CN210036823U - 一种石油化工巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石油化工巡检机器人，属于机器人技术领域。它包括底盘，底盘上卡合有外护罩；折叠臂架装置用于机器人巡检；动力及驱动装置用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动；数据采集及监控装置用于采集现场数据并对现场进行监控；控制装置包括电控箱，电控箱位于底盘上，分别与折叠臂架装置、动力及驱动装置以及数据采集及监控装置电连接，其利用折叠臂架装置的三个自由度，使得传感器能够到达巡检空间内的任意位置，巡检无死角，并依靠底盘、动力及驱动装置、数据采集及监控装置以及控制装置形成完整的石油化工巡检机器人。

Description

一种石油化工巡检机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，更具体地说，涉及一种石油化工巡检机器人。

背景技术

随着现代石油石化生产技术的发展，技术的发展一方面给人类带来了大量的财富和舒适的生活环境，另一方面由于生产中火灾、爆炸、中毒等重大事故的频频发生，不仅给企业带来了高额的经济损失，也使石油石化产业长期处于高能耗、高污染、高破坏的环境。生产设备的正常运转以及维持良好稳定的生产环境是安全生产的重点，人工对设备的巡查始终是设备维护与监测的一个重要手段，工作人员对设备定时有计划的检查，对设备的工作状态或运行数据的查看，确保将设备出故障的隐患降到最低。长期以来，人员巡查的管理始终是管理者的一道难题，在传统的巡检管理中，一般采用的是挂牌、拔针、签到等方式，这些方式的弊端是经常发生早检、晚检、漏检甚至不捡等不按巡检规定进行巡检的情况，这样就无法保证巡检工作的质量，也就很难保障巡查区域设施的安全；同时在人员巡检的过程中，由于生产设备因素以及生产环境因素，对于巡检人员也造成很大的安全隐患，威胁巡检人员的生命安全。亟需一种可代替人工进行巡检，并且巡检效果良好，能够及时发现设备及环境安全隐患的方式。针对于上述问题，以及机器人产业的高速发展状况，有人提出利用机器人代替人工进行化工巡检。

关于机器人巡检的相关系统，中国专利申请号为：201711230244.9，申请日为：2017.11.29的“一种防爆机器人巡检系统及方法”，其披露了一种巡检系统及方法，巡检系统包括管理平台以及防爆机器人，管理平台与防爆机器人连接，当防爆机器人接收到管理平台发出的任务，防爆机器人能够自主导航至目标防爆区域进行巡检的防爆机器人。将管理平台与防爆机器人建立通信连接后，能够使得管理人员在后台通过对管理平台的操控，对防爆机器人进行操作，从而代替人工进入危险区域进行巡检；但其仅描述了管理平台与防爆机器人的框架式结构，针对于具体产品并未进行阐述。中国专利申请号为：201810648091.8，申请日为：2018.06.21的“巡检机器人系统”，其包括巡检轨迹、移动承载系统、行走和检测运动的控制系统、检测系统、数据库和分析系统和显示报警系统；移动承载系统、行走和检测运动的控制系统和检测系统集成为一个整体的移动体，移动体在巡检轨迹上行走检测，并将检测数据存储在行走和检测运动的控制系统中，经由数据库和分析系统对比计算，在显示报警系统实现记录、显示和报警的功能。巡检机器人系统应用于易燃易爆场所，能够实现数字化实时监测和记录，及时查询和分析化工厂的运行状态和趋势；但其仅对框架式的描述，对于系统如何实现全方位的监测以及数据的采集并未进行描述。中国专利申请号为：201811596806.6，申请日为：2018.12.26的“一种应用于危化品环境下多机器人路径规划方法”，该方法的核心算法是好奇心驱使算法与深度确定性策略梯度相结合的深度强化学习算法，该算法避免了同类算法中人工设计环境奖励这一复杂繁琐的步骤，而是通过智能体自身内在奖励与稀疏的环境奖励对未知复杂环境进行探索、适应；同时，多机器人之间采用多Agent协作学习算法获得最优的协同工作策略。该方法中利用相应的算法可获得较优的工作策略，按照制定的工作策略执行，并使用相应的巡检机器进行巡检，可较好的实现化工巡检。

基于机器人巡检的相关系统，另有相应的巡检机器人。中国专利申请号为：201711411089.0，申请日为：2017.12.23的“一种防爆轮式巡检机器人系统”，其公开了一种石油化工巡检机器人的结构，由箱体组件、驱动机构、RFID定位系统、前导航组件、急停按钮组件、PID气体检测仪、前避障传感器、防爆扬声器、天线、拾音器、防爆云台、后避障传感器、自动充电组件和后导航组件组成。可在石油、化工行业替代巡检人员进入易燃、易爆、有毒气体环境进行巡检和监控，具有体积小、行走灵活、通信距离远、工作时间长、操作方便的特点；但其在视频监控时，使用过程不灵活，监控有视野死角，在地形复杂的环境中，使用难度较大。又如中国专利申请号为201810563796.X，申请日为2018.06.04的“一种石油化工厂智能巡检机器人”，其主要包括智能巡检机器人上部、智能巡检机器人下部、连接装置，智能巡检机器人上部主要包括管道运动部、云台部，管道运动部主要包括右管道运动箱、左管道运动箱、丝杆、丝杆电机，右管道运动箱主要包括管道轮驱动电机、管道轮，左管道运动箱和所述右管道运动箱包含相同元件，云台部主要包括云台电机、云台底盘、伸缩臂、高清摄像头、数据采集罩，所述连接装置包括母接头、公接头，所述母连接头包括母接头壳体、弹簧、旋转连接环、母接头盖。其有效的保障了巡检工人作业安全，改善了巡检作业形式，提高了作业效率，保证了巡检质量，降低了企业成本；同样的，其监控过程存在视野死角，对于复杂的巡检工作以及复杂的地理环境，其巡检耗时长，巡检效率不高，不利于使用。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有石油化工巡检机器人巡检效率不高，巡检不全面的问题，本实用新型提供一种石油化工巡检机器人，利用折叠臂架装置的三个自由度，使得传感器能够到达巡检空间内的任意位置，巡检无死角，并依靠底盘、动力及驱动装置、数据采集及监控装置以及控制装置形成完整的石油化工巡检机器人。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种石油化工巡检机器人，包括底盘，所述底盘上卡合有外护罩；

