CN207875805U

CN207875805U - 一种智能探测施工机器人

Info

Publication number: CN207875805U
Application number: CN201820136439.0U
Authority: CN
Inventors: 罗海江; 邓李麟; 吴聪; 孙健; 叶祥; 吴继洲; 宋晓冬
Original assignee: Guangxi Power Grid Co Ltd Beihai Training Center; Beihai Xintong Foundation Engineering Equipment Co Ltd
Current assignee: Beihai Xintong Foundation Engineering Equipment Co Ltd; Guangxi Power Grid Co Ltd Beihai Training Center
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-09-18
Anticipated expiration: 2028-01-26

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，具体公开了一种智能探测施工机器人，包括：行走机构；探测装置，其包括：探测机架，其通过旋转机构设于行走机构上，探测机架上设有温度感应装置；及摄像装置、火焰感应装置及测距感应装置，摄像装置、火焰感应装置及测距感应装置分别设于探测机架的前端；六自由度机械手，两个六自由度机械手分别设于行走机构的两侧；以及下位控制器，其分别与行走机构、旋转机构、温度感应装置、摄像装置、火焰感应装置、测距感应装置及两个六自由度机械手的控制端连接。该机器人集成了温度探测、图像录取、火焰感应、距离测量，机械手作业等功能，在狭窄空间的高危的作业环境能够一次性完成不同的作业需求。

Description

一种智能探测施工机器人

技术领域

本实用新型属于机器人领域，特别涉及一种智能探测施工机器人。

背景技术

现有的探测机器人种类繁多，能够对不同的环境进行探测及作业，但是，对于狭窄的作业空间和高危的作业环境，具体表现为：狭窄空间的故障点查看及数据采集；狭窄空间内操作施工，如线路牵引、危险物体拾取；高危的作业环境施工困难，存在安全隐患，容易引发安全事故。针对上述的作业环境，一般的探测机器人均不能满足条件，或是体积较大，或是功能不足等等，因此，当遇到狭窄空间高危的作业施工环境，往往不能一次性满足作业要求，需要多次不能功能的探测，工作效率极低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能探测施工机器人，从而克服对于狭窄空间的高危的作业环境，一般的探测机器人不能满足全部探测作业的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能探测施工机器人，包括：行走机构；探测装置，其包括：探测机架，其通过旋转机构设于所述行走机构上，所述探测机架上设有温度感应装置；及摄像装置、火焰感应装置及测距感应装置，所述摄像装置、火焰感应装置及测距感应装置分别设于所述探测机架的前端；

六自由度机械手，两个该六自由度机械手分别设于所述行走机构的两侧；以及下位控制器，其分别与所述行走机构、旋转机构、温度感应装置、摄像装置、火焰感应装置、测距感应装置及两个六自由度机械手的控制端连接。

优选的，上述技术方案中，还包括一第一无线发射接收器，该第一无线发射接收器与所述下位控制器连接。

优选的，上述技术方案中，还包括一电池组，该电池组与所述下位控制器连接。

优选的，上述技术方案中，所述行走机构为电动履带式行走机构。

优选的，上述技术方案中，所述旋转机构由旋转台及带动所述旋转台旋转的旋转电机构成。

优选的，上述技术方案中，所述摄像装置为摄像头，所述温度感应装置为温度传感器，所述火焰感应装置为火焰传感器，所述测距感应装置为测距传感器。

优选的，上述技术方案中，所述六自由度机械手包括：一端铰接于所述行走机构侧部的第一机械臂，用于驱动所述第一机械臂上下旋转的第一电机，一端与所述第一机械臂的另一端铰接的第二机械臂，用于驱动所述第二机械臂水平旋转的第二电机，一端与所述第二机械臂的另一端铰接的第三机械臂，用于驱动所述第三机械臂垂直旋转的第三电机，一端与所述第三机械臂的另一端铰接的第四机械臂，用于驱动所述第四机械臂旋转的第四电机，所述第四机械臂的另一端设有能够拆卸地电动机械爪。

