CN217414022U - 一种巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于机器人技术领域，公开了一种巡检机器人，包括自动导引车、摄像机、第一升降机构、功能执行装置、机械手臂和第二升降机构；自动导引车用于实现巡检机器人的移动，摄像机用于机器人的视野观测，第一升降机构安装于自动导引车上，且用于驱动摄像机升降运动，功能执行装置用于操作配电柜和/或检查配电柜，机械手臂的自由端与功能执行部件连接以用于驱动功能执行部件运动，第二升降机构安装于自动导引车上，且第二升降机构与机械手臂的固定端连接以用于驱动机械手臂升降运动。本实用新型提供的巡检机器人可通过第一升降机构升降摄像机从而获得更广阔的观察视野，通过第二升降机构提升机械手臂的高度从而获得更大的操作范围。

Description

一种巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种巡检机器人。

背景技术

传统技术提供的一种巡检机器人，一般包括应用在配电柜这种传统技术的配电间的机器人，在具体应用中存在以下不足之处，功能单一，巡检范围较小，不能进行复杂的操作，只能执行较为单一的功能，如单一进行摇手车的任务、执行单一的操作旋钮的任务，且机械臂运行范围有限，不能进行大范围的操作任务。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种巡检机器人，其旨在解决巡检机器人功能单一、巡检操作范围小的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：一种巡检机器人，包括自动导引车、摄像机、第一升降机构、功能执行装置、机械手臂和第二升降机构，所述自动导引车用于实现巡检机器人的移动；所述摄像机用于机器人的视野观测；所述第一升降机构安装于所述自动导引车上，且用于驱动所述摄像机升降运动；所述功能执行装置用于操作配电柜和/或检查配电柜，所述机械手臂的自由端与所述功能执行装置连接以用于驱动所述功能执行装置运动；所述第二升降机构安装于所述自动导引车上，且所述第二升降机构与所述机械手臂的固定端连接以用于驱动所述机械手臂升降运动。

可选地，所述第一升降机构包括丝杆、丝杆座、导向部件和第一驱动源，所述丝杆与所述导向部件平行设置，所述丝杆座安装于所述丝杆上并与所述导向部件滑动连接，所述丝杆垂直设置于所述自动导引车且与第一驱动源的转轴连接，所述丝杆座与所述摄像机固定连接。

可选地，所述导向部件形成有滑槽，所述滑槽具有朝向所述导向部件一侧敞开设置的槽口，所述丝杆穿设于所述滑槽内，所述丝杆座与所述滑槽滑动连接。

可选地，所述第一升降机构还包括外壳，所述外壳包括有围板组件和顶板，所述围板组件围设于所述导向部件外围，所述围板组件包括第一端部、第二端部和避让口，所述第一端部与所述第二端部相对设置，所述避让口位于所述第一端部与所述第二端部之间用于避让所述丝杆座在所述导向部件的滑动，所述第一端部与所述自动导引车固定连接，所述第二端部盖设有顶板。

可选地，所述第二升降机构包括第二驱动源和气动伸缩杆，所述第二驱动源安装于所述自动导引车且用于驱动所述气动伸缩杆的伸缩运动，所述气动伸缩杆的一端与所述自动导引车固定连接，另一端与所述机械手臂的固定端连接。

可选地，所述自动导引车包括顶部，所述第一升降机构与所述第二升降机构间隔安装在所述顶部，所述第二升降机构和所述机械手臂联合作用驱动所述功能执行装置，以使所述功能执行装置跟随所述第一升降机构升降所述摄像机的视野高度。

可选地，所述机械手臂包括固定端、自由端和驱动臂体，所述功能执行装置包括局放检测器和视觉定位器，所述驱动臂体连接于所述固定端和所述自由端之间，且所述驱动臂体用于所述自由端相对固定端运动，所述自由端分别与所述局放检测器和所述视觉定位器固定连接，且所述局放检测器用于检测配电柜的局放，所述视觉定位器用于所述局放检测器工作时的定位。