折叠臂架装置，所述折叠臂架装置包括回转台、第一折叠臂以及第二折叠臂，所述回转台与外护罩转动连接并置于外护罩外侧，所述第一折叠臂一端与回转台转动连接，另一端与第二折叠臂转动连接；

动力及驱动装置，所述动力及驱动装置用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动；

数据采集及监控装置，所述数据采集及监控装置用于采集现场数据并对现场进行监控；

控制装置，所述控制装置包括电控箱，所述电控箱位于底盘上，分别与折叠臂架装置、动力及驱动装置以及数据采集及监控装置电连接。

作为本实用新型优选的方案，所述外护罩上还设有吊耳，所述吊耳数量至少为一个。

作为本实用新型优选的方案，所述外护罩外侧，至少沿巡检机器人行进方向设置有照明灯。

作为本实用新型优选的方案，所述折叠臂架装置的驱动方式采用液压驱动、气压驱动或电气驱动中的一种。

作为本实用新型优选的方案，所述动力及驱动装置包括动力组件以及驱动组件，所述动力组件分别与驱动组件、折叠臂架装置、数据采集及监控装置以及电控箱电连接；所述动力组件包括电源，所述驱动组件包括驱动电机以及车轮，所述驱动电机位于底盘上，并分别与电源以及电控箱电连接，所述车轮与驱动电机连接。

作为本实用新型优选的方案，所述数据采集及监控装置包括数据采集组件以及视频监控组件，所述数据采集组件位于第二折叠臂自由端，与第二折叠臂转动连接，并与电控箱电连接，所述视频监控组件置于外护罩外侧，并与电源以及电控箱电连接。

作为本实用新型优选的方案，所述数据采集组件包括数据收集盒，所述数据收集盒置于第二折叠臂自由端，并与电控箱电连接；所述数据收集盒在表面或内腔中设置有一种或一种以上的传感器。

作为本实用新型优选的方案，所述传感器包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。

作为本实用新型优选的方案，所述视频监控组件包括监控云台以及摄像头，所述监控云台位于外护罩外侧，并与电源以及电控箱电连接，所述摄像头至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源以及电控箱电连接。

石油化工巡检机器人在巡检时间内有两种工作状态，第一种为一般工作状态，即石油化工巡检机器人启动，至石油化工巡检机器人到达巡检初始点的过程，以及石油化工巡检机器人完成巡检工作回到启动点的过程，此时石油化工巡检机器人的折叠臂架装置以及数据采集及监控装置不工作；第二种为巡检工作状态，即石油化工巡检机器人到达巡检初始点直至完成巡检工作，此时，石油化工巡检机器人的折叠臂架装置以及数据采集及监控装置处于工作状态。对石油化工巡检机器人的这两种工作状态进行划分，一定程度上减少石油化工巡检机器人电能的消耗，节约能源；减少折叠臂架装置以及数据采集及监控装置在非巡检状态下的使用，避免不相干数据对于巡检结果的判断，使得巡检结果的准确性更高，以及延长相应部件的使用寿命，减少支出。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，通过底盘承接整个机器人的机器部件，底盘上外护罩将机器人内部部件与外部部件进行分隔，实现对内部部件的保护，并为外部部件提供安装空间和安装基础；折叠臂架装置通过回转台和折叠臂的结合使用，使得折叠臂架拥有三个自由度，第二折叠臂的自由端在进行巡检工作的过程中，能够实现空间内全方位的运动，机器人不会存在巡检死角，巡检结果较为准确；

(2)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，在机器人外护罩上设置吊耳，能够使用起吊机器对机器人进行起吊，方便机器人的转移和运输，为了使得起吊过程中起吊平稳，吊耳应对称设置，为了提示巡检机器人行进方向的人们，以及给巡检机器人自身提供前进的照明条件，至少在巡检机器人的前进方向上应设置有照明灯，避免巡检机器人在行进的过程中发生碰撞；

(3)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，动力及驱动装置包括动力组件以及驱动组件，动力组件为整个巡检机器人提供能源，一般采用电源作为能源提供的方式，电源的设置一般为可充电电池，电池与巡检机器人内各种需要供能的部件进行电连接，并与在外护罩表面设置充电口连接，在巡检机器人完成工作或电能不足时，可以通过充电口与充电站的电源连接，为巡检机器人补充电能；

(4)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，驱动组件用于巡检机器人的行进，包括车轮以及与车轮的驱动电机，驱动电机与电源相连，为车轮的行进提供动力，在巡检机器人巡检的过程中，为了避免突发状况的出现，如突然出现障碍物，巡检机器人需要迅速减速或停止，需要在驱动电机上连接减速器，通过减速器达成巡检机器人的迅速减速或停止，避免机器人与障碍物发生碰撞；