优选的，上述技术方案中，还包括仿生机械臂遥控装置，其包括：臂套，其用于套设于人体的肩膀处；第一臂段，其一端铰接于对应人体肩关节的所述臂套处且设有第一位移传感器；该第一臂段以能够拆卸地方式固定于人体上臂上；第二臂段，其一端与所述第一臂段的另一端铰接，所述第一臂段和第二臂段的铰接处与人体肘关节相对应且设有第二位移传感器，该第二臂段以能够拆卸地方式固定于人体前臂上；控制台，其固定于所述第二臂段的前端，该控制台上设有控制摇杆、探测按钮、作业摇杆、旋转按钮、上位控制器、第二无线发射接收器及显示器，所述控制摇杆、探测按钮、旋转按钮、作业摇杆、第一位移传感器及第二位移传感器分别与上位控制器连接，所述上位控制器分别与所述第二无线发射接收器和显示器连接；所述控制摇杆的前后方向控制用于控制所述行走机构的前后运动，所述控制摇杆的左右方向分别控制第三电机、第二电机的旋转，所述探测按钮用于启动摄像感应设备，所述旋转按钮用于控制旋转机构旋转，所述作业摇杆用于控制所述电动机械爪，所述第一位移传感器及第二位移传感器分别用于抓取肩关节和肘关节的运动量以对应控制第一电机、第四电机的运动量。

优选的，上述技术方案中，所述上位控制器和下位控制器为单片机或ARM处理器。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1. 本实用新型中的智能探测施工机器人，集成了温度探测、图像录取、火焰感应、距离测量，机械手作业等功能，在狭窄空间的高危的作业环境能够一次性完成不同的作业需求。

2. 本实用新型引入了仿生机械臂遥控功能，通过与人手臂联动，达到两者实时对应，以提高工作效率。

附图说明

图1是根据本实用新型智能探测施工机器人的结构图。

图2是根据本实用新型仿生机械臂遥控装置的结构图。

主要附图标记说明：

1-行走机构，2-探测机架，3-旋转机构，31-旋转台，32-旋转电机，4-温度感应装置，5-火焰感应装置，6-测距感应装置，7-摄像装置，8-六自由度机械手，81-第一机械臂，82-第一电机，83-第二机械臂，84-第二电机，85-第三机械臂，86-第三电机，87-第四机械臂，88-第四电机，89-电动机械爪，9-下位控制器，10-电池组，11-第一臂段，12-第一位移传感器，13-第二臂段，14-第二位移传感器，15-控制台，16-控制摇杆，17-作业摇杆，18-旋转按钮，19-探测按钮，20-显示器，21-上位控制器，22-臂套。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

图1显示了根据本实用新型优选实施方式的智能探测施工机器人的结构图。

如图1所示，智能探测施工机器人包括：行走机构1、探测装置、六自由度机械手8、下位控制器9、第一无线发射接收器、电池组10以及仿生机械臂遥控装置；该实施例中，行走机构1优选为电动履带式行走机构，但在该实施例中不限于此，根据作业现场环境（如崎岖路面、涉水路面、平坦路面），还可采用另外的行走机构代替，如轮式，双足式，六足式等。探测装置包括：探测机架2、温度感应装置4、摄像装置7、火焰感应装置5及测距感应装置6；探测机架2通过旋转机构3设于行走机构1上，具体地，旋转机构3由旋转台31及带动旋转台31旋转的旋转电机32构成；进一步的，温度感应装置4设于探测机架2上用于感应探测环境温度，摄像装置7、火焰感应装置5及测距感应装置6分别设于探测机架2的前端，其中，该实施例中优选的，摄像装置7采用摄像头，温度感应装置4采用温度传感器，火焰感应装置5采用火焰传感器，测距感应装置6采用测距传感器，分别用于获取环境影像、火焰数据及测量行走机构1距离探测点的距离，以满足不同的探测功能。

继续参考图1，两个六自由度机械手8分别设于行走机构1的两侧；该实施例中具体地，六自由度机械手8包括：第一机械臂81、第一电机82、第二机械臂83、第二电机84、第三机械臂85、第三电机86、第四机械臂87、第四电机88及电动机械爪89；第一机械臂81的一端铰接于行走机构1侧部，第一电机82用于驱动第一机械臂81上下旋转，第二机械臂83的一端与第一机械臂81的另一端铰接，第二电机84用于驱动第二机械臂83水平旋转，第三机械臂85的一端与第二机械臂83的另一端铰接，第三电机86用于驱动第三机械臂85垂直旋转，第四机械臂87的一端与第三机械臂85的另一端铰接，第四电机88用于驱动第四机械臂87旋转，该实施例中电机与机械臂之间的传动方式优选采用齿轮传动的方式进行驱动，使得该机械手能够实现六自由度的空间移动，从而能够完成复杂环境的作业要求，第四机械臂87的另一端设有能够拆卸地电动机械爪89，如电动机械爪89通过螺纹等方式与第四机械臂87的另一端连接，进一步的，该实施例中电动机械爪89可为电动双夹，电动钻头（配合钻具或螺丝刀等），刀具等。