可选地，所述局放检测器包括局放检测组件和弹性组件，所述局放检测组件通过所述弹性组件与所述自由端弹性连接。

可选地，所述功能执行装置还包括第一操作器、第二操作器、开关弹性模块、按钮电动模块和声纹检测器，所述第一操作器、所述第二操作器、所述开关弹性模块、所述按钮电动模块和所述声纹检测器均与所述自由端连接，所述第一操作器用于操作配电柜的断路器的闭合或断开，所述第二操作器用于操作配电柜的旋钮开关，所述开关弹性模块用于操作配电柜的空气开关，所述按钮电动模块用于操作配电柜中的按键，所述声纹检测器用于检测配电柜仪器是否发出异常声音。

可选地，所述机械手臂还包括固定架，所述固定架包括第一板架、第二板架、第三板架、第四板架，所述第一板架与所述自由端连接，所述第二板架与所述第一板架间隔相对设置，所述第三板架与所述第四板架间隔相对设置且连接于所述第一板架和所述第二板架的两端，所述局放检测器与所述第三板架连接，所述第一操作器与所述第四板架连接，所述第二操作器与所述第二板架连接，所述开关弹性模块与所述第一板架连接，所述按钮电动模块与所述第二板架连接，所述声纹检测器与所述第四板架连接，所述视觉定位器与所述自由端连接。

本实用新型提供的一种巡检机器人，通过第一升降机构使得摄像机被升高，升高后的摄像机使得机器人具有更广阔的视野，通过第二升降机构将机械手臂进行升高使得机械臂的作业范围更大，但占用体积小，在机械手臂的末端安放有操作装置从而用于配电柜的不同功能的检查工作，从而解决巡检机器人功能单一，巡检操作范围小的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的巡检机器人的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是图1中C-C处的剖视图；

图5是图4中D处的局部放大图；

图6是本实用新型实施例提供的巡检机器人的立体示意图。

附图标号说明：1、巡检机器人；10、自动导引车；11、顶部；20、摄像机；30、第一升降机构；31、丝杆；32、丝杆座；33、导向部件；331、滑槽；3311、槽口；34、第一驱动源；35、外壳；351、围板组件；3511、第一端部；3512、第二端部；3513、避让口；352、顶板；40、功能执行装置；41、局放检测器；411、局放检测组件；412、弹性组件；42、视觉定位器；43、第一操作器；44、第二操作器；46、按钮电动模块；50、机械手臂；51、固定端；52、自由端；53、驱动臂体；54、固定架；541、第一板架；542、第二板架；543、第三板架；544、第四板架；60、第二升降机构；61、第二驱动源；62、气动伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者也可以是通过居中元件间接连接另一个元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种巡检机器人1，包括自动导引车10、摄像机20、第一升降机构30、功能执行装置40、机械手臂50和第二升降机构60，自动导引车10用于实现巡检机器人1的移动；摄像机20用于机器人的视野观测；第一升降机构30安装于自动导引车10上，且用于驱动摄像机20升降运动；功能执行装置40用于操作配电柜和/或检查配电柜，机械手臂50的自由端52与功能执行装置40连接以用于驱动功能执行装置40运动；第二升降机构60安装于自动导引车10上，且第二升降机构60与机械手臂50的固定端51连接以用于驱动机械手臂50升降运动。具体应用中，摄像机20安装在第一升降机构30的升降末端，当第一升降机构30驱动摄像机20相对巡检机器人1往上提升时，此时，摄像机20不仅观察范围变宽，而且能更好观察安装在离地面较高处的配电柜，然后，通过第二升降机构60将机械手臂50与第一升降机构30同步升高相同高度，通过安装在机械手臂50自由端52的功能执行装置40操作配电柜的仪器设备，或者通过功能执行装置40对配电柜中的仪器设备进行检测。

参照图1和3所示，作为一种实施方式，第一升降机构30包括丝杆31、丝杆座32、导向部件33和第一驱动源34，丝杆31与导向部件33平行设置，丝杆座32安装于丝杆31上并与导向部件33滑动连接，丝杆31垂直设置于自动导引车10且与第一驱动源34的转轴连接，丝杆座32与摄像机20固定连接。具体应用中，第一升降机构30以丝杆31驱动方式实现上下升降摄像机20，丝杆31驱动方式使得摄像机20的运动更平稳，防止剧烈的运动冲击对摄像机20的仪器造成影响，从而提高摄像机20的使用寿命，另外，平稳的提升摄像机20过程中，摄像机20都能传递给巡检机器人1清晰的视野画面，有利于巡检机器人1连续的观察外界视野。

