CN209050737U - 一种电力施工安全监督机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力施工安全监督机器人，包括机器人本体、驱动电机、电源、云台和信息采集单元；机器人本体内部设置有所述驱动电机，驱动电机与所述电源电连接，电源设置在所述机器人本体的后部，机器人本体中部设置有支架，机器人本体前部设置有工控机和驱动控制器，云台设置于所述支架上，工控机分别通过驱动控制器与驱动电机、云台和信息采集单元电连接。本实用新型的机器人能自动在电力作业现场巡视，采集电力作业人员操作信息，识别不安全行为，对作业现场安全实施监督，以降低安全事故风险，解决了人工监控存在的易疲劳、效率低和注意力易分散等问题。本机器人还能检测行进方向的障碍物、防止自动运行时的意外碰撞。

Description

一种电力施工安全监督机器人

技术领域

本实用新型涉及电力施工检测设备技术领域，具体涉及一种电力施工安全监督机器人。

背景技术

随着城市的发展，对于电力的需求越来越大，在电力生产和电力试验的过程中，电力作业现场安全监督对于保证工作人员的安全具有重要意义。现有的电力作业场地内没有很好的实时监控设备，往往需要人工进行安全监控，这种人工监控的方式费时费力，而且，可能由于人为原因造成监控无效，造成一些不必要的安全事故发生。

因此，如何提供一种适用于在电力行业内工作，且工作效率高的电力作业安全监督机器人是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有技术中电力作业过程采用人工进行安全监控，这种人工监控的方式费时费力，而且，可能由于人为原因造成监控无效，造成一些不必要的事故发生的技术问题，目的在于提供一种电力施工安全监督机器人。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电力施工安全监督机器人，包括机器人本体、驱动电机、电源、云台和信息采集单元；所述机器人本体内部设置有所述驱动电机，驱动电机与所述电源电连接，所述电源设置在所述机器人本体的后部，所述机器人本体中部设置有支架，所述机器人本体前部设置有工控机和驱动控制器，所述云台设置于所述支架上，所述工控机分别通过驱动控制器与驱动电机、云台和信息采集单元电连接。

优选方案，所述机器人本体包括底盘、前轮、后轮、后轴和前轴；所述底盘与所述前轮通过所述前轴连接，所述底盘与所述后轮通过所述后轴连接，所述驱动电机的输出端与前轴连接，所述前轴通过传动装置与后轴连接。

优选方案，所述信息采集单元包括双目摄像头和障碍检测单元，所述双目摄像头设置于云台上，所述障碍检测单元设置在底盘前端。

优选方案，所述传动装置包括主动轮、从动轮和链条；所述主动轮设置于前轴上，从动轮设置于后轴上，所述链条套接在主动轮和从动轮上。

优选方案，所述机器人本体还包括陀螺仪，所述陀螺仪设置于底盘上。

优选方案，所述机器人本体的外部设置有外壳，外壳顶部设置有工作指示灯。

优选方案，所述云台包括云台控制模块，所述云台控制模块包括云台控制器、电机驱动模块、水平直流伺服电机、垂直直流伺服电机、水平角度传感器和垂直角度传感器，所述云台控制器与工控机连接，所述水平角度传感器和垂直角度传感器采集云台水平运行角度和云台垂直运行角度，并传输至云台控制器，所述云台控制器通过电机驱动模块驱动水平直流伺服电机和垂直直流伺服电机。

优选方案，所述驱动电机包括左轮电机、右轮电机、左轮电机驱动器和右轮电机驱动器，所述左轮电机驱动器和右轮电机驱动器驱动左轮电机和右轮电机，所述左轮电机和右轮电机分别驱动两个前轮转动；所述左轮电机和右轮电机分别连接有光电编码器，通过光电编码器测量左轮电机和右轮电机的速度。

优选方案，所述障碍检测单元包括超声传感器探头，以及与超声传感器探头连接的超声信号处理板卡，它将检测到的距离信息传给工控机，所述超声传感器探头有四个，并列安装在底盘前端；超声传感器探头用于检测机器人本体行进方向的障碍物、防止自动运行时的意外碰撞。