(5)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，数据收集组件主要收集巡检机器人行进过程中各种检测石油化工危险的数据，具体通过巡检机器人第二折叠臂自由端设置数据收集盒，数据收集盒中根据实际所要检测数据的类别进行选择传感器检测数据，能够实现石油化工厂数据的自动检测，并将检测所得数据通过控制箱向外界传输；

(6)本实用新型的一种石油化工巡检机器人，视频监控组件与数据采集组件的设置位置不同，主要由于两者的数据的收集以及处理不同，视频监控组件一方面利用监控云台监控巡检机器人周围的环境，确保环境中无肉眼可观察到的机器故障或危险元素，以及在传感器进行检测到危险数据时，使用监控云台进行视觉上检测出测有危险数据位置的具体情况，摄像头用于检测巡检机器人行进方向有无障碍物，确保巡检机器人安全平稳的进行巡检。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型实施例1的巡检机器人的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的巡检机器人的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的巡检机器人的整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例4的巡检机器人的整体结构示意图；

图5为图4中底面结构示意图；

图6为图4中侧面结构示意图；

图7为图4中去除上部外护罩及外护罩上连接件的结构示意图。

附图中：

100、底盘；110、外护罩；111、吊耳；112、照明灯；

200、折叠臂架装置；210、回转台；220、第一折叠臂；230、第二折叠臂；

300、控制装置；310、电控箱；

400、动力及驱动装置；410、动力组件；411、电源；420、驱动组件；421、电机；422、车轮；

500、数据采集及监控装置；510、数据采集组件；511、数据收集盒；512、传感器；520、视频监控组件；521、监控云台；522、摄像头；

600、安全与防爆装置；610、避障组件；611、距离传感器；612、红外热像仪；620、防护栏；630、急停按钮；640、警示灯。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

现代石油化工生产过程中，往往需要对生产设备以及生产环境进行巡检，人工巡检的方式不仅费时费力，复杂的环境对于巡检人员会产生安全隐患，不能够很好的保障巡检人员的人身安全，而现有的石油化工巡检机器人没有很好的适应性，在代替人工进行巡检的过程中存在着缺陷，这正是本申请方案的出发点，旨在生产一种替代人工进行巡检的石油化工巡检机器人。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种石油化工巡检机器人包括底盘100、折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、控制装置300、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500。控制装置300以及动力及驱动装置400设置在底盘100上，折叠臂架装置200、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500分别与控制装置300电连接，由控制装置300统一管控。

底盘100上底盘100上卡合有外护罩110，外护罩110由钣金件制成，焊接在底盘100上，外护罩110整体由两个缺少一面的长方体将缺少的一面卡合，并用螺栓固定制成，卡合在底盘100上。通过底盘100承接整个机器人的机器部件，底盘100上外护罩110将机器人内部部件与外部部件进行分隔，实现对内部部件的保护，并为外部部件提供安装空间和安装基础。外护罩110上设有吊耳111以及照明灯112，吊耳111的数量为四个，分别设置在长方体外护罩110四条竖直的楞上。在机器人外护罩110上设置吊耳111，能够使用起吊机器对机器人进行起吊，方便机器人的转移和运输，为了使得起吊过程中起吊平稳，吊耳111应对称设置。外护罩110外侧，沿着巡检机器人的行进方向上设置有照明灯112。为了提示巡检机器人行进方向的人们，以及给巡检机器人自身提供前进的照明条件，至少在巡检机器人的前进方向上应设置有照明灯112，避免巡检机器人在行进的过程中发生碰撞。

折叠臂架装置200包括回转台210、第一折叠臂220以及第二折叠臂230，回转台210与外护罩110转动连接并置于外护罩110外侧，第一折叠臂220一端与回转台210转动连接，另一端与第二折叠臂230转动连接。折叠臂架装置200采用电气驱动，回转台210可以在水平方向旋转，拥有一个旋转自由度，第一折叠臂220与回转台210通过轴连接，第一折叠臂220可绕轴旋转，第二折叠臂230与第一折叠臂220通过轴连接，第二折叠臂230可绕与第一折叠臂220的连接轴旋转，这样，通过回转台210和折叠臂的结合使用，使得折叠臂架拥有三个自由度，第二折叠臂230的自由端在进行巡检工作的过程中，能够实现空间内全方位的运动，机器人不会存在巡检死角，巡检结果较为准确。

控制装置300包括电控箱310，电控箱310分别与折叠臂架装置200、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500电连接。电控箱310内使用嵌入式处理器处理石油化工巡检机器人在巡检过程中信息处理以及信息传输的问题，并控制整个石油化工巡检机器人的巡检工作。

动力及驱动装置400用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动，动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410分别与驱动组件420、折叠臂架装置200、数据采集及监控装置500以及电控箱310电连接；动力组件410包括电源411，驱动组件420包括电机421以及车轮422，电机421位于底盘100上，并分别与电源411以及电控箱310电连接，车轮422与电机421连接。动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410为整个巡检机器人提供能源，一般采用电源411作为能源提供的方式，电源411的设置为可充电锂离子电池组，电池与巡检机器人内各种需要供能的部件进行电连接，并与在外护罩110表面设置充电口连接，在巡检机器人完成工作或电能不足时，可以通过充电口与充电站的电源411连接，为巡检机器人补充电能。驱动组件420用于巡检机器人的行进，包括车轮422以及与车轮422的电机421，电机421与电源411相连，为车轮422的行进提供动力，位于巡检机器人两侧车轮422旁的箱体中，通过箱体的覆盖保护电机421不受外力损伤。在巡检机器人巡检的过程中，为了避免突发状况的出现，如突然出现障碍物，巡检机器人需要迅速减速或停止，需要在电机421上连接减速器，通过减速器达成巡检机器人的迅速减速或停止，避免机器人与障碍物发生碰撞。