进一步参考图1，下位控制器9分别与行走机构1的电动履带的控制端、旋转机构3的旋转电机的控制端、温度感应装置4、摄像装置7、火焰感应装置5、测距感应装置6及两个六自由度机械手8的第一电机82、第二电机84、第三电机86、第四电机88及电动机械爪89的控制端连接，下位控制器9优选采用单片机或ARM处理器，由下位控制器9分别控制各部件的作业指令，第一无线发射接收器与下位控制器9连接以上传数据或接收上位控制器21下传的指令，电池组10与下位控制器9连接以提供整个机器人的工作电源。

进一步参考图2，该实施例中由两个仿生机械臂遥控装置分别控制两个六自由度机械臂，其中，六自由度机械臂包括：臂套22、第一臂段11、第二臂段13、第一位移传感器12、第二位移传感器14及控制台15；臂套22用于套设于人体的肩膀处；第一臂段11的一端铰接于对应人体肩关节的臂套22处且设有第一位移传感器12，第一位移传感器12用于抓取肩关节的旋转运动量以对应控制第一电机82的旋转运动量，从而实现远程控制第一机械臂81的上下摆动；第一臂段11以能够拆卸地方式固定于人体上臂上；第二臂段13的一端与第一臂段11的另一端铰接，第一臂段11和第二臂段13的铰接处与人体肘关节相对应且设有第二位移传感器14，第二位移传感器14用于抓取肘关节的旋转运动量以对应控制第四电机88的旋转运动量，从而实现远程控制第四机械臂87的上下摆动，第二臂段13以能够拆卸地方式固定于人体前臂上；控制台15固定于第二臂段13的前端，该控制台15上设有控制摇杆16、探测按钮19、作业摇杆17、旋转按钮18、上位控制器21、第二无线发射接收器及显示器20，控制摇杆16、探测按钮19、旋转按钮18、作业摇杆17、第一位移传感器12及第二位移传感器14分别与上位控制器21连接，上位控制器21优选为单片机或ARM处理器，上位控制器21分别与第二无线发射接收器和显示器20连接，从而能够远程发送指令至下位控制器9以远程控制各部件工作，同时由显示器20进行显示及数据交互；控制摇杆16的前后方向控制用于控制行走机构1的电动履带的前后运动；控制摇杆16的左右方向分别控制第三电机86、第二电机84的旋转，从而能够实现远程控制第二机械臂83和第三机械臂85的旋转动作；探测按钮19用于启动摄像感应设备，从而启动温度感应装置4、摄像装置7、火焰感应装置8、测距感应装置6的探测作业；旋转按钮18用于控制旋转机构3旋转的旋转电机32进行旋转，从而能够多方位对环境进行探测；作业摇杆17用于控制电动机械爪89，如若是电动机械爪89是电动夹手，则作业摇杆17向上拨动时则实现捉取动作，反之则张开动作；如若是电动机械爪89是电动钻头，则向上拨动时实现正转，反之实现反转。

下面，对本实施例中的智能探测施工机器人的应用实施进行介绍，以使本领域技术人员更加了解，具体如下：

火灾现场探测及危险物品的抓取：将智能探测施工机器人放置待探测的大概范围内，同时将仿生机械臂遥控装置套设于手臂上，拨动控制摇杆16和按下探测按钮19以发送信号至下位控制器9，下位控制器9通过第一无线发射接收器和第二无线发射接收器发命令至上位控制器21，由上位控制器21发指令至电动履带，从而智能探测施工机器人向前移动，且温度感应装置4、摄像装置7、火焰感应装置8、测距感应装置9实时进行探测，并能够于显示器20上显示温度，影像，火源，距离目标地距离等信息；待智能探测施工机器人行进到危险目标处，首先通过作业摇杆17控制电动机械爪89打开，再通过手臂的上下移动及控制摇杆的左右移动，从而控制六自由度机械臂8伸至危险物品处，然后通过作业摇杆17控制电动机械爪夹取，最后往下拨动控制摇杆17使智能探测施工机器人往原始位置行驶，从而完成探测任务。

综上所述，本实用新型中的智能探测施工机器人，集成了温度探测、图像录取、火焰感应、距离测量，机械手作业等功能，在狭窄空间的高危的作业环境能够一次性完成不同的作业需求。且引入了仿生机械臂遥控功能，通过与人手臂联动，达到两者实时对应，以提高工作效率。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims

1.一种智能探测施工机器人，其特征在于，包括：

行走机构（1）；

探测装置，其包括：

探测机架（2），其通过旋转机构（3）设于所述行走机构（1）上，所述探测机架（2）上设有温度感应装置（4）；及

摄像装置（7）、火焰感应装置（5）及测距感应装置（6），所述摄像装置（7）、火焰感应装置（5）及测距感应装置（6）分别设于所述探测机架（2）的前端；

六自由度机械手（8），两个该六自由度机械手（8）分别设于所述行走机构（1）的两侧；以及

下位控制器（9），其分别与所述行走机构（1）、旋转机构（3）、温度感应装置（4）、摄像装置（7）、火焰感应装置（5）、测距感应装置（6）及两个六自由度机械手（8）的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的智能探测施工机器人，其特征在于，还包括一第一无线发射接收器，该第一无线发射接收器与所述下位控制器（9）连接。

3.根据权利要求1所述的智能探测施工机器人，其特征在于，还包括一电池组（10），该电池组（10）与所述下位控制器（9）连接。

4.根据权利要求1所述的智能探测施工机器人，其特征在于，所述行走机构（1）为电动履带式行走机构。

5.根据权利要求1所述的智能探测施工机器人，其特征在于，所述旋转机构（3）由旋转台（31）及带动所述旋转台（31）旋转的旋转电机（32）构成。

6.根据权利要求1所述的智能探测施工机器人，其特征在于，所述摄像装置（7）为摄像头，所述温度感应装置（4）为温度传感器，所述火焰感应装置（5）为火焰传感器，所述测距感应装置（6）为测距传感器。

7.根据权利要求2所述的智能探测施工机器人，其特征在于，所述六自由度机械手（8）包括：一端铰接于所述行走机构（1）侧部的第一机械臂（81），用于驱动所述第一机械臂（81）纵向旋转的第一电机（82），一端与所述第一机械臂（81）的另一端铰接的第二机械臂（83），用于驱动所述第二机械臂（83）水平旋转的第二电机（84），一端与所述第二机械臂（83）的另一端铰接的第三机械臂（85），用于驱动所述第三机械臂（85）垂直旋转的第三电机（86），一端与所述第三机械臂（85）的另一端铰接的第四机械臂（87），用于驱动所述第四机械臂（87）旋转的第四电机，所述第四机械臂（87）的另一端设有能够拆卸地电动机械爪（89）。

8.根据权利要求7所述的智能探测施工机器人，其特征在于，还包括仿生机械臂遥控装置，其包括：

臂套（22），其用于套设于人体的肩膀处；

第一臂段（11），其一端铰接于对应人体肩关节的所述臂套（22）处且设有第一位移传感器（12）；该第一臂段（11）以能够拆卸地方式固定于人体上臂上；

第二臂段（13），其一端与所述第一臂段（11）的另一端铰接，所述第一臂段（11）和第二臂段（13）的铰接处与人体肘关节相对应且设有第二位移传感器（14），该第二臂段（13）以能够拆卸地方式固定于人体前臂上；以及

控制台（15），其固定于所述第二臂段（13）的前端，该控制台（15）上设有控制摇杆（16）、探测按钮（19）、作业摇杆（17）、旋转按钮（18）、上位控制器（21）、第二无线发射接收器及显示器（20），所述控制摇杆（16）、探测按钮（19）、旋转按钮（18）、作业摇杆（17）、第一位移传感器（12）及第二位移传感器（14）分别与上位控制器（21）连接，所述上位控制器（21）分别与所述第二无线发射接收器和显示器（20）连接；所述控制摇杆（16）的前后方向控制用于控制所述行走机构（1）的前后运动，所述控制摇杆（16）的左右方向分别控制第三电机（86）、第二电机（84）的旋转，所述探测按钮（19）用于启动摄像感应设备，所述旋转按钮（18）用于控制旋转机构（3）旋转，所述作业摇杆（17）用于控制所述电动机械爪（89），所述第一位移传感器（12）及第二位移传感器（14）分别用于抓取肩关节和肘关节的运动量以对应控制第一电机（82）、第四电机（88）的运动量。

9.根据权利要求8所述的智能探测施工机器人，其特征在于，所述上位控制器（21）和下位控制器（9）为单片机或ARM处理器。