CN209069271U - 一种检测云台及机器人 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种检测云台及机器人，包括多节可升降矩形升降柱、连接件和多自由度云台，所述多自由度云台通过连接件设置于多节可升降矩形升降柱上，跟随多节可升降矩形升降柱的升降而移动；所述多节可升降矩形升降柱包括多个依次从内到外套接的矩形升降柱，且配置有检测多圈绝对值编码器；所述多自由度云台上设置有若干舱体，以容纳检测设备。本公开可用于机器人在室内检测时完成对开关柜等设备的全覆盖检测，提高了机器人的巡检范围及使用率。
Description
技术领域
本公开涉及一种检测云台及机器人。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前巡检机器人大多只集中在室外，利用可见光摄像机、红外摄像仪等，针对室外一二次设备进行表、针等的读数及刀闸开合等情况进行自动分析和判断。然而随着技术的发展，巡检机器人的应用已经不在仅仅满足于利用机器人在室外对杆塔类设备进行巡视，而是需要机器人代替人工在全变电站的区域内进行巡视工作，其中将应用于室外的巡检机器人扩展到开关室等室内区域使用是目前急需要解决的问题。
与室外机器人巡检方式不同，受制于室内空间，机器人需要在距离开关柜等设备较近的距离下对整个开关柜上的各设备进行检测，则普通的可俯仰云台在没有合适视角的情况下，注定无法完成对整个开关柜的检测，并且对于一些检测项目，如地电波、超声等局放检测项目，还需要检测传感器需与开关柜等设备保持垂直，则仅靠云台的俯仰自由度更无法完成检测。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种检测云台及机器人，本公开可扩大云台检测范围，有助于机器人在室内检测时完成对开关柜等设备的全覆盖检测，提高了机器人的巡检范围及使用率。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种检测云台，包括多节可升降矩形升降柱、连接件和多自由度云台，所述多自由度云台通过连接件设置于多节可升降矩形升降柱上，跟随多节可升降矩形升降柱的升降而移动；
所述多节可升降矩形升降柱包括多个依次从内到外套接的矩形升降柱，且配置有检测多圈绝对值编码器；
所述多自由度云台上设置有若干舱体，以容纳检测设备。
作为进一步的限定，所述多节可升降矩形升降柱为三节可升降矩形升降柱。
作为进一步的限定，所述多节可升降矩形升降柱的升降柱之间设置有丝杠传动机构。
作为进一步的限定，所述多节可升降矩形升降柱为铝型材冲压制成。
作为进一步的限定，所述多节可升降矩形升降柱的各层升降柱之间设置有定位块。
作为进一步的限定，所述多节可升降矩形升降柱的最内层升降柱内具有一定的容纳空间，能够容纳内置的线束。
作为进一步的限定，所述多自由度云台具有水平及垂直两个旋转自由度，其底部及两侧的旋转自由度连接部位采用滑环结构。从而保证云台及其搭载的设备不会因为连续的旋转造成线束缠绕而损伤。
作为进一步的限定，所述多自由度云台的舱室设置于多自由度云台的侧面且相对于多自由度云台能够转动。
作为进一步的限定，所述多自由度云台包括至少两个舱室，一侧舱室内设置有可见光摄像机，另一侧舱室内设置有红外摄像仪。
一种机器人，包括上述检测云台。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
1、本公开提供了一套配合巡检机器人使用的，可提高巡检机器人巡检效率及范围的可升降云台系统；
2、本公开结构简单，实用性强，易于实现；
3、本公开外观美观大方，解决了线束露在机器人外引起的多种不安全因素；
4、本公开经过拓展后，可用于室内开关柜局放检测使用；
5、本公开除了在巡检机器人上使用外，还可以应用去其他场合的机器人检测，如室内轨道巡检机器人、消防特种机器人等。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开整体结构示意图；
图2为本公开整体起升后状态示意图；
图3为本公开升降柱结构示意图；
图4为本公开云台结构示意图。
其中，1、升降柱本体，2、云台本体，3、升降柱云台连接法兰，4、多圈绝对值编码器，5、直流驱动电机，6、升降柱外层，7、升降柱中层，8、升降柱内层，9、升降柱定位块，10、升降柱内置线束，11、云台主体，12、云台底座，13、右舱体，14、可见光摄像机，15、左舱体，16、红外摄像仪；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
以三节可升降矩形升降柱为例进行说明，一种可多节升降的机器人检测云台，如图1、2所示，搭载有可见光摄像机及红外热像仪的云台本体2在三节可升降柱本体1的带动下可起升到一个较高的高度，从而可以完成对变电站室内开关柜等设备以及室外被遮挡设备的检测；
云台本体2与升降柱本体1通过升降柱云台连接法兰3连接起来；
具体的说，如图3所示，升降柱主体1由多圈绝对值编码器4、直流驱动电机5、升降柱外层6、升降柱中层7、升降柱内层8、升降柱定位块9及升降柱内置线束10组成，其中，升降柱内层8套接在升降柱中层7内，升降柱中层7套接在升降柱外层6内部，升降柱外层6、升降柱中层7和升降柱内层8之间均设置有升降柱定位块9。升降柱内层8内容纳有内置线束10，且内置线束10从升降柱内层8顶部延伸出来。升降柱主体1由直流驱动电机5驱动各个层的升降和移动。且多圈绝对值编码器4检测上述移动值。