数据采集及监控装置500，数据采集及监控装置500用于采集现场数据并对现场进行监控。数据采集及监控装置500包括数据采集组件510以及视频监控组件520，数据采集组件510位于第二折叠臂230自由端，与第二折叠臂230转动连接，并与电控箱310电连接，视频监控组件520置于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接。数据采集组件510包括数据收集盒511，数据收集盒511置于第二折叠臂230自由端，并与电控箱310电连接；数据收集盒511在表面设置有多种传感器512，具体传感器512包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。以上传感器512可视情况调整其设置的位置以及相应传感器512的数量，最终满足巡检工作的要求。数据收集组件主要收集巡检机器人行进过程中各种检测石油化工危险的数据，具体通过巡检机器人第二折叠臂230自由端设置数据收集盒511，数据收集盒511中根据实际所要检测数据的类别进行选择传感器512检测数据，能够实现石油化工厂数据的自动检测，并将检测所得数据通过控制箱向外界传输。

视频监控组件520包括监控云台521以及摄像头522，监控云台521位于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接，摄像头522至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源411以及电控箱310电连接。视频监控组件520与数据采集组件510的设置位置不同，主要由于两者的数据的收集以及处理不同，视频监控组件520一方面利用监控云台521监控巡检机器人周围的环境，确保环境中无肉眼可观察到的机器故障或危险元素，以及在传感器512进行检测到危险数据时，使用监控云台521进行视觉上检测出测有危险数据位置的具体情况，摄像头522用于检测巡检机器人行进方向有无障碍物，确保巡检机器人安全平稳的进行巡检。

针对以上石油化工巡检机器人的巡检工作，还需要操控台与石油化工巡检机器人建立信号连接，石油化工巡检机器人所拍摄的视频信息通过电控箱310传输至操控台，由操控人员监控石油化工巡检机器人的工作状态，同时石油化工巡检机器人的传感器512捕捉相应信息后，经电控箱310与标准数值范围进行比对，若超出标准范围，将相应的信息传送至操控台。电控箱310中有GPS以及北斗定位器，可对石油化工巡检机器人进行精准的定位，使得石油化工巡检机器人自动完成巡检工作。

针对以上石油化工巡检机器人的工作方法，包括以下步骤：

S1、根据石油化工厂的环境进行建模，并拟定石油化工巡检机器人的巡检路径以及巡检时间；

S2、将拟定的巡检路径信息传输至石油化工巡检机器人的电控箱310，等到巡检时间，石油化工巡检机器人启动离开启动点；

S3、石油化工巡检机器人自动定位至拟定的巡检路径的初始点，传感器512、监控云台521以及摄像头522开始工作，石油化工巡检机器人进入巡检工作状态；

S4、巡检工作状态下的石油化工巡检机器人，通过照明灯112以及摄像头522检测拟定的巡检路径上是否有障碍物，并通过电控箱310判断障碍物大小，确定石油化工巡检机器人是否绕行；

S5、石油化工巡检机器人按照拟定的巡检路径巡检完毕后，回到石油化工巡检机器人启动点，并自动充电，等待下一个巡检时间。

石油化工巡检机器人在巡检时间内有两种工作状态，第一种为一般工作状态，即石油化工巡检机器人启动，至石油化工巡检机器人到达巡检初始点的过程，以及石油化工巡检机器人完成巡检工作回到启动点的过程，此时石油化工巡检机器人的折叠臂架装置200以及数据采集及监控装置500不工作；第二种为巡检工作状态，即石油化工巡检机器人到达巡检初始点直至完成巡检工作，此时，石油化工巡检机器人的折叠臂架装置200以及数据采集及监控装置500处于工作状态。对石油化工巡检机器人的这两种工作状态进行划分，一定程度上减少石油化工巡检机器人电能的消耗，节约能源；减少折叠臂架装置200以及数据采集及监控装置500在非巡检状态下的使用，避免不相干数据对于巡检结果的判断，使得巡检结果的准确性更高，以及延长相应部件的使用寿命，减少支出。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于针对石油化工巡检机器人在石油化工厂复杂环境下，不能够进行合理有效避障的情况下，提出解决方案。

如图2所示，本实施例的一种避障巡检机器人包括底盘100、折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、控制装置300、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600。控制装置300以及动力及驱动装置400设置在底盘100上，折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600分别与控制装置300电连接，由控制装置300统一管控。

底盘100上底盘100上卡合有外护罩110，外护罩110由钣金件制成，焊接在底盘100上，外护罩110整体由两个缺少一面的长方体将缺少的一面卡合，并用螺栓固定制成，卡合在底盘100上。通过底盘100承接整个机器人的机器部件，底盘100上外护罩110将机器人内部部件与外部部件进行分隔，实现对内部部件的保护，并为外部部件提供安装空间和安装基础。外护罩110上设有吊耳111以及照明灯112，吊耳111的数量为四个，分别设置在长方体外护罩110四条竖直的楞上。在机器人外护罩110上设置吊耳111，能够使用起吊机器对机器人进行起吊，方便机器人的转移和运输，为了使得起吊过程中起吊平稳，吊耳111应对称设置。外护罩110外侧，沿着巡检机器人的行进方向上设置有照明灯112。为了提示巡检机器人行进方向的人们，以及给巡检机器人自身提供前进的照明条件，至少在巡检机器人的前进方向上应设置有照明灯112，避免巡检机器人在行进的过程中发生碰撞。

