CN212312040U - 一种综合管廊智能巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种综合管廊智能巡检机器人，包括控制系统和由控制系统控制的机器人本体，机器人本体包括信息采集单元以及与信息采集单元连接的升降机构、伸缩机构和旋转机构，升降机构控制信息采集单元升降，伸缩机构和旋转机构共同控制信息采集单元在水平方向上的位置；控制系统包括中央控制系统、信息处理单元和移动控制单元，中央控制系统接收信息采集单元采集到的信息，并由信息处理单元处理，最后通过移动控制单元控制机器人本体运动，实现对特定部位或异常信息进行再次采集；本实用新型的综合管廊智能巡检机器人，一方面实现消除巡检盲区，另一方面实现对异常部位进行多次复检。
Description
技术领域
本实用新型属于管廊监控管理领域，更具体的说涉及一种综合管廊智能巡检机器人。
背景技术
综合管廊是将污水、电力、通讯、综合通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体的一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施，可以避免反复开挖重修路面、电线网线等杂乱密集、管线使用风险高等问题，是确保城市正常运作的重要保障。
近几年，随着中国城镇化速度的飞速发展，综合管廊正在加速建设，规模不断扩大，传统的巡检方式问题凸显，主要问题有综合管廊内部环境恶劣，巡检过程复杂，巡检内容多且复杂，人工巡检任务重，对人员的综合能力要求高，且影响巡检人员的身心健康。为解决上述问题，现已广泛使用机器人进行巡检。但是现有的巡检机器人在巡检时常常会出现巡检覆盖范围不全面、巡检流程不规范的问题，即使利用多方资源，也会存在巡检盲区，不会达到理想效果，且对异常区域不能进行确认和多次复检，使得信息异常区域会出现遗漏或未及时发现的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种综合管廊智能巡检机器人，一方面实现消除巡检盲区，另一方面实现对异常部位进行多次复检。
本实用新型技术方案一种综合管廊智能巡检机器人，包括控制系统和由控制系统控制的机器人本体，机器人本体包括信息采集单元以及与信息采集单元连接的升降机构、伸缩机构和旋转机构，升降机构控制信息采集单元升降，伸缩机构和旋转机构共同控制信息采集单元在水平方向上的位置；
控制系统包括中央控制系统、信息处理单元和移动控制单元，中央控制系统接收信息采集单元采集到的信息，并由信息处理单元处理，最后通过移动控制单元控制机器人本体运动，实现对特定部位或异常信息进行再次采集。
优选地，机器人本体还包括与巡检轨道连接的行走机构、与行走机构连接的连接部，升降机构设置于连接部底部并与连接部固定连接；
旋转机构连接在升降机构底部，伸缩机构与旋转机构连接，升降机构带动旋转机构、伸缩机构和信息采集单元升降，旋转机构带动伸缩机构和信息采集单元绕旋转机构旋转，伸缩机构带动信息采集单元靠近或远离旋转机构。
优选地，连接部包括一固定托板，固定托板顶面和底面分别固定行走机构和升降机构，行走机构包括置于固定托板顶面上的充电电池、行走伺服电机和由行走伺服电机驱动并置于巡检轨道上的行走轮；
升降机构包括与固定托板底面固定连接的升降气缸，旋转机构包括连接在升降气缸的气缸推杆端部的固定箱和设置在固定箱内的固定支架与旋转气缸，旋转气缸与固定箱底面固定安装；
伸缩机构包括与固定支架铰接的伸缩气缸，旋转气缸的气缸推杆端部与伸缩气缸外壁铰接；旋转气缸工作带动伸缩气缸绕其与固定支架铰接部旋转。
优选地，信息采集单元包括信息采集箱，在信息采集箱上至少安装有信号处理器、报警器、摄像头、高清照相机、温湿度传感器、气体传感器、烟雾报警传感器、照明灯；
高清照相机对巡检区域进行无断层的分段拍摄，并将拍摄的照片传输至中共控制系统，通过信息处理单元对接收到的图片信息进行分析处理，通过移动控制单元控制机器人本体对信息异常位置进行复检。
优选地，控制系统还包括无线通讯单元、人机交互单元、应急报警单元和供电充电单元，供电充电单元对机器人本体电量进行监控并及时控制机器人本体进行充电补电，无线通讯单元实现控制系统与机器人本体之间信号传递，应急报警单元设置在控制系统的控制室内，实现报警，提醒监控工作人员及时发现异常。
本实用新型技术方案一种综合管廊智能巡检机器人的有益效果是：
1、利用升降机构、旋转机构和伸缩机构现实信息采集单元对各个位置的采集，避免出现信息采集盲区，特别是一些管道等阻挡区域，信息采集单元能够深入采集。