参照图3所示，作为一种实施方式，导向部件33形成有滑槽331，滑槽331具有朝向导向部件33一侧敞开设置的槽口3311，丝杆31穿设于滑槽331内，丝杆座32与滑槽331滑动连接。具体应用中，丝杆31传动时，需要将丝杆31的转动转换成直线运动，当丝杆座32在滑槽331内时，滑槽331形成导向运动使得丝杆座32保持直线运动，由于丝杆座32的另一端与摄像机20连接，因此摄像机20与丝杆座32一起做直线运动。

参照图3和6所示，作为一种实施方式，第一升降机构30还包括外壳35，外壳35包括有围板组件351和顶板352，围板组件351围设于导向部件33外围，围板组件351包括第一端部3511、第二端部3512和避让口3513，第一端部3511与第二端部3512相对设置，避让口3513位于第一端部3511与第二端部3512之间用于避让丝杆座32在导向部件33的滑动，第一端部3511与自动导引车10固定连接，第二端部3512盖设有顶板352。具体应用中，丝杆31传动机构属于精密传动机构，传动过程中，需要进行对丝杆31进行一定的防尘保护，因此，可以通过在第一升降机构30外围设置外壳35进行保护，同时，也更好的增强巡检机器人1的美观性。

参照图4-6所示，作为一种实施方式，第二升降机构60包括第二驱动源61和气动伸缩杆，第二驱动源61安装于自动导引车10且用于驱动气动伸缩杆的伸缩运动，气动伸缩杆的一端与自动导引车10固定连接，另一端与机械手臂50的固定端51连接。具体应用中，气动伸缩杆相对液压伸缩杆的方式更适合应用于巡检机器人1上，因为气动伸缩杆使用的工作介质是环境中的空气，而液压伸缩杆使用的工作介质是携带在巡检机器人1水箱中的水，相对来说，气动伸缩杆有重量轻，体积小等优势，作为优先选择的技术方案。当然，在实际应用中，也可以用液压伸缩杆作为替代的技术方案，本领域的技术人员在不付出创造性的劳动成果都应该认为是本方案所保护的范围。

参照图1和6所示，作为一种实施方式，自动导引车10包括顶部11，第一升降机构30与第二升降机构60间隔安装在顶部11，第二升降机构60和机械手臂50联合作用驱动功能执行装置40，以使功能执行装置40跟随第一升降机构30升降摄像机20的视野高度，以在摄像机20的视野内执行相应的功能。在一些实施例中，摄像机20可以平行于水平面，此时摄像机20的视野与摄像机20的高度对应；或摄像机20与水平面呈一定夹角，此时摄像机20的视野高于或低于摄像机20的高度。具体应用中，第一升降机构30与第二升降机构60的安装，原则上只要保证不出现机械干涉可以任意的安装在自动导引车10的顶部11，另外，第一升降机构30驱动摄像机20到达一定高度后，巡检机器人根据摄像机20的信息控制机械手臂50驱动功能执行装置40到达相同高度，当机械手臂50自身无法达到该高度时，可以通过第二升降机构60将机械手臂50升高。

参照图2、5和6所示，作为一种实施方式，机械手臂50包括固定端51、自由端52和驱动臂体53，功能执行装置40包括局放检测器41和视觉定位器42，驱动臂体53连接于固定端51和自由端52之间，且驱动臂体53用于自由端52相对固定端51运动，自由端52分别与局放检测器41和视觉定位器42固定连接，且局放检测器41用于检测配电柜的局放，视觉定位器42用于局放检测器41工作时的定位。具体应用中，机械手臂50的自由端52局放检测和视觉定位器42，当需要对配电柜进行局放检测时，先通过驱动臂体53改变自由端52的位姿，从而使得视觉定位器42对配电柜进行定位，定位完成后，再继续通过驱动臂体53改变自由端52的位姿，从而切换为局放检测器41对配电柜进行局放检测。