折叠臂架装置200包括回转台210、第一折叠臂220以及第二折叠臂230，回转台210与外护罩110转动连接并置于外护罩110外侧，第一折叠臂220一端与回转台210转动连接，另一端与第二折叠臂230转动连接。折叠臂架装置200采用电气驱动，回转台210可以在水平方向旋转，拥有一个旋转自由度，第一折叠臂220与回转台210通过轴连接，第一折叠臂220可绕轴旋转，第二折叠臂230与第一折叠臂220通过轴连接，第二折叠臂230可绕与第一折叠臂220的连接轴旋转，这样，通过回转台210和折叠臂的结合使用，使得折叠臂架拥有三个自由度，第二折叠臂230的自由端在进行巡检工作的过程中，能够实现空间内全方位的运动，机器人不会存在巡检死角，巡检结果较为准确。

控制装置300包括电控箱310，电控箱310分别与折叠臂架装置200、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500电连接。电控箱310内使用嵌入式处理器处理石油化工巡检机器人在巡检过程中信息处理以及信息传输的问题，并控制整个石油化工巡检机器人的巡检工作。

动力及驱动装置400用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动，动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410分别与驱动组件420、折叠臂架装置200、数据采集及监控装置500以及电控箱310电连接；动力组件410包括电源411，驱动组件420包括电机421以及车轮422，电机421位于底盘100上，并分别与电源411以及电控箱310电连接，车轮422与电机421连接。动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410为整个巡检机器人提供能源，一般采用电源411作为能源提供的方式，电源411的设置为可充电锂离子电池组，电池与巡检机器人内各种需要供能的部件进行电连接，并与在外护罩110表面设置充电口连接，在巡检机器人完成工作或电能不足时，可以通过充电口与充电站的电源411连接，为巡检机器人补充电能。驱动组件420用于巡检机器人的行进，包括车轮422以及与车轮422的电机421，电机421与电源411相连，为车轮422的行进提供动力，位于巡检机器人两侧车轮422旁的箱体中，通过箱体的覆盖保护电机421不受外力损伤。在巡检机器人巡检的过程中，为了避免突发状况的出现，如突然出现障碍物，巡检机器人需要迅速减速或停止，需要在电机421上连接减速器，通过减速器达成巡检机器人的迅速减速或停止，避免机器人与障碍物发生碰撞。

数据采集及监控装置500，数据采集及监控装置500用于采集现场数据并对现场进行监控。数据采集及监控装置500包括数据采集组件510以及视频监控组件520，数据采集组件510位于第二折叠臂230自由端，与第二折叠臂230转动连接，并与电控箱310电连接，视频监控组件520置于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接。数据采集组件510包括数据收集盒511，数据收集盒511置于第二折叠臂230自由端，并与电控箱310电连接；数据收集盒511在表面设置有多种传感器512，具体传感器512包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。以上传感器512可视情况调整其设置的位置以及相应传感器512的数量，最终满足巡检工作的要求。数据收集组件主要收集巡检机器人行进过程中各种检测石油化工危险的数据，具体通过巡检机器人第二折叠臂230自由端设置数据收集盒511，数据收集盒511中根据实际所要检测数据的类别进行选择传感器512检测数据，能够实现石油化工厂数据的自动检测，并将检测所得数据通过控制箱向外界传输。

视频监控组件520包括监控云台521以及摄像头522，监控云台521位于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接，摄像头522至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源411以及电控箱310电连接。视频监控组件520与数据采集组件510的设置位置不同，主要由于两者的数据的收集以及处理不同，视频监控组件520一方面利用监控云台521监控巡检机器人周围的环境，确保环境中无肉眼可观察到的机器故障或危险元素，以及在传感器512进行检测到危险数据时，使用监控云台521进行视觉上检测出测有危险数据位置的具体情况，摄像头522用于检测巡检机器人行进方向有无障碍物，确保巡检机器人安全平稳的进行巡检。

安全与防爆装置600包括避障组件610，避障组件610包括距离传感器611以及红外热像仪612，距离传感器611以及红外热像仪612位于外护罩110侧面，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电源411电连接，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电控箱310电连接。距离传感器611位于外护罩110的四个侧面，红外热像仪612分别位于巡检机器人前进方向两侧的机箱上，对周围的环境进行红外成像，并将成像结果传输给电控箱310。

实施例3

本实施例与实施例2结构基本相同，其不同之处在于针对石油化工巡检机器人在石油化工厂复杂环境下，不能够进行针对突发情况进行安全警示的情况，提出解决方案。

如图3所示，本实施例的一种安全警示巡检机器人包括底盘100、折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、控制装置300、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600。控制装置300以及动力及驱动装置400设置在底盘100上，折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600分别与控制装置300电连接，由控制装置300统一管控。