优选方案，信息采集单元还包括无线信息收发模块，无线信息收发模块用于无线传输双目摄像头所采集的视频、图像信息。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型的一种电力施工安全监督机器人，能自动完成日常变电站内电力设备监控，采集电力设备状态信息，大大提高了电力设备监控效率和质量，降低运维人员的劳动强度和工作风险，解决了人工监控存在的劳动强度大、效率低和检测质量分散等问题。本机器人搭载超声传感器探头，该超声传感器探头检测到的距离信息传给工控机，超声传感器探头用于检测机器人本体行进方向的障碍物、防止自动运行时的意外碰撞，提高机器人自动化运行，监控范围更广、监控效果更好，操作简单。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的机器人立体结构示意图；

图2为本实用新型的机器人底部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-机器人本体，2-驱动电机，3-电源,4-云台，5-双目摄像头，6-支架，7-工控机，8-驱动控制器，9-外壳，10-指示灯，11-超声传感器探头，101-底盘，102-前轮，103-后轮，104-后轴，105-前轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1和图2所示，本实用新型一种电力施工安全监督机器人，包括机器人本体1、在机器人本体1上设有驱动电机2、电源3、云台4和信息采集单元。机器人本体1包括底盘101、前轮102、后轮103、后轴104和前轴105；底盘101与前轮102通过前轴105连接，底盘101与后轮103通过后轴104连接，驱动电机2的输出端与前轴105连接，前轴105通过传动装置与后轴104连接。传动装置包括主动轮、从动轮和链条；主动轮设置于前轴105上，从动轮设置于后轴104上，链条套接在主动轮和从动轮上，实现机器人四驱传动，提高本机器人的越障能力。驱动电机2与电源3电连接，电源3优选但不限于为二次锂电池，电源3设置在机器人本体1的后部。机器人本体1中部设置有支架6，机器人本体1前部设置有工控机7和驱动控制器8，云台4设置于支架6上，工控机7分别通过驱动控制器8与驱动电机2、云台4和信息采集单元电连接。

所述的驱动电机2包括左轮电机、右轮电机、左轮电机驱动器和右轮电机驱动器，左轮电机驱动器和右轮电机驱动器分别驱动左轮电机和右轮电机，左轮电机和右轮电机分别驱动两个前轮102转动；在左轮电机和右轮电机分别连接有光电编码器，通过光电编码器测量左轮电机和右轮电机的速度。转弯时采用前轮的两个轮毂差速和速度分解的方式实现转弯，转弯半径小，同时陀螺仪测量运动的误差并反馈给驱动控制器8，对运动累计误差进行反馈控制。采用前轮102驱动的优势在于不需要悬挂的前提下，实现四轮同时着地，提高越障性能。

所述的信息采集单元包括双目摄像头2和障碍检测单元，双目摄像头5设置于云台4上，双目摄像头5搭载在云台4上进行全方位图像采集，同时双目摄像头5能够对场景中的特征点或标记物进行识别，测算相对位置，精确确定机器人位置。障碍检测单元设置在底盘101前端，障碍检测单元包括超声传感器探头11，以及与超声传感器探头11连接的超声信号处理板卡，超声传感器探头11将检测到的距离信息传给工控机7，超声传感器探头1有四个，并列安装在底盘101前端，避免出现检测盲区；超声传感器探头11用于检测机器人本体1行进方向的障碍物、防止自动运行时的意外碰撞。在超声传感器探头1检测到机器人本体1行进方向的障碍物时，工控机7通过驱动控制器8向驱动电机2发出驱动信号，实现机器人本体1转换方向行进，避开前方障碍物。信息采集单元还包括无线信息收发模块，无线信息收发模块用于无线传输双目摄像头5采集的视频、图像信息。

所述的云台4包括云台控制模块，云台控制模块包括云台控制器、电机驱动模块、水平直流伺服电机、垂直直流伺服电机、水平角度传感器和垂直角度传感器，云台控制器与工控机连接，所述水平角度传感器和垂直角度传感器采集云台水平运行角度和云台垂直运行角度，并传输至云台控制器，云台控制器通过电机驱动模块驱动水平直流伺服电机和垂直直流伺服电机，实现云台4的水平方位转动和上下升降运动，为双目摄像头5提供更加灵活和广阔的图像采集视角。

