CN215240828U - 智能巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能巡检机器人，用于在焦炉室内沿轨道进行巡检，包括底座、安装于所述底座的吊装部件、与所述吊装部件连接并用于驱动所述吊装部件沿所述轨道往复滑动的驱动部件及安装于所述底座的传感器组，所述底座包括底板及与所述底板固定连接并具有收容空间的防爆外壳，所述吊装部件包括设置于所述底板远离所述防爆外壳一侧并与所述底板平行的两个驱动轮及沿所述导轨的设置方向设置于两所述驱动轮两侧的两个挂装轮组件，所述传感器组收容于所述收容空间内，所述驱动部件设置于所述底板远离所述驱动轮一侧并与两所述驱动轮连接。与相关技术相比，本实用新型提供的智能巡检机器人，能够有效提升焦炉加热安全性能。

Description

智能巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及巡检机器人技术领域，尤其是一种应用于焦炉室内的智能巡检机器人。

背景技术

焦炉采用煤气加热，加热活动众多，煤气管道非常庞大，而为了实现安全生产管理，避免焦炉地下室因温度过高或煤气残留浓度过大而发生危险事故，智能巡检机器人作为一种可替代工人进行巡检的物件，已经逐渐进入人们的事业，因此，智能巡检机器人在变电厂、石化厂等工业场景获得基本的普及，代替巡检人员工作，节省人力，提高安全系数，获得很好的检测效果。智能巡检机器人主要包括滚轮,驱动模块,控制模块和轨道,视觉等模块。可完成基本的视觉识别，以及定位等功能。目前，在煤化工中使用巡检机器人的案例较少，且变电厂、石化厂的环境较为简单，此设计的巡检机器人无法应对煤化工厂中的复杂环境。

目前，高新科技的融入赋予了智能巡检机器人多样化的特点，可应对复杂环境及多业务。除了在机器人中搭载视觉、热成像等功能外还可根据特定场景进行定制。其中，在变电厂中巡检机器人所取得的效果尤为明显。变电厂巡检机器人利用热成像以及可见光图像，经传统图像算法或基于卷积神经网络的深度学弟，完成变电厂中的目标识别功能，并进行判断以及预警，提高了检测的效率，减少了检测过程中的安全隐患。

同时，在现有的煤化工厂的封闭的地下环境中，使用挂轨式巡检机器人的案例较少，且在每个检测目标前安装固定式的相机进行检测，其成本较高；其视觉系统大多使用传统的图像算法和two-stage类的深度学习算法，算法存在鲁棒性不足和检测效率低的问题。

因此，有必要提供一种能够有效提升焦炉加热安全性的智能巡检机器人来解决上述技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够有效提升焦炉加热安全性的智能巡检机器人。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:

一种智能巡检机器人，用于在焦炉室内沿轨道进行巡检，包括底座、安装于所述底座的吊装部件、与所述吊装部件连接并用于驱动所述吊装部件沿所述轨道往复滑动的驱动部件及安装于所述底座的传感器组，所述底座包括底板及与所述底板固定连接并具有收容空间的防爆外壳，所述吊装部件包括设置于所述底板远离所述防爆外壳一侧并与所述底板平行的两个驱动轮及沿所述导轨的设置方向设置于两所述驱动轮两侧的两个挂装轮组件，所述传感器组收容于所述收容空间内，所述驱动部件设置于所述底板远离所述驱动轮一侧并与两所述驱动轮连接。

优选的，两所述驱动轮处于同一平面，且两所述驱动轮之间存在第一间隙，所述挂装轮组件包括与所述驱动轮垂直且分别设置于所述轨道的轴线的两侧的两个从动轮，两所述从动轮之间存在第二间隙，两所述挂装轮组件的两所述第二间隙之间的连线与所述导轨的轴线平行且经过所述第一间隙。

优选的，所述吊装部件还包括分别与两所述驱动轮连接并用于调节两所述驱动轮之间的夹紧力大小的摩擦调节装置，所述摩擦调节装置包括与所述底板固定连接的活动座、与所述活动座活动连接的两个活动块、垂直于所述底板并依次贯穿所述活动块、所述活动座及所述底板的两根旋转轴及分别连接两个所述活动块的摩擦调节器，两个所述驱动轮分别设置于两根所述旋转轴的一端，两根所述旋转轴的另一端与所述驱动部件连接。

优选的，所述摩擦调节器包括分别与两所述活动块固定连接的L型板材、连接两所述L型板材并与所述L型板材螺纹连接的螺纹杆及套设于所述螺纹杆的两段弹性件，所述L型板材包括与所述活动块连接的第一板材及自所述第一板材的一端垂直弯折延伸形成的第二板材，两所述第二板材相对设置，所述螺纹杆的两端设置有沿径向向外扩张形成的挡环，两段所述弹性件设置于两所述第二板材与所述挡环之间。