底盘100上底盘100上卡合有外护罩110，外护罩110由钣金件制成，焊接在底盘100上，外护罩110整体由两个缺少一面的长方体将缺少的一面卡合，并用螺栓固定制成，卡合在底盘100上。通过底盘100承接整个机器人的机器部件，底盘100上外护罩110将机器人内部部件与外部部件进行分隔，实现对内部部件的保护，并为外部部件提供安装空间和安装基础。外护罩110上设有吊耳111以及照明灯112，吊耳111的数量为四个，分别设置在长方体外护罩110四条竖直的楞上。在机器人外护罩110上设置吊耳111，能够使用起吊机器对机器人进行起吊，方便机器人的转移和运输，为了使得起吊过程中起吊平稳，吊耳111应对称设置。外护罩110外侧，沿着巡检机器人的行进方向上设置有照明灯112。为了提示巡检机器人行进方向的人们，以及给巡检机器人自身提供前进的照明条件，至少在巡检机器人的前进方向上应设置有照明灯112，避免巡检机器人在行进的过程中发生碰撞。

折叠臂架装置200包括回转台210、第一折叠臂220以及第二折叠臂230，回转台210与外护罩110转动连接并置于外护罩110外侧，第一折叠臂220一端与回转台210转动连接，另一端与第二折叠臂230转动连接。折叠臂架装置200采用电气驱动，回转台210可以在水平方向旋转，拥有一个旋转自由度，第一折叠臂220与回转台210通过轴连接，第一折叠臂220可绕轴旋转，第二折叠臂230与第一折叠臂220通过轴连接，第二折叠臂230可绕与第一折叠臂220的连接轴旋转，这样，通过回转台210和折叠臂的结合使用，使得折叠臂架拥有三个自由度，第二折叠臂230的自由端在进行巡检工作的过程中，能够实现空间内全方位的运动，机器人不会存在巡检死角，巡检结果较为准确。

控制装置300包括电控箱310，电控箱310分别与折叠臂架装置200、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500电连接。电控箱310内使用嵌入式处理器处理石油化工巡检机器人在巡检过程中信息处理以及信息传输的问题，并控制整个石油化工巡检机器人的巡检工作。

动力及驱动装置400用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动，动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410分别与驱动组件420、折叠臂架装置200、数据采集及监控装置500以及电控箱310电连接；动力组件410包括电源411，驱动组件420包括电机421以及车轮422，电机421位于底盘100上，并分别与电源411以及电控箱310电连接，车轮422与电机421连接。动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410为整个巡检机器人提供能源，一般采用电源411作为能源提供的方式，电源411的设置为可充电锂离子电池组，电池与巡检机器人内各种需要供能的部件进行电连接，并与在外护罩110表面设置充电口连接，在巡检机器人完成工作或电能不足时，可以通过充电口与充电站的电源411连接，为巡检机器人补充电能。驱动组件420用于巡检机器人的行进，包括车轮422以及与车轮422的电机421，电机421与电源411相连，为车轮422的行进提供动力，位于巡检机器人两侧车轮422旁的箱体中，通过箱体的覆盖保护电机421不受外力损伤。在巡检机器人巡检的过程中，为了避免突发状况的出现，如突然出现障碍物，巡检机器人需要迅速减速或停止，需要在电机421上连接减速器，通过减速器达成巡检机器人的迅速减速或停止，避免机器人与障碍物发生碰撞。

数据采集及监控装置500，数据采集及监控装置500用于采集现场数据并对现场进行监控。数据采集及监控装置500包括数据采集组件510以及视频监控组件520，数据采集组件510位于第二折叠臂230自由端，与第二折叠臂230转动连接，并与电控箱310电连接，视频监控组件520置于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接。数据采集组件510包括数据收集盒511，数据收集盒511置于第二折叠臂230自由端，并与电控箱310电连接；数据收集盒511在表面设置有多种传感器512，具体传感器512包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。以上传感器512可视情况调整其设置的位置以及相应传感器512的数量，最终满足巡检工作的要求。数据收集组件主要收集巡检机器人行进过程中各种检测石油化工危险的数据，具体通过巡检机器人第二折叠臂230自由端设置数据收集盒511，数据收集盒511中根据实际所要检测数据的类别进行选择传感器512检测数据，能够实现石油化工厂数据的自动检测，并将检测所得数据通过控制箱向外界传输。

视频监控组件520包括监控云台521以及摄像头522，监控云台521位于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接，摄像头522至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源411以及电控箱310电连接。视频监控组件520与数据采集组件510的设置位置不同，主要由于两者的数据的收集以及处理不同，视频监控组件520一方面利用监控云台521监控巡检机器人周围的环境，确保环境中无肉眼可观察到的机器故障或危险元素，以及在传感器512进行检测到危险数据时，使用监控云台521进行视觉上检测出测有危险数据位置的具体情况，摄像头522用于检测巡检机器人行进方向有无障碍物，确保巡检机器人安全平稳的进行巡检。

安全与防爆装置600包括避障组件610，避障组件610包括距离传感器611以及红外热像仪612，距离传感器611以及红外热像仪612位于外护罩110侧面，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电源411电连接，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电控箱310电连接。距离传感器611位于外护罩110的四个侧面，红外热像仪612分别位于巡检机器人前进方向两侧的机箱上，对周围的环境进行红外成像，并将成像结果传输给电控箱310。

警示灯640位于外护罩110顶面一侧，并与电源411以及电控箱310电连接，警示灯640为旋转式警示灯640，旋转式警示灯640内设有声音报警器。警示灯640可以同时进行声光警示，警示效果较好，警示灯640外部可设置开关，警示灯640的警示效果可通过两种方式实现，一种是巡检机器人在检测到相应数据不在标准范围之内，并将检测结果传送至操控台，同时警示灯640发出警报，另一种为通过外部开关控制或通过操控台发出指令控制警示灯640发出警报。