参照图2所示，作为一种实施方式，局放检测器41包括局放检测组件411和弹性组件412，局放检测组件411通过弹性组件412与自由端52弹性连接。具体应用中，局放检测器41在对配电柜进行局放检测时，由于驱动臂体53在驱动局放检测组件411靠近配电柜的局放检测部位过程中，容易因为误差导致局放检测组件411卡死于配电柜中，导致了局放检测无法正常进行，因此，将局放检测组件411通过弹性组件412与活动端弹性连接，有利于避免这种卡死现象，提高局放检测器41操作的可行性。

参照图5和6所示，作为一种实施方式，功能执行装置40还包括第一操作器43、第二操作器44、开关弹性模块(图未示)、按钮电动模块46和声纹检测器(图未示)，第一操作器43、第二操作器44、开关弹性模块、按钮电动模块46和声纹检测器均与自由端52连接，第一操作器43用于操作配电柜的断路器的闭合或断开，第二操作器44用于操作配电柜的旋钮开关，开关弹性模块用于操作配电柜的空气开关，按钮电动模块46用于操作配电柜中的按键，声纹检测器用于检测配电柜仪器是否发出异常声音。具体应用中，机械臂通过位姿变换切换第一操作器43、第二操作器44、开关弹性模块、按钮电动模块46和声纹检测器；其中，第一操作器43和断路器配合后操作断路器的闭合或断开。第二操作器44通过夹手夹紧配电柜的旋钮开关通过驱动臂体53对旋钮进行扭转操作。开关弹性模块设有弹性开关，防止机械手臂50压坏空气开关。按钮电动模块46设有电动伸缩压头，电动伸缩压头按压在配电柜中的按键。声纹检测器可以将侦察到设备配电柜中发出的异常声音反馈到巡检机器人1中，由巡检机器人1作出进一步的指示。

参照图2和5所示，作为一种实施方式，机械手臂50还包括固定架54，固定架54包括第一板架541、第二板架542、第三板架543、第四板架544，第一板架541与自由端52连接，第二板架542与第一板架541间隔相对设置，第三板架543与第四板架544间隔相对设置且连接于第一板架541和第二板架542的两端，局放检测器41与第三板架543连接，第一操作器43与第四板架544连接，第二操作器44与第二板架542连接，开关弹性模块与第一板架541连接，按钮电动模块46与第二板架542连接，声纹检测器与第四板架544连接，视觉定位器42与自由端52连接。具体应用中，固定架54设置在末端上，有利于更好的安装局放检测器41、第一操作器43、第二操作器44、开关弹性模块、按钮电动模块46、声纹检测器和视觉定位器42，其中，通过板架间的连接关系，可以有利于驱动臂体53切换末端为所需的工作姿态。

工作原理：安装在自动导引车10上的第一升降机构30驱动摄像机20的升降运动获得不同的视察观察范围，第二升降机构60驱动安装在第二升降机构60末端的机械手臂50升降运动，使得机械臂自由端52获得不同的工作范围，另外，当第二升降机构60与第一升降机构30升高相同高度时，安装在机械手臂50自由端52的功能执行装置40操作配电柜的仪器设备。

机械手臂50通过位姿变换自由端52可以切换为局放检测器41对配电柜的局放进行检测、切换为第一操作器43对配电柜的断路器进行闭合或断开的操作、切换为视觉定位器42对配电柜的相应位置进行视觉定位、切换为第二操作器44对配电柜的旋钮开关进行操作、切换为开关弹性模块对配电柜的空气开关进行操作、切换为按钮电动模块46对配电柜的按键进行操作和切换为声纹检测器检测配电柜中的仪器是否发出异常声音。

将机械手臂50安装于自动导引车10上，自动导引车10巡检于不同的配电柜，从而机械手臂50的功能执行装置40可以操作和检测不同的配电柜作业情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种巡检机器人，其特征在于，包括：

