CN213890039U - 一种无线充电智能巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线充电智能巡检机器人，包括底板和移动控制面板，壳体和底座之间设置有第一控制器单元，壳体的顶部设置有第一Lora无线通信模组，底板的周围均安装有超声波避障传感器，底板的边侧依次安装有红外循迹传感器，移动控制面板的顶端分别安装有第二Lora无线通信模组和ESP8266物联网通信模组。本实用新型是一种无线充电智能巡检机器人，该机器人采用红外循迹传感器、超声波避障传感器和OpenMV视觉模组进行路线循迹和防碰撞保护，提高该机器人运动轨迹的精度。通过传感器模组形成环境数据报表和环境综合指标，通过Lora无线通信模组和ESP8266物联网通信模组，实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控的结合。

Description

一种无线充电智能巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种无线充电智能巡检机器人。

背景技术

现有技术中，围绕特殊环境下仓库、机房及危险场地的巡检机器人设计，在运动系统控制、充电管理方式、环境状态检测和机器人远程控制等方面不断创新。传统的巡检机器人采用有线充电与人工集中管理，要求机器人电池容量需满足6小时以上的工作；运动控制采用红外循迹；环境状态检测采用多个传感器形成多方面环境状态报表；机器人远程控制主要采用蓝牙、局域网、ZigBee等无线通信技术。

但是，有线充电方式需要人工进行集中管理且需要配备大容量电池，浪费人力资源，持续工作能力和无人工作能力薄弱；传统车式巡检机器人采用单一红外传感器进行路径循迹，在环境光强值较大时导致循迹失败，甚至因路径错误造成机器碰撞损坏；多传感器的环境监测系统虽能形成多项指标的报表，但不易整体把握环境状态；采用蓝牙、局域网、Zigbee等无线通信技术的远程控制控制距离范围小，且不易实现与云端、Web网页和手机等移动设备的对接，形成物联网监控平台。故而提出一种无线充电智能巡检机器人解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种无线充电智能巡检机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种无线充电智能巡检机器人，包括底板和移动控制面板，所述底板的顶部分别安装有壳体和底座，所述壳体和底座之间设置有第一控制器单元，所述底座的顶部中央设置有OpenMV视觉模组，所述OpenMV视觉模组的两侧均安装有传感器模组，所述壳体的顶部设置有第一Lora无线通信模组，所述壳体的一侧开设有第一USB接口，所述底板的周围均安装有超声波避障传感器，所述底板的边侧依次安装有红外循迹传感器，所述底板的底部设置有橡胶轮，所述底板靠近壳体的底部安装有无线充电接收端单元，所述移动控制面板的顶端分别安装有第二Lora无线通信模组和ESP8266物联网通信模组，所述移动控制面板的表面分别安装有第二控制器单元和LCD触摸显示屏。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述超声波避障传感器的个数为四个，且呈菱形阵列分布，所述红外循迹传感器和橡胶轮的个数均为四个，且均呈矩形阵列分布。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述传感器模组包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器和光强传感器，所述温湿度传感器采用AHT10型温湿度传感器，所述烟雾传感器采用MQ-2型烟雾传感器，所述火焰传感器采用SW-18010P型火焰传感器，所述有毒气体传感器采用MQ-4/6/7/9型有毒气体传感器，所述光强传感器采用TSL2561型光强传感器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一控制器单元和第二控制器单元均采用STM32F103微控制器芯片，所述OpenMV视觉模组、第一Lora无线通信模组、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器和红外循迹传感器均与第一控制器单元电性连接，所述超声波避障传感器采用HC-SR04型超声波避障传感器，所述红外循迹传感器采用TCRT5000型红外循迹传感器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述壳体的内部分别安装有锂电池组、直流电机和驱动单元，第一控制器单元和驱动单元均与锂电池组的输出端电性连接，所述第一USB接口和无线充电接收端单元均与锂电池组的输入端电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述移动控制面板的表面分别设置有辅助操作按钮和电源按钮，所述移动控制面板的一侧开设有第二USB接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是一种无线充电智能巡检机器人，可以有效解决巡检机器人的使用问题，该机器人采用无线充电方式，当电量低时该机器人自动运动至充电区进行充电。因此无需工作人员进行集中充电工作，也无需配备大容量电池、充电线和充电插座，提高了工作时长和工作效率，减少人力、物力资源的投入。该机器人采用红外循迹传感器、超声波避障传感器和OpenMV视觉模组进行路线循迹和防碰撞保护，提高该机器人运动轨迹的精度。通过传感器模组形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器工作时，通过OpenMV视觉模组的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过Lora无线通信模组和ESP8266物联网通信模组，实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控的结合。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图之一；