实施例4

本实施例与实施例3结构基本相同，其不同之处在于针对石油化工巡检机器人在石油化工厂复杂环境下，不能够进行针对巡检机器人工作异常做出相应处理的情况，提出解决方案。

如图4-7所示，本实施例的一种安全防爆巡检机器人包括底盘100、折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、控制装置300、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600。控制装置300以及动力及驱动装置400设置在底盘100上，折叠臂架装置200、动力及驱动装置400、数据采集及监控装置500以及安全与防爆装置600分别与控制装置300电连接，由控制装置300统一管控。

底盘100上底盘100上卡合有外护罩110，外护罩110由钣金件制成，焊接在底盘100上，外护罩110整体由两个缺少一面的长方体将缺少的一面卡合，并用螺栓固定制成，卡合在底盘100上。通过底盘100承接整个机器人的机器部件，底盘100上外护罩110将机器人内部部件与外部部件进行分隔，实现对内部部件的保护，并为外部部件提供安装空间和安装基础。外护罩110上设有吊耳111以及照明灯112，吊耳111的数量为四个，分别设置在长方体外护罩110四条竖直的楞上。在机器人外护罩110上设置吊耳111，能够使用起吊机器对机器人进行起吊，方便机器人的转移和运输，为了使得起吊过程中起吊平稳，吊耳111应对称设置。外护罩110外侧，沿着巡检机器人的行进方向上设置有照明灯112。为了提示巡检机器人行进方向的人们，以及给巡检机器人自身提供前进的照明条件，至少在巡检机器人的前进方向上应设置有照明灯112，避免巡检机器人在行进的过程中发生碰撞。

折叠臂架装置200包括回转台210、第一折叠臂220以及第二折叠臂230，回转台210与外护罩110转动连接并置于外护罩110外侧，第一折叠臂220一端与回转台210转动连接，另一端与第二折叠臂230转动连接。折叠臂架装置200采用电气驱动，回转台210可以在水平方向旋转，拥有一个旋转自由度，第一折叠臂220与回转台210通过轴连接，第一折叠臂220可绕轴旋转，第二折叠臂230与第一折叠臂220通过轴连接，第二折叠臂230可绕与第一折叠臂220的连接轴旋转，这样，通过回转台210和折叠臂的结合使用，使得折叠臂架拥有三个自由度，第二折叠臂230的自由端在进行巡检工作的过程中，能够实现空间内全方位的运动，机器人不会存在巡检死角，巡检结果较为准确。

控制装置300包括电控箱310，电控箱310分别与折叠臂架装置200、动力及驱动装置400以及数据采集及监控装置500电连接。电控箱310内使用嵌入式处理器处理石油化工巡检机器人在巡检过程中信息处理以及信息传输的问题，并控制整个石油化工巡检机器人的巡检工作。

动力及驱动装置400用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动，动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410分别与驱动组件420、折叠臂架装置200、数据采集及监控装置500以及电控箱310电连接；动力组件410包括电源411，驱动组件420包括电机421以及车轮422，电机421位于底盘100上，并分别与电源411以及电控箱310电连接，车轮422与电机421连接。动力及驱动装置400包括动力组件410以及驱动组件420，动力组件410为整个巡检机器人提供能源，一般采用电源411作为能源提供的方式，电源411的设置为可充电锂离子电池组，电池与巡检机器人内各种需要供能的部件进行电连接，并与在外护罩110表面设置充电口连接，在巡检机器人完成工作或电能不足时，可以通过充电口与充电站的电源411连接，为巡检机器人补充电能。驱动组件420用于巡检机器人的行进，包括车轮422以及与车轮422的电机421，电机421与电源411相连，为车轮422的行进提供动力，位于巡检机器人两侧车轮422旁的箱体中，通过箱体的覆盖保护电机421不受外力损伤。在巡检机器人巡检的过程中，为了避免突发状况的出现，如突然出现障碍物，巡检机器人需要迅速减速或停止，需要在电机421上连接减速器，通过减速器达成巡检机器人的迅速减速或停止，避免机器人与障碍物发生碰撞。

数据采集及监控装置500，数据采集及监控装置500用于采集现场数据并对现场进行监控。数据采集及监控装置500包括数据采集组件510以及视频监控组件520，数据采集组件510位于第二折叠臂230自由端，与第二折叠臂230转动连接，并与电控箱310电连接，视频监控组件520置于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接。数据采集组件510包括数据收集盒511，数据收集盒511置于第二折叠臂230自由端，并与电控箱310电连接；数据收集盒511在表面设置有多种传感器512，具体传感器512包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。以上传感器512可视情况调整其设置的位置以及相应传感器512的数量，最终满足巡检工作的要求。数据收集组件主要收集巡检机器人行进过程中各种检测石油化工危险的数据，具体通过巡检机器人第二折叠臂230自由端设置数据收集盒511，数据收集盒511中根据实际所要检测数据的类别进行选择传感器512检测数据，能够实现石油化工厂数据的自动检测，并将检测所得数据通过控制箱向外界传输。

视频监控组件520包括监控云台521以及摄像头522，监控云台521位于外护罩110外侧，并与电源411以及电控箱310电连接，摄像头522至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源411以及电控箱310电连接。视频监控组件520与数据采集组件510的设置位置不同，主要由于两者的数据的收集以及处理不同，视频监控组件520一方面利用监控云台521监控巡检机器人周围的环境，确保环境中无肉眼可观察到的机器故障或危险元素，以及在传感器512进行检测到危险数据时，使用监控云台521进行视觉上检测出测有危险数据位置的具体情况，摄像头522用于检测巡检机器人行进方向有无障碍物，确保巡检机器人安全平稳的进行巡检。