2、利用中央控制系统控制机器人本体，对信息异常区域信息进行重复采集，甚至多次多角度多位置采集，提高采集精度和采集准确性，避免出现漏采集或未及时发现异常的情况。
附图说明
图1为本实用新型技术方案一种综合管廊智能巡检机器人的机器人本体结构示意图，
图2为本实用新型技术方案一种综合管廊智能巡检机器人的机器人本体对不同位置进行采集状态示意图，
图3为图1的右视图，
图4为控制系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
如图1和图4所示，本实用新型技术方案一种综合管廊智能巡检机器人，包括控制系统和由控制系统控制的机器人本体。机器人本体包括信息采集单元4以及与信息采集单元4连接的升降机构1、伸缩机构3和旋转机构2，升降机构1控制信息采集单元4升降，伸缩机构3和旋转机构2共同控制信息采集单元4在水平方向上的位置。
在管廊内，一般地是在管廊顶部安装巡检轨道，巡检机器人沿着巡检轨道运动，实现对管廊内进行监控巡检。将信息采集设备如摄像头、照相机、传感器等安装在一盒体状的信息采集箱内，集成信息采集单元，利用信息采集单元采集管廊内信息并将信息传递至控制系统，控制系统将系统数据库中的正常对比信息与采集到的实时信息进行对比，判断是否出现异常情况，实现对管廊内进行监控管理。
现有技术中，信息采集单元能够实现升降或绕信息采集箱轴线旋转，实现对巡检机器人的前后左右位置进行信息采集。但是管廊内管道较多，很多由管道阻挡的部位不能直接检测到，这样就会存在检测盲区，很多异常情况不能及时发现，留下安全隐患。本实用新型技术方案中通过升降机构1、伸缩机构3和旋转机构2控制信息采集单元4在竖直、水平和倾斜方向上运动，实现对管道阻挡的盲区进行检测，消除检测盲区，及时发现存在的任何异常情况，保证管廊安全。
如图4，本实用新型技术方案中的控制系统包括中央控制系统、信息处理单元和移动控制单元。中央控制系统接收机器人本体上的信息采集单元4采集到的信息，并由信息处理单元处理，最后通过移动控制单元控制机器人本体运动，实现对特定部位或异常信息进行再次采集。即，在某一部为出现异常时，或发现疑似异常时，中央控制系统能够通过移动控制单元控制机器人本体上的行走机构、升降机构1、旋转机构2和伸缩机构3实现机器人本体退回进行复检，或指定信息采集单元深入指定位置进行着重巡检或多次巡检或就近放大巡检，提高巡检准确度。消除巡检盲区和巡检信息异常判断不清等问题。
如图2和图3所示，机器人本体还包括与巡检轨道10连接的行走机构、与行走机构连接的连接部5，升降机构设置于连接部5底部并与连接部固定连接。旋转机构2连接在升降机构1底部，伸缩机构3与旋转机构2连接，升降机构1带动旋转机构2、伸缩机构3和信息采集单元4升降。旋转机构2带动伸缩机构3和信息采集单元4绕旋转机构2旋转。伸缩机构3带动信息采集单元4靠近或远离旋转机构2。即可以实现信息采集单元4在对任一位置进行采集，特别是对管道阻挡的背面，信息采集单元4能够在旋转机构2和伸缩机构3的作用下深入管道下部或上部对其阻挡的背面进行采集，消除现有技术中巡检机器人巡检盲区。
如图2和图3所示，连接部5包括一固定托板，固定托板顶面和底面分别固定行走机构和升降机构1。行走机构包括置于固定托板顶面上的充电电池9、行走伺服电机8和由行走伺服电机8驱动并置于巡检轨道10上的行走轮7。充电电池9为行走伺服电机8和升降机构1底部，伸缩机构3与旋转机构2工作供电，在电量耗尽前并进行充电补电。行走伺服电机8通过皮带、齿轮等动力传动组件实现对行走轮7进行驱动，带动行走轮7进行运动，实现机器人本体在巡检轨道10上行走。同时，行走伺服电机8还能够在移动控制单元的控制下进行反向工作，实现机器人本体后退，实现对已经巡检过的部位进行复检。
如图1和图2，升降机构1包括与固定托板底面固定连接的升降气缸，旋转机构2包括连接在升降气缸的气缸推杆端部的固定箱23和设置在固定箱23内的固定支架21与旋转气缸22，旋转气缸22与固定箱23底面固定安装，旋转气缸22的气缸推杆端部与伸缩气缸外壁铰接。伸缩机构3包括与固定支架21铰接的伸缩气缸，旋转气缸22工作带动伸缩气缸绕其与固定支架21铰接部旋转。旋转机构2和伸缩机构3共同实现信息采集单元4位置的调节，使得信息采集单元4能够朝向不同位置进行采集，消除信息采集盲区。
本技术方案中，信息采集单元4包括信息采集箱，在信息采集箱上至少安装有信号处理器、报警器、摄像头、高清照相机、温湿度传感器、气体传感器、烟雾报警传感器、气体压力传感器、照明灯等信息采集设备或监控设备，分别对管廊内各个监控信息进行采集或监控，并将信号通过信号处理器传递给中央控制系统。