图2是本实用新型的整体结构示意图之二；

图3是本实用新型的整体结构示意图之三；

图4是本实用新型的移动控制面板结构示意图；

图5是本实用新型的工作流程图；

图中：1、底板；2、移动控制面板；3、壳体；4、底座；5、第一控制器单元；6、OpenMV视觉模组；7、传感器模组；8、第一Lora无线通信模组；9、第一USB接口；10、超声波避障传感器；11、红外循迹传感器；12、橡胶轮；13、无线充电接收单元；14、第二USB接口；15、第二Lora无线通信模组；16、ESP8266物联网通信模组；17、第二控制器单元；18、LCD触摸显示屏；19、辅助操作按钮；20、电源按钮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-5所示，本实用新型提供一种无线充电智能巡检机器人，包括底板1和移动控制面板2，底板1的顶部分别安装有壳体3和底座4，壳体3和底座4之间设置有第一控制器单元5，底座4的顶部中央设置有OpenMV视觉模组6，OpenMV视觉模组6的两侧均安装有传感器模组7，壳体3的顶部设置有第一Lora无线通信模组8，壳体3的一侧开设有第一USB接口9，底板1的周围均安装有超声波避障传感器10，底板1的边侧依次安装有红外循迹传感器11，底板1的底部设置有橡胶轮12，底板1靠近壳体3的底部安装有无线充电接收端单元13，移动控制面板2的顶端分别安装有第二Lora无线通信模组15和ESP8266物联网通信模组16，移动控制面板2的表面分别安装有第二控制器单元17和LCD触摸显示屏18。

进一步的，超声波避障传感器10的个数为四个，且呈菱形阵列分布，红外循迹传感器11和橡胶轮12的个数均为四个，且均呈矩形阵列分布，超声波避障传感器10可全方位进行障碍检测，红外循迹传感器11可让该机器人在前后移动的途中进行路线循迹，橡胶轮12增加了该机器人与地面的摩擦力，提高了整体的稳定性。

传感器模组7包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器和光强传感器，温湿度传感器采用AHT10型温湿度传感器，烟雾传感器采用MQ-2型烟雾传感器，火焰传感器采用SW-18010P型火焰传感器，有毒气体传感器采用MQ-4/6/7/9型有毒气体传感器，光强传感器采用TSL2561型光强传感器，通过传感器模组7形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。

第一控制器单元5和第二控制器单元17均采用STM32F103微控制器芯片，OpenMV视觉模组6、第一Lora无线通信模组8、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器10和红外循迹传感器11均与第一控制器单元5电性连接，超声波避障传感器10采用HC-SR04型超声波避障传感器，红外循迹传感器采用TCRT5000型红外循迹传感器，OpenMV视觉模组6、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器10和红外循迹传感器11将检测到的数据传递给第一控制器单元5，第一控制器单元5通过第一Lora无线通信模组8将数据传递给物联网云平台进行实时监控。

壳体3的内部分别安装有锂电池组、直流电机和驱动单元，第一控制器单元5和驱动单元均与锂电池组的输出端电性连接，第一USB接口9和无线充电接收端单元13均与锂电池组的输入端电性连接，锂电池为第一控制器单元5和驱动单元提供电能，第一USB接口9与外界电源连接可为锂电池组进行充电，当无线充电接收端单元13位于无线充电发射端单元顶部时，可为锂电池组充电。

移动控制面板2的表面分别设置有辅助操作按钮19和电源按钮20，移动控制面板2的一侧开设有第二USB接口14，第二USB接口14与外界电源连接可为移动控制面板2提供电能，通过电源按钮20可控制移动控制面板2的开关，按下辅助操作按钮19可通过第二控制器单元17将信号由第二Lora无线通信模组15传递给第一Lora无线通信模组8进行远程控制该机器人，由ESP8266物联网通信模组16传递给物联网云平台进行实时监控。

