要经常维护。除人工维护之外，一些机构提供机器或者带有闭路电视监控器(CCTV)的机器人进行维护，车体可以进入管道内行走，通过车体上的摄像头及超声探测器等设备，对管道的淤积、破损等进行巡视、检测，有的还安装有修补工具或机械手，可以进行清淤或者修复等维护功能。

目前的机器人基本都是单个车体，自身带有电源或者通过电缆供电，但是这种机器人存在一个问题。市政管道之间每隔一段距离会有一个竖井，用于沉积污物、打捞污物或者检修等。这种竖井的几何形状多变，机器人过来一侧的管道和要跨过竖井进入的管道也经常不在同一个高度时，有时候还会有横向偏移或者转角。机器人遇到这种竖井时，基本无法跨越，需要人工帮助其从一段管道送入下一段管道，阻碍了机器人自主、长距离、长时间地巡视。

实用新型内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种多节机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种多节机器人，包括至少两节车体、第一图像采集装置、第一距离探测装置、控制器以及用于使一节车体在相邻的另一节车体上上下、左右转动的转动机构，所述至少两节车体前后布置，相邻车体间均通过所述转动机构连接，所述第一图像采集装置以及第一距离探测装置均设于前进方向的前侧第一节车体上，所述控制器设于所述车体上，且与所述第一图像采集装置、所述第一距离探测装置、所述转动机构以及所述车体的驱动机构连接。

所述转动机构包括球形铰链、用于驱动一节车体在相邻的另一节车体上上下转动的第一水平伸缩机构以及用于驱动一节车体在相邻的另一节车体上左右转动的第二水平伸缩机构，所述球形铰链、第一水平伸缩机构以及第二水平伸缩机构均连接于相邻车体间，所述第一水平伸缩机构位于所述球形铰链的上下一侧，所述第二水平伸缩机构位于所述球形铰链的左右一侧。

所述球形铰链位于所述车体的竖向中心线的下侧，所述第一水平伸缩机构位于所述车体的竖向中心线的上侧，所述第二水平伸缩机构位于所述车体的竖向中心线的右侧。

本方案还包括第二图像采集装置以及第二距离探测装置，所述第二图像采集装置以及第二距离探测装置设于后退方向的后侧第一节车体上，且与所述控制器连接。

本方案还包括用于与无线基站建立通讯的无线通信模块，所述无线通信模块设于一节所述车体上，且与所述控制器连接。

本方案还包括用于根据供电模块的电量进行报警的报警模块，所述报警模块与所述控制器连接，所述控制器与所述供电模块连接，所述供电模块与每个车体的驱动机构电连接。

所述供电模块由与车体一一对应的多个独立电池构成，所述独立电池设于车体内，所述独立电池与该车体的驱动机构电连接，且与所述控制器连接。

所述车体上具有通讯接口。

所述第一图像采集装置以及第二图像采集装置均由摄像机以及图像处理模块构成，所述摄像机经图像处理模块与所述控制器连接，所述第一距离探测装置以及第二距离探测装置均为激光测距装置。

所述车体为六节。

本实用新型结构简单、制造方便，可以主动跨越竖井，不需要人工帮助，提高了机器人的巡视效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的车体的后视结构示意图；

图3为本实用新型的电气原理图；

图4为本实用新型的跨越竖井的示意图一；

图5为本实用新型的跨越竖井的示意图二。

具体实施方式

如图1-5所示，一种多节机器人，包括至少两节车体110、第一图像采集装置120、第一距离探测装置130、控制器140以及用于使一节车体110在相邻的另一节车体110上上下、左右转动的转动机构150。

上述至少两节车体110前后布置，相邻车体间均通过转动机构150连接，在本实施例中，车体110为六节。

其中，车体110内具有驱动机构，通过驱动机构驱动车体110下方的车轮，完成车体110的前进或者后退。

车体110上具有通讯接口111，用于外接修补工具、机械手或者存取设备，从而进行清淤、修复等维护功能以及信息的储存。

第一图像采集装置120以及第一距离探测装置130均设于前进方向的前侧第一节车体110上，用于在前进时采集图像信息以及距离信息。

当然，本实用新型还可以配备了第二图像采集装置160以及第二距离探测装置170，第二图像采集装置160以及第二距离探测装置170设于后退方向的后侧第一节车体110上，用于在后退时采集图像信息以及距离信息。

在本实施例中，第一图像采集装置120以及第二图像采集装置160均由摄像机以及图像处理模块构成，摄像机经图像处理模块与控制器140连接，第一距离探测装置130以及第二距离探测装置170均为激光测距装置。

本实用新型还配备了用于与无线基站建立通讯的无线通信模块180，无线通信模块180设于一节车体110上，且与控制器140连接，从而传输图像、语音以及文字指令。

本实用新型还配备了用于根据供电模块190的电量进行报警的报警模块199，报警模块199与控制器140连接，控制器140与供电模块199连接，供电模块199与每个车体110的驱动机构电连接，在电量不足时，发出警报进行提醒。

具体地，供电模块199由与车体110一一对应的多个独立电池构成，独立电池设于车体110内，独立电池与该车体110的驱动机构电连接，且与控制器140连接，在电量不足时，通过警报进行提醒，并且控制器140可以方便的获知哪节车体110的电量不足。