安全与防爆装置600包括避障组件610、防护栏620、急停按钮630以及警示灯640，避障组件610包括距离传感器611以及红外热像仪612，距离传感器611以及红外热像仪612位于外护罩110侧面，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电源411电连接，距离传感器611以及红外热像仪612分别与电控箱310电连接。距离传感器611位于外护罩110的四个侧面，红外热像仪612分别位于巡检机器人前进方向的两侧。

防护栏620设置巡检机器人前进方向一侧以及前进方向相对的一侧。两侧的防护栏620为金属板上挖出均一的孔洞，并在相邻的孔洞之间设置凸起，凸起部分为橡胶材质等缓冲性能较好的材料，凸起部分为碰撞提供缓冲的空间，孔洞便于碰撞能量的释放，金属板的材质能确保防护栏620在发生碰撞过程中，不易发生损坏。在面临突发状况，巡检机器人来不及做出反应，可能还是会出现碰撞的情况。安装防护栏620可以尽可能的减少巡检机器人由于碰撞对其本身的损坏。急停按钮630用于在巡检机器人发生损坏，且利用操控台的控制也不能完成巡检机器人的控制时，需要按下急停按钮630，停止巡检机器人的一切工作，急停按钮630设置在外护罩110边缘处，便于靠近，急停按钮630直接和电源411连接，在按下急停按钮630后，电源411停止对一切用电部件的供电。

警示灯640位于外护罩110顶面一侧，并与电源411以及电控箱310电连接，警示灯640为旋转式警示灯640，旋转式警示灯640内设有声音报警器。警示灯640可以同时进行声光警示，警示效果较好，警示灯640外部可设置开关，警示灯640的警示效果可通过两种方式实现，一种是巡检机器人在检测到相应数据不在标准范围之内，并将检测结果传送至操控台，同时警示灯640发出警报，另一种为通过外部开关控制或通过操控台发出指令控制警示灯640发出警报。

实施例5

本实施例的一种石油化工巡检机器人在实施例1-4的基础上，吊耳111的数量为一个，设置在外护罩110顶面上中心点，折叠臂架装置200的驱动方式为液压驱动。

实施例6

本实施例的一种石油化工巡检机器人与实施例5结构基本相同，其不同之处在于折叠臂架装置200的驱动方式为气压驱动。

Claims (9)

1.一种石油化工巡检机器人，其特征在于，包括底盘(100)，所述底盘(100)上卡合有外护罩(110)；

折叠臂架装置(200)，所述折叠臂架装置(200)包括回转台(210)、第一折叠臂(220)以及第二折叠臂(230)，所述回转台(210)与外护罩(110)转动连接并置于外护罩(110)外侧，所述第一折叠臂(220)一端与回转台(210)转动连接，另一端与第二折叠臂(230)转动连接；

动力及驱动装置(400)，所述动力及驱动装置(400)用于为巡检机器人提供移动的动力并进行驱动；

数据采集及监控装置(500)，所述数据采集及监控装置(500)用于采集现场数据并对现场进行监控；

控制装置(300)，所述控制装置(300)包括电控箱(310)，所述电控箱(310)位于底盘(100)上，分别与折叠臂架装置(200)、动力及驱动装置(400)以及数据采集及监控装置(500)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述外护罩(110)上还设有吊耳(111)，所述吊耳(111)数量至少为一个。

3.根据权利要求1所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述外护罩(110)外侧，至少沿巡检机器人行进方向设置有照明灯(112)。

4.根据权利要求1所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述折叠臂架装置(200)的驱动方式采用液压驱动、气压驱动或电气驱动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述动力及驱动装置(400)包括动力组件(410)以及驱动组件(420)，所述动力组件(410)分别与驱动组件(420)、折叠臂架装置(200)、数据采集及监控装置(500)以及电控箱(310)电连接；所述动力组件(410)包括电源(411)，所述驱动组件(420)包括驱动电机(421)以及车轮(422)，所述驱动电机(421)位于底盘(100)上，并分别与电源(411)以及电控箱(310)电连接，所述车轮(422)与驱动电机(421)连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述数据采集及监控装置(500)包括数据采集组件(510)以及视频监控组件(520)，所述数据采集组件(510)位于第二折叠臂(230)自由端，与第二折叠臂(230)转动连接，并与电控箱(310)电连接，所述视频监控组件(520)置于外护罩(110)外侧，并与电源(411)以及电控箱(310)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述数据采集组件(510)包括数据收集盒(511)，所述数据收集盒(511)置于第二折叠臂(230)自由端，并与电控箱(310)电连接；所述数据收集盒(511)在表面或内腔中设置有一种或一种以上的传感器(512)。

8.根据权利要求7所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述传感器(512)包括但不限于声音传感器、气味传感器、可燃气体检测传感器、辐射性传感器、亮度传感器、烟雾传感器、温度传感器、压力传感器。

9.根据权利要求6所述的一种石油化工巡检机器人，其特征在于，所述视频监控组件(520)包括监控云台(521)以及摄像头(522)，所述监控云台(521)位于外护罩(110)外侧，并与电源(411)以及电控箱(310)电连接，所述摄像头(522)至少位于巡检机器人行进方向一侧，并与电源(411)以及电控箱(310)电连接。

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