具体的，使用过程中，第一步，启动该机器人，将在机房或仓库预设的路线输入第一控制器单元5中，该机器人会根据预设的路线行驶，同时传感器模组7进行环境监测，并将监测的各种数据上传至控制中心；第二步，控制中心收到布置在机房或仓库中该机器人上传的数据后，进行数据整理和信息融合，并通过信号传输至移动控制面板2上的LCD触摸显示屏18上反馈给用户。同时用户可以通过移动控制面板2进行实时控制。移动控制面板2同时将数据上传至物联网云平台。第三步，用户通过物联网平台提供的Web界面和手机APP界面实时的了解系统当前状态，系统会进行自动策略控制，也可由用户进行人工控制。当该机器人电量低时，锂电池组会将此信号传递给第一控制器单元5，第一控制器单元5会控制直流电机运行，从而带动橡胶轮12转动，驱动单元会将无线充电接收端单元3对准无线充电发射端单元进行充电，通过红外循迹传感器11、超声波避障传感器10和OpenMV视觉模组6传递给第一控制器单元5的信号，控制驱动单元沿着指定路线移动。通过传感器模组7形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器11工作时，通过OpenMV视觉模组6的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过壳体3上的第一Lora无线通信模组8可接收移动控制面板2上的第二Lora无线通信模组15传递的指定信号，实现了该机器人的远程控制，通过ESP8266物联网通信模组16实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控。

该机器人可以有效解决巡检机器人的使用问题，该机器人采用无线充电方式，当该机器人电量低时会自动运动至充电区进行充电。因此无需工作人员进行集中充电工作，也无需配备大容量电池、充电线和充电插座，提高了工作时长和工作效率，减少人力、物力资源的投入。该机器人采用红外循迹传感器、超声波避障传感器和OpenMV视觉模组进行路线循迹和防碰撞保护，提高该机器人运动轨迹的精度。通过传感器模组形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器工作时，通过OpenMV视觉模组的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过Lora无线通信模组和ESP8266物联网通信模组，实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控的结合。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线充电智能巡检机器人，包括底板(1)和移动控制面板(2)，其特征在于，所述底板(1)的顶部分别安装有壳体(3)和底座(4)，所述壳体(3)和底座(4)之间设置有第一控制器单元(5)，所述底座(4)的顶部中央设置有OpenMV视觉模组(6)，所述OpenMV视觉模组(6)的两侧均安装有传感器模组(7)，所述壳体(3)的顶部设置有第一Lora无线通信模组(8)，所述壳体(3)的一侧开设有第一USB接口(9)，所述底板(1)的周围均安装有超声波避障传感器(10)，所述底板(1)的边侧依次安装有红外循迹传感器(11)，所述底板(1)的底部设置有橡胶轮(12)，所述底板(1)靠近壳体(3)的底部安装有无线充电接收端单元(13)，所述移动控制面板(2)的顶端分别安装有第二Lora无线通信模组(15)和ESP8266物联网通信模组(16)，所述移动控制面板(2)的表面分别安装有第二控制器单元(17)和LCD触摸显示屏(18)。

2.根据权利要求1所述的一种无线充电智能巡检机器人，其特征在于，所述超声波避障传感器(10)的个数为四个，且呈菱形阵列分布，所述红外循迹传感器(11)和橡胶轮(12)的个数均为四个，且均呈矩形阵列分布。

3.根据权利要求1所述的一种无线充电智能巡检机器人，其特征在于，所述传感器模组(7)包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器和光强传感器，所述温湿度传感器采用AHT10型温湿度传感器，所述烟雾传感器采用MQ-2型烟雾传感器，所述火焰传感器采用SW-18010P型火焰传感器，所述有毒气体传感器采用MQ-4/6/7/9型有毒气体传感器，所述光强传感器采用TSL2561型光强传感器。

4.根据权利要求3所述的一种无线充电智能巡检机器人，其特征在于，所述第一控制器单元(5)和第二控制器单元(17)均采用STM32F103微控制器芯片，所述OpenMV视觉模组(6)、第一Lora无线通信模组(8)、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器(10)和红外循迹传感器(11)均与第一控制器单元(5)电性连接，所述超声波避障传感器(10)采用HC-SR04型超声波避障传感器，所述红外循迹传感器(11)采用TCRT5000型红外循迹传感器。

5.根据权利要求1所述的一种无线充电智能巡检机器人，其特征在于，所述壳体(3)的内部分别安装有锂电池组、直流电机和驱动单元，第一控制器单元(5)和驱动单元均与锂电池组的输出端电性连接，所述第一USB接口(9)和无线充电接收端单元(13)均与锂电池组的输入端电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种无线充电智能巡检机器人，其特征在于，所述移动控制面板(2)的表面分别设置有辅助操作按钮(19)和电源按钮(20)，所述移动控制面板(2)的一侧开设有第二USB接口(14)。

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