高清照相机对巡检区域进行无断层的分段拍摄，并将拍摄的照片传输至中共控制系统，通过信息处理单元对接收到的图片信息进行分析处理，通过移动控制单元控制机器人本体对信息异常位置进行复检。
即：中央控制系统中的信息处理单元将摄像头拍摄到的图像和巡检位置信息进行坐标划分，将其划分为若干个监控单元；然后利用高清照相机对各个监控单元进行拍照，并将拍照获得的实时图片上传至中央控制系统；中央控制系统中的信息处理单元对获得的实时图片与数据库中的原始信息进行信息处理和比对，判断本监控单元内有无异常出现。
若无，则机器人本体继续前行巡检；若有，则通过移动控制单元控制机器人本体退回，对异常监控单元进行再次巡检，或者多次巡检，或移动信息采集单元靠近异常部位进行就近放大巡检，提高巡检精度。
若是气体传感器、温湿度传感器等传感器出现采集的信息异常，同样是机器人本体退回进行造成信息采集。通过本巡检方式，确保巡检无死角，提高异常区域或疑似异常区域多次巡检，避免出现巡检误差或异常未发现等问题。
如图4，控制系统还包括无线通讯单元、人机交互单元、应急报警单元和供电充电单元，供电充电单元对机器人本体电量进行监控并及时控制机器人本体进行充电补电，无线通讯单元实现控制系统与机器人本体之间信号传递，应急报警单元设置在控制系统的控制室内，实现报警，提醒监控工作人员及时发现异常。人机交互单元包括有输送设备，如键盘、触摸控制屏等，工作人员通过人机交互单元输入控制指令，实现通过中央控制系统实现对机器人本体进行控制，控制机器人本体巡检或充电灯。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。本实用新型中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (5)
1.一种综合管廊智能巡检机器人，包括控制系统和由控制系统控制的机器人本体，其特征在于，机器人本体包括信息采集单元以及与信息采集单元连接的升降机构、伸缩机构和旋转机构，升降机构控制信息采集单元升降，伸缩机构和旋转机构共同控制信息采集单元在水平方向上的位置；
控制系统包括中央控制系统、信息处理单元和移动控制单元，中央控制系统接收信息采集单元采集到的信息，并由信息处理单元处理，最后通过移动控制单元控制机器人本体运动，实现对特定部位或异常信息进行再次采集。
2.根据权利要求1所述的一种综合管廊智能巡检机器人，其特征在于，机器人本体还包括与巡检轨道连接的行走机构、与行走机构连接的连接部，升降机构设置于连接部底部并与连接部固定连接；
旋转机构连接在升降机构底部，伸缩机构与旋转机构连接，升降机构带动旋转机构、伸缩机构和信息采集单元升降，旋转机构带动伸缩机构和信息采集单元绕旋转机构旋转，伸缩机构带动信息采集单元靠近或远离旋转机构。
3.根据权利要求2所述的一种综合管廊智能巡检机器人，其特征在于，连接部包括一固定托板，固定托板顶面和底面分别固定行走机构和升降机构，行走机构包括置于固定托板顶面上的充电电池、行走伺服电机和由行走伺服电机驱动并置于巡检轨道上的行走轮；
升降机构包括与固定托板底面固定连接的升降气缸，旋转机构包括连接在升降气缸的气缸推杆端部的固定箱和设置在固定箱内的固定支架与旋转气缸，旋转气缸与固定箱底面固定安装；
伸缩机构包括与固定支架铰接的伸缩气缸，旋转气缸的气缸推杆端部与伸缩气缸外壁铰接；旋转气缸工作带动伸缩气缸绕其与固定支架铰接部旋转。
4.根据权利要求1所述的一种综合管廊智能巡检机器人，其特征在于，信息采集单元包括信息采集箱，在信息采集箱上至少安装有信号处理器、报警器、摄像头、高清照相机、温湿度传感器、气体传感器、烟雾报警传感器、照明灯中的一种或多种；
高清照相机对巡检区域进行无断层的分段拍摄，并将拍摄的照片传输至中共控制系统，通过信息处理单元对接收到的图片信息进行分析处理，通过移动控制单元控制机器人本体对信息异常位置进行复检。
5.根据权利要求1所述的一种综合管廊智能巡检机器人，其特征在于，控制系统还包括无线通讯单元、人机交互单元、应急报警单元和供电充电单元，供电充电单元对机器人本体电量进行监控并及时控制机器人本体进行充电补电，无线通讯单元实现控制系统与机器人本体之间信号传递，应急报警单元设置在控制系统的控制室内，实现报警，提醒监控工作人员及时发现异常。
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