如图3所示，升降柱本体1配有一根多芯的升降柱内置线束10，可用于将云台左右舱体13、15内的可见光摄像机14及红外热像仪16连接到机器人控制设备上，从而避免了以往需要在升降柱或者其他升降机构外侧设置额外的拖链来固定线束造成的美观及线束易与其他设备钩、蹭的问题；
如图3所示，升降柱本体1由三层柱体组成，每层柱体之间由8个升降柱定位块9来调整各层升降柱之间的间隙，确保升降柱各层之间间隙均匀，不会产生层与层相互摩擦的问题，提高升降柱的使用寿命；定位块9由聚氨酯类材料机加工完成，具有耐磨、静音的效果；
如图3所示，多圈绝对值编码器4可用于在线检测、反馈升降柱的高度位置，从而达到对升降柱的精准控制；
如图3所示，直流驱动电机5将采用空心杯无刷电机，电机的散热性更好，效率更高，且寿命更长，从而保证了升降柱整体的使用寿命及效率将大大提高；
如图4所示，云台本体2由云台主体11、云台底座12、右舱体13、可见光摄像机14、左舱体15、红外摄像仪16；云台主体11设置于云台底座12上，云台底座12与升降柱主体1连接，云台主体11的两端分别设置有左舱体15和右舱体13。左舱体15上设置有红外摄像仪16，右舱体13内设置有可见光摄像机14。
如图1所示，在室外或者检测室内开关柜较低位置设备时，升降柱本体1完全收回到最低位置，云台本体2靠旋转左右舱体13、15以及云台底座12来完成对较远位置的设备及开关柜较低位置设备的检测；
如图2所示，当需要检测室外受遮挡的设备时，机器人先行驶到一离待检测设备较远的位置，然后升降柱本体1将向上升起，使云台本体2匀速抬起，越过障碍设备高度，然后调节云台左右舱体13、15的角度，使可见光摄像机14及红外摄像仪16对准欲检测的设备，从远处完成对设备的检测；
当需要检测室内开关柜较高位置的设备的状态时，机器人按正常行驶轨道运行到开关柜跟前，升降柱本体1起升，带动云台本体2到达欲检测设备的正面区域，旋转左右舱体13、15以及云台底座12，调整可见光摄像机14的焦距，完成对设备的检测；
此种方案下机器人的检测范围将受到升降柱初始安装高度及升降柱起升行程的影响，越低的初始安装高度，以及越高的起升行程将更好的满足机器人在日常巡检时的需求，虽然可以通过增加更多的升降柱节数来满足上述要求，但是更多的节数在批量化加工、成本以及使用寿命上的影响是明显的，所以综合各因素考虑，三节的升降柱在各规格升降柱的对比中，应用性价比最佳；
本发明所示的三节可升降矩形升降柱通体采用铝型材冲压制作完成，通过阳极氧化技术对表面进行保护处理，外观整洁、美观；
本发明所示的三节可升降矩形升降柱内部采用丝杠传动方式，丝杠采用45钢精加工完成，从而保证升降柱在较轻的自重下仍然可以有比较大的负载能力；
本发明所示的云台具有水平及垂直两个旋转自由度，其底部及两侧的旋转自由度连接部位采用滑环结构，从而保证云台及其搭载的设备不会因为连续的旋转造成线束缠绕而损伤；
本发明所示的云台左右两个设备舱体具有防水防尘的效果，可保证设备在室外使用时不受雨水的影响；
本发明在传统云台的基础上增加了可升降的升降柱机构，机构采用三节升降柱的结构，可最优化的提升云台的检测高度，完成对室外受遮挡的以及室内开关柜的设备的检测，从而极大的提高了机器人在室内外一体化使用需求下的应用效率；
本发明除可以应用在电力巡检机器人日常巡检外，还可以应用在其他需要起升、下降机构使用的工业领域，替代传统气动模块，使用范围广。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种检测云台，其特征是：包括多节可升降矩形升降柱、连接件和多自由度云台，所述多自由度云台通过连接件设置于多节可升降矩形升降柱上，跟随多节可升降矩形升降柱的升降而移动；
所述多节可升降矩形升降柱包括多个依次从内到外套接的矩形升降柱，且配置有检测多圈绝对值编码器；
所述多自由度云台上设置有若干舱体，以容纳检测设备。
2.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多节可升降矩形升降柱为三节可升降矩形升降柱。
3.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多节可升降矩形升降柱的升降柱之间设置有丝杠传动机构。
4.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多节可升降矩形升降柱为铝型材冲压制成。
5.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多节可升降矩形升降柱的各层升降柱之间设置有定位块。
6.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多节可升降矩形升降柱的最内层升降柱内具有一定的容纳空间，能够容纳内置的线束。
7.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多自由度云台具有水平及垂直两个旋转自由度，其底部及两侧的旋转自由度连接部位采用滑环结构。
8.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多自由度云台的舱室设置于多自由度云台的侧面且相对于多自由度云台能够转动。
9.如权利要求1所述的一种检测云台，其特征是：所述多自由度云台包括至少两个舱室，一侧舱室内设置有可见光摄像机，另一侧舱室内设置有红外摄像仪。
10.一种机器人，其特征是：包括如权利要求1-9中任一项所述的检测云台。
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