优选的，所述吊装部件还包括与所述旋转轴连接的行星减速机。

优选的，所述驱动轮由铸铝与丁腈橡胶浇铸形成。

优选的，所述底板与所述防爆外壳一体成型。

优选的，所述传感器组包括位置传感器、视觉传感器、炉号识别器及有害气体浓度检测器，所述位置传感器为激光测距雷达并用于检测运动路径中是否存在障碍，所述视觉传感器采用one-stage类深度学习算法。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的智能巡检机器人，利用所述驱动部件驱动所述吊装部件沿所述轨道往复滑动，并利用所述传感器组对焦炉室内的环境进行检测，替代现有技术中依靠专员进行检测的方式，一方面能够避免人体吸入焦炉室中的有害气体，同时能够实现24小时无间断实时检测；通过设置所述所述底座包括所述防爆外壳，与煤化工中的易燃易爆环境相适应，为所述传感器组这样的精密器件提供了基本的保护；通过设置所述视觉传感器采用one-stage类别深度学习算法进行视觉识别，具有更好的鲁棒性以及更高的检测效率；采用所述驱动轮与所述挂装轮组件的机构作为机器人的行走机构，能够确保运动的稳定性，同时，设置所述位置传感器为激光测距雷达，能够实时对机器人进行定位并检测运动路径中是否存在障碍，可靠性更强。

附图说明

图1为本实用新型提供的智能巡检机器人安装于轨道时的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的智能巡检机器人另一个角度的立体结构示意图；

图3为图2所示的智能巡检机器人的A部分放大图。

图中，100、智能巡检机器人；10、底座；11、底板；12、防爆外壳；20、吊装部件；21、驱动轮；22、挂装轮组件；221、从动轮；23、摩擦调节装置；231、活动座；232、活动块；233、旋转轴；234、摩擦调节器；2341、L型板材；2345、第一板材；2346、第二板材；2342、螺纹杆；2343、弹性件；31、驱动电机；40、传感器组；41、位置传感器；42、视觉传感器；43、炉号识别器；44、有害气体浓度检测器；101、第一间隙；102、第二间隙；103、挡环；400、轨道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。下述实验例和实施例用于进一步说明但不限于本实用新型。

请结合参阅图1至图3，本实用新型提供了一种智能巡检机器人100，所述智能巡检机器人100用于在焦炉室内沿轨道400进行巡检，以替代人体在环境较为恶劣的焦炉室内循环实时检测有毒气体(CO)的浓度。

所述智能巡检机器人100包括底座10、安装于所述底座10的吊装部件20、与所述吊装部件20连接并用于驱动所述吊装部件20沿所述轨道400往复滑动的驱动部件(未标号)及安装于所述底座10的传感器组40。

所述底座10包括底板11及与所述底板11固定连接并具有收容空间的防爆外壳12。所述传感器组40收容于所述收容空间内。通过将精密且敏感的传感器组40收容于所述收容空间内，在易燃易爆的焦炉室内为所述传感器组40提供保护。

优选的，在本实施方式中，所述底板11与所述防爆外壳12一体成型。

所述吊装部件20包括设置于所述底板11远离所述防爆外壳12一侧并与所述底板11平行的两个驱动轮21、沿所述导轨200的设置方向设置于两所述驱动轮两侧的两个挂装轮组件22、分别与两所述驱动轮21连接并用于调节两所述驱动轮21之间的夹紧力大小的摩擦调节装置23及行星减速机(图未示)。其中，所述驱动部件设置于所述底板11远离所述驱动轮21一侧并与两所述驱动轮21连接。

两所述驱动轮21处于同一平面，且两所述驱动轮21之间存在第一间隙101。

优选的，在本实施方式中，所述驱动轮21由铸铝与丁腈橡胶浇铸形成。如此设置，利用丁腈橡胶包覆层具有摩擦系数大、耐磨性好且耐高温的特性，使得所述驱动轮21能够在高温且环境复杂的焦炉室内始终保持稳定，提升了所述智能巡检机器人100的可靠性。

所述挂装轮组件22包括与所述驱动轮21垂直且分别设置于所述轨道400的轴线的两侧的两个从动轮221。两所述从动轮221之间存在第二间隙102，两所述挂装轮组件22的两所述第二间隙102之间的连线与所述导轨200的轴线平行且经过所述第一间隙101。

所述摩擦调节装置23包括与所述底板11固定连接的活动座231、与所述活动座231活动连接的两个活动块232、垂直于所述底板11并依次贯穿所述活动块232、所述活动座231及所述底板11的两根旋转轴233及分别连接两个所述活动块232的摩擦调节器234。其中，两个所述驱动轮21分别设置于两根所述旋转轴233的一端，两根所述旋转轴233的另一端与所述驱动部件连接。

具体的，所述摩擦调节器234包括分别与两所述活动块232固定连接的L型板材2341、连接两所述L型板材2341并与所述L型板材2341螺纹连接的螺纹杆2342及套设于所述螺纹杆2342的两段弹性件2343。