控制器140设于车体110上，且与第一图像采集装置120、第一距离探测装置130、转动机构150、第二图像采集装置160、第二距离探测装置170以及车体110的驱动机构连接。

转动机构150包括球形铰链151、用于驱动一节车体110在相邻的另一节车体110上上下转动的第一水平伸缩机构152以及用于驱动一节车体110在相邻的另一节车体110上左右转动的第二水平伸缩机构153，球形铰链151、第一水平伸缩机构152以及第二水平伸缩机构153均连接于相邻车体110间，第一水平伸缩机构152位于球形铰链151的上下一侧，第二水平伸缩机构153位于球形铰链151的左右一侧。

第一水平伸缩机构152伸缩可以驱动车体110上下转动，第二水平伸缩机构153伸缩可以驱动车体110左右转动。

具体地，球形铰链151位于车体110的竖向中心线的下侧，所述第一水平伸缩机构152位于车体110的竖向中心线的上侧，第二水平伸缩机构153位于车体110的竖向中心线的右侧。

如图4所示，本实用新型机器人在前进时跨越竖井2的过程如下：

第一节车体110在后管道2中前进，当接近竖井3时，停止前进，通过第一图像采集装置120以及第一距离探测装置130采集图像和距离信息，确定要进入的前管道4的管口位置，并与后管道2的位置进行对比。

控制器140根据两端管道的几何尺寸以及车体110的长度、高度、宽度、伸缩机构的位置、伸缩量等信息进行跨井计算，并将计算后的指令发送给各节小车转动机构150以及驱动机构。

跨井开始后，第一节车体110首先进入竖井3，靠两节车体110之间的球形铰链151以及第一水平伸缩机构152连接，第一水平伸缩机构152的动作由位于后侧的车体110执行，伸缩量由控制器140计算后通过指令发送给第一水平伸缩机构152。

第一水平伸缩机构152根据指令缩短，由于下部有球形铰链151连接，3/5的拉伸量可以使第一节车体110有一个竖直方向的转角，使得第一节车体110走向前管道4。

控制器140一方面控制车体110继续前进，一方面控制每两节车体110之间的第一水平伸缩机构152，使得本实用新型机器人以蛇形前进，各节车体110依次进入前管道4。

如图5所示，如果在竖井3中，要进入的前管道4不仅在竖直方向与后管道2有位移，在水平方向也有位移，此时每两节小车之间不仅通过第一水平伸缩机构152控制机器人在竖直方向的移动，还需要通过第二水平伸缩机构153控制机器人在水平方向的移动。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种多节机器人，其特征在于，包括至少两节车体、第一图像采集装置、第一距离探测装置、控制器以及用于使一节车体在相邻的另一节车体上上下、左右转动的转动机构，所述至少两节车体前后布置，相邻车体间均通过所述转动机构连接，所述第一图像采集装置以及第一距离探测装置均设于前进方向的前侧第一节车体上，所述控制器设于所述车体上，且与所述第一图像采集装置、所述第一距离探测装置、所述转动机构以及所述车体的驱动机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种多节机器人，其特征在于，所述转动机构包括球形铰链、用于驱动一节车体在相邻的另一节车体上上下转动的第一水平伸缩机构以及用于驱动一节车体在相邻的另一节车体上左右转动的第二水平伸缩机构，所述球形铰链、第一水平伸缩机构以及第二水平伸缩机构均连接于相邻车体间，所述第一水平伸缩机构位于所述球形铰链的上下一侧，所述第二水平伸缩机构位于所述球形铰链的左右一侧。

3.根据权利要求2所述的一种多节机器人，其特征在于，所述球形铰链位于所述车体的竖向中心线的下侧，所述第一水平伸缩机构位于所述车体的竖向中心线的上侧，所述第二水平伸缩机构位于所述车体的竖向中心线的右侧。

4.根据权利要求1或3所述的一种多节机器人，其特征在于，还包括第二图像采集装置以及第二距离探测装置，所述第二图像采集装置以及第二距离探测装置设于后退方向的后侧第一节车体上，且与所述控制器连接。

5.根据权利要求4所述的一种多节机器人，其特征在于，还包括用于与无线基站建立通讯的无线通信模块，所述无线通信模块设于一节所述车体上，且与所述控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种多节机器人，其特征在于，还包括用于根据供电模块的电量进行报警的报警模块，所述报警模块与所述控制器连接，所述控制器与所述供电模块连接，所述供电模块与每个车体的驱动机构电连接。

7.根据权利要求6所述的一种多节机器人，其特征在于，所述供电模块由与车体一一对应的多个独立电池构成，所述独立电池设于车体内，所述独立电池与该车体的驱动机构电连接，且与所述控制器连接。

8.根据权利要求7所述的一种多节机器人，其特征在于，所述车体上具有通讯接口。

9.根据权利要求8所述的一种多节机器人，其特征在于，所述第一图像采集装置以及第二图像采集装置均由摄像机以及图像处理模块构成，所述摄像机经图像处理模块与所述控制器连接，所述第一距离探测装置以及第二距离探测装置均为激光测距装置。

10.根据权利要求9所述的一种多节机器人，其特征在于，所述车体为六节。