优选实施例方案，机器人本体1的外部设置有外壳9，外壳9顶部设置有工作指示灯10，外壳9对机器人本体1内部的部件进行保护，工作指示灯10用于显示机器人的工作状态。

本实用新型的机器人本体1内部的驱动电机2和云台4通过RS232和工控机7进行通信，工控机7分别向驱动电机2和云台4发送速度和位移等指令，驱动电机2和云台4完成任务的同时将反馈的速度或位移等信号反馈给工控机7；电源3通过USB和工控机7通信；超声传感器探头11也通过USB和工控机7通信，工控机7采集超声传感器探头11信号，经SLAM算法转化成机器人可识别的地图，在将导航定位信息发送给驱动电机2；工控机7通过无线信息收发模块和后台服务器通信，将机器人采集的视频、图像、音频、状态等信息传输给后台服务器，服务器将信息处理后再把各类指令传输给机器人。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，包括机器人本体、驱动电机(2)、电源(3)、云台(4)和信息采集单元；

所述机器人本体内部设置有所述驱动电机(2)，驱动电机(2)与所述电源(3)电连接，所述电源(3)设置在所述机器人本体的后部，所述机器人本体(1)中部设置有支架(6)，所述机器人本体(1)前部设置有工控机(7)和驱动控制器(8)，所述云台(4)设置于所述支架(6)上，所述工控机(7)分别通过驱动控制器(8)与驱动电机(2)、云台(4)和信息采集单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述机器人本体包括底盘(101)、前轮(102)、后轮(103)、后轴(104)和前轴(105)；

所述底盘(101)与所述前轮(102)通过所述前轴(105)连接，所述底盘(101)与所述后轮(103)通过所述后轴(104)连接，所述驱动电机(2)的输出端与前轴(105)连接，所述前轴(105)通过传动装置与后轴(104)连接。

3.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述信息采集单元包括双目摄像头(501)和障碍检测单元，双目摄像头(501)设置于云台(4)上，所述障碍检测单元设置在底盘(101)前端。

4.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述传动装置包括主动轮、从动轮和链条；

所述主动轮设置于前轴(105)上，从动轮设置于后轴(104)上，链条套接在主动轮和从动轮上。

5.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括陀螺仪，所述陀螺仪设置于底盘(101)上。

6.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述机器人本体的外部设置有外壳(9)，外壳(9)顶部设置有工作指示灯(10)。

7.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述云台包括云台控制模块，所述云台控制模块包括云台控制器、电机驱动模块、水平直流伺服电机、垂直直流伺服电机、水平角度传感器和垂直角度传感器，所述云台控制器与工控机(7)连接，所述水平角度传感器和垂直角度传感器采集云台水平运行角度和云台垂直运行角度，并传输至云台控制器，所述云台控制器通过电机驱动模块驱动水平直流伺服电机和垂直直流伺服电机。

8.根据权利要求2所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述驱动电机(2)包括左轮电机、右轮电机、左轮电机驱动器和右轮电机驱动器，所述左轮电机驱动器和右轮电机驱动器驱动左轮电机和右轮电机，所述左轮电机和右轮电机分别驱动两个前轮(102)转动；所述左轮电机和右轮电机分别连接有光电编码器，通过光电编码器测量左轮电机和右轮电机的速度。

9.根据权利要求3所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，所述障碍检测单元包括超声传感器探头，以及与超声传感器探头连接的超声信号处理板卡，它将检测到的距离信息传给工控机(7)，所述超声传感器探头有四个，并列安装在底盘(101)前端；超声传感器探头用于检测机器人本体行进方向的障碍物、防止自动运行时的意外碰撞。

10.根据权利要求3所述的一种电力施工安全监督机器人，其特征在于，信息采集单元还包括无线信息收发模块，所述无线信息收发模块用于传输双目摄像头(501)所采集的视频、图像信息。