所述L型板材2341包括与所述活动块232连接的第一板材2345及自所述第一板材2345的一端垂直弯折延伸形成的第二板材2346。两所述第二板材2346相对设置，所述螺纹杆2342的两端设置有沿径向向外扩张形成的挡环103，两段所述弹性件2343设置于两所述第二板材2346与所述挡环103之间。

在所述摩擦调节器234的使用过程中，通过扭动所述螺纹杆2342，改变所述螺纹杆2342两端的所述弹性件2343的势能，进行调整两所述活动块232之间的夹紧力，最终使得所述驱动轮21与所述轨道200之间始终保持一定的摩擦系数，进一步提升了所述智能巡检机器人100的稳定性。

所述行星减速机与所述旋转轴233连接。

所述驱动部件包括驱动电机31及连接所述驱动电机31与所述旋转轴233的连接组件(图未示)，所述驱动电机31与所述旋转轴233之间呈直角。在本实施方式中，所述驱动部件的数量为两个，两个连接组件分别连接两个所述驱动轮21与两个所述驱动电机31。

具体的，所述连接组件可以为斜齿轮或涡轮蜗杆结构，通过所述驱动电机31的旋转带动所述旋转轴233的旋转。

所述传感器组40包括位置传感器41、视觉传感器42、炉号识别器43及有害气体浓度检测器44。其中，所述位置传感器41为激光测距雷达并用于检测运动路径中是否存在障碍，所述视觉传感器42采用one-stage类深度学习算法。

与现有技术相比，本实用新型提供的智能巡检机器人，利用所述驱动部件驱动所述吊装部件沿所述轨道往复滑动，并利用所述传感器组对焦炉室内的环境进行检测，替代现有技术中依靠专员进行检测的方式，一方面能够避免人体吸入焦炉室中的有害气体，同时能够实现24小时无间断实时检测；通过设置所述所述底座包括所述防爆外壳，与煤化工中的易燃易爆环境相适应，为所述传感器组这样的精密器件提供了基本的保护；通过设置所述视觉传感器采用one-stage类别深度学习算法进行视觉识别，具有更好的鲁棒性以及更高的检测效率；采用所述驱动轮与所述挂装轮组件的机构作为机器人的行走机构，能够确保运动的稳定性，同时，设置所述位置传感器为激光测距雷达，能够实时对机器人进行定位并检测运动路径中是否存在障碍，可靠性更强。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能巡检机器人，用于在焦炉室内沿轨道进行巡检，其特征在于，包括底座、安装于所述底座的吊装部件、与所述吊装部件连接并用于驱动所述吊装部件沿所述轨道往复滑动的驱动部件及安装于所述底座的传感器组，所述底座包括底板及与所述底板固定连接并具有收容空间的防爆外壳，所述吊装部件包括设置于所述底板远离所述防爆外壳一侧并与所述底板平行的两个驱动轮及沿所述轨道的设置方向设置于两所述驱动轮两侧的两个挂装轮组件，所述传感器组收容于所述收容空间内，所述驱动部件设置于所述底板远离所述驱动轮一侧并与两所述驱动轮连接。

2.根据权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，两所述驱动轮处于同一平面，且两所述驱动轮之间存在第一间隙，所述挂装轮组件包括与所述驱动轮垂直且分别设置于所述轨道的轴线的两侧的两个从动轮，两所述从动轮之间存在第二间隙，两所述挂装轮组件的两所述第二间隙之间的连线与所述轨道的轴线平行且经过所述第一间隙。

3.根据权利要求2所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述吊装部件还包括分别与两所述驱动轮连接并用于调节两所述驱动轮之间的夹紧力大小的摩擦调节装置，所述摩擦调节装置包括与所述底板固定连接的活动座、与所述活动座活动连接的两个活动块、垂直于所述底板并依次贯穿所述活动块、所述活动座及所述底板的两根旋转轴及分别连接两个所述活动块的摩擦调节器，两个所述驱动轮分别设置于两根所述旋转轴的一端，两根所述旋转轴的另一端与所述驱动部件连接。

4.根据权利要求3所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述摩擦调节器包括分别与两所述活动块固定连接的L型板材、连接两所述L型板材并与所述L型板材螺纹连接的螺纹杆及套设于所述螺纹杆的两段弹性件，所述L型板材包括与所述活动块连接的第一板材及自所述第一板材的一端垂直弯折延伸形成的第二板材，两所述第二板材相对设置，所述螺纹杆的两端设置有沿径向向外扩张形成的挡环，两段所述弹性件设置于两所述第二板材与所述挡环之间。

5.根据权利要求3所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述吊装部件还包括与所述旋转轴连接的行星减速机。

6.根据权利要求3所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述驱动轮由铸铝与丁腈橡胶浇铸形成。

7.根据权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述底板与所述防爆外壳一体成型。

8.根据权利要求1所述的智能巡检机器人，其特征在于，所述传感器组包括位置传感器、视觉传感器、炉号识别器及有害气体浓度检测器，所述位置传感器为激光测距雷达并用于检测运动路径中是否存在障碍，所述视觉传感器采用one-stage类深度学习算法。

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