自动导引车，所述自动导引车用于实现巡检机器人的移动；

摄像机，所述摄像机用于机器人的视野观测；

第一升降机构，所述第一升降机构安装于所述自动导引车上，且用于驱动所述摄像机升降运动；

功能执行装置，所述功能执行装置用于操作配电柜和/或检查配电柜；

机械手臂，所述机械手臂的自由端与所述功能执行装置连接以用于驱动所述功能执行装置运动；

第二升降机构，所述第二升降机构安装于所述自动导引车上，且所述第二升降机构与所述机械手臂的固定端连接以用于驱动所述机械手臂升降运动。

2.如权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述第一升降机构包括丝杆、丝杆座、导向部件和第一驱动源，所述丝杆与所述导向部件平行设置，所述丝杆座安装于所述丝杆上并与所述导向部件滑动连接，所述丝杆垂直设置于所述自动导引车且与第一驱动源的转轴连接，所述丝杆座与所述摄像机固定连接。

3.如权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述导向部件形成有滑槽，所述滑槽具有朝向所述导向部件一侧敞开设置的槽口，所述丝杆穿设于所述滑槽内，所述丝杆座与所述滑槽滑动连接。

4.如权利要求2至3任一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述第一升降机构还包括外壳，所述外壳包括有围板组件和顶板，所述围板组件围设于所述导向部件外围，所述围板组件包括第一端部、第二端部和避让口，所述第一端部与所述第二端部相对设置，所述避让口位于所述第一端部与所述第二端部之间用于避让所述丝杆座在所述导向部件的滑动，所述第一端部与所述自动导引车固定连接，所述第二端部盖设有顶板。

5.如权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于，所述第二升降机构包括第二驱动源和气动伸缩杆，所述第二驱动源安装于所述自动导引车且用于驱动所述气动伸缩杆的伸缩运动，所述气动伸缩杆的一端与所述自动导引车固定连接，另一端与所述机械手臂的固定端连接。

6.如权利要求5所述的巡检机器人，其特征在于，所述自动导引车包括顶部，所述第一升降机构与所述第二升降机构间隔安装在所述顶部，所述第二升降机构和所述机械手臂联合作用驱动所述功能执行装置，以使所述功能执行装置跟随所述第一升降机构升降所述摄像机的视野高度。

7.如权利要求1至3任一项所述的巡检机器人，其特征在于，所述机械手臂包括固定端、自由端和驱动臂体，所述功能执行装置包括局放检测器和视觉定位器，所述驱动臂体连接于所述固定端和所述自由端之间，且所述驱动臂体用于所述自由端相对固定端运动，所述自由端分别与所述局放检测器和所述视觉定位器固定连接，且所述局放检测器用于检测配电柜的局放，所述视觉定位器用于所述局放检测器工作时的定位。

8.如权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，所述局放检测器包括局放检测组件和弹性组件，所述局放检测组件通过所述弹性组件与所述自由端弹性连接。

9.如权利要求7所述的巡检机器人，其特征在于，所述功能执行装置还包括第一操作器、第二操作器、开关弹性模块、按钮电动模块和声纹检测器，所述第一操作器、所述第二操作器、所述开关弹性模块、所述按钮电动模块和所述声纹检测器均与所述自由端连接，所述第一操作器用于操作配电柜的断路器的闭合或断开，所述第二操作器用于操作配电柜的旋钮开关，所述开关弹性模块用于操作配电柜的空气开关，所述按钮电动模块用于操作配电柜中的按键，所述声纹检测器用于检测配电柜仪器是否发出异常声音。

10.如权利要求9所述的巡检机器人，其特征在于，所述机械手臂还包括固定架，所述固定架包括第一板架、第二板架、第三板架、第四板架，所述第一板架与所述自由端连接，所述第二板架与所述第一板架间隔相对设置，所述第三板架与所述第四板架间隔相对设置且连接于所述第一板架和所述第二板架的两端，所述局放检测器与所述第三板架连接，所述第一操作器与所述第四板架连接，所述第二操作器与所述第二板架连接，所述开关弹性模块与所述第一板架连接，所述按钮电动模块与所述第二板架连接，所述声纹检测器与所述第四板架连接，所述视觉定位器与所述自由端连接。

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