CN217801665U - 协作操作巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及智能制造的领域，尤其是涉及一种协作操作巡检机器人，其包括移动基座和设置于移动基座内的主控设备；移动基座上转动连接有多轴机械臂；多轴机械臂远离移动基座的一侧设置有用于获取待检设备对应图像的图像获取组件；图像获取组件的控制端与主控设备第一信号输出端通讯连接；多轴机械臂包括若干首尾依次转动连接的连杆和若干液压驱动件；若干液压驱动件设置于相邻连杆的转动连接处；若干液压驱动件的控制端均与主控设备的第二信号输出端通讯连接；多轴机械臂的最大运动范围位于移动基座的最大外缘侧内。本申请具有减少调整图像获取设备的拍摄高度时机器人本体的转动次数，提高智能机器人巡检时的整体安全性的效果。

Description

协作操作巡检机器人

技术领域

本申请涉及智能制造的领域，尤其是涉及一种协作操作巡检机器人。

背景技术

目前机器人是集成了机械、电子、控制、人工智能等先进技术的自动化设备，在装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新产业领域得到了广泛应用，机器人己经成为促进科技进步和社会发展的强大推动力。

高压开关柜是一种电设备，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需设置。如仪表、自控、电动机磁力开关，各种交流接触器；在高压柜上设置有就地按钮、地刀分合闸、断路器以及各类面板按钮等操作器件；由于高压柜内整体设备的危险系数高，因此日常的维护检修通常采用智能机器人进行拍照巡检；

其中，图像获取设备可以安装于智能机器的顶端，智能机器人自行移动至高压柜处由机器人的主机操控图像获取设备对各高压柜上各类仪表的参数拍摄图像后带回指定安全区域，待将图像带回指定区域内由专业的维修人员进行拍摄的图像进行复核后对其中故障的高压柜进行定向维修。

由于高压柜上设置的各类仪表较多，且安装高度均不规律，常规的机器人在对某一的高压柜进行拍摄图像时，由于各个高压柜的放置位置不同，单一高度的图像获取设备拍摄的图像则需机器人主体转动多次进行调整，从而容易导致机器人本体在转动调整时与外部高压柜发生碰撞的情况发生。

实用新型内容

为了减少调整图像获取设备的拍摄高度时机器人本体的转动次数，提高智能机器人巡检时的整体安全性，本申请提供了一种协作操作巡检机器人。

本申请提供的一种协作操作巡检机器人采用如下的技术方案：

一种协作操作巡检机器人，包括移动基座和设置于移动基座内的主控设备；所述移动基座上转动连接有多轴机械臂；所述多轴机械臂远离移动基座的一侧设置有用于获取待检设备对应图像的图像获取组件；所述图像获取组件的控制端与所述主控设备第一信号输出端通讯连接；

所述多轴机械臂包括若干首尾依次转动连接的连杆和若干液压驱动件；若干所述液压驱动件设置于相邻连杆的转动连接处；若干液压驱动件的控制端均与所述主控设备的第二信号输出端通讯连接；

所述多轴机械臂的最大运动范围位于所述移动基座的最大外缘侧内。

通过采用上述技术方案，主控设备智能控制移动基座至高压柜所在区域，由多轴机械臂带动图像获取组件移动至对应高度后，图像获取组件对当前高压柜上的各仪表仪器/操作器件的实时图像并发送至主控设备内进行存储；由于多轴机械臂的最大运动范围均位于移动基座的外缘侧内部，从而减少调节图像获取组件的定位高度时，巡检机器人整体的转动次数，还可以减少移动基座和当前区域内高压柜发生碰撞的可能性，从而提高智能机器人巡检时的整体安全性；此外设置液压驱动件对多个连杆进行驱动实现多轴机械臂的灵活转动，可以减少多轴机械臂的自身负载，从而提高多轴机械臂整体运行时的灵活度。

可选的，所述图像获取组件包括设置于多轴机械臂远离移动基座一端的安装底座和设置于安装底座上的双目视觉传感器；

所述安装底座上还设置有红外热成像摄像头；

所述双目视觉传感器和红外热成像摄像头的信号输出端均通讯连接有无线传输模块；所述无线传输模块与所述主控设备通讯连接；

所述红外热成像摄像头用于获取高压柜的实时温度；

所述双目视觉传感器用于获取高压柜上对应操作器件的位置。

通过采用上述技术方案，当移动基座移动至任一高压柜所在的区域内，首先由双目视觉传感器对高压柜上的对应操作器件的高度进行逐步定位后，通过无线传输模块发送至主控设备，以便于主控设备启动多轴机械臂带动红外热成像摄像头进行同步移动，以便于提高红外热成像摄像头获取高压柜整体实时温度的准确性，从而便于巡检机器人完成自身的巡检工作。

可选的，所述图像获取组件还包括通讯连接于无线传输模块的全景摄像头；所述全景摄像头设置于所述双目视觉传感器远离安装底座的一侧。

通过采用上述技术方案，采用全景摄像头对高压柜所在区域内的其他图像进行实时获取，巡检机器人的预设巡检路线上出现额外的障碍物，主控设备能够根据无线传输模块送回的全景图像操作移动基座进行智能躲避。

可选的，所述安装底座上靠近所述双目视觉传感器图像获取端的一侧设置有放电检测件；所述放电检测件用于检测高压柜指定位置的放电情况；

所述放电检测件的信号输出端与所述主控设备通讯连接。

通过采用上述技术方案，若巡检机器人在巡检过程中对某一高压柜的运行状态检测到供电异常，则可以通过放电检测件对当前高压柜的放电情况进行检测后反馈至主控设备，从而提高巡检机器人的整体巡检智能性。

可选的，所述安装底座内开设有可供放电检测件往复滑移的空腔；所述空腔内设置有通讯连接于所述主控设备的伸缩件，所述伸缩件的输出端与所述放电检测件的底座连接，所述伸缩件能够带动所述放电检测件的检测端朝靠近或远离空腔内部的方向往复移动；

所述伸缩件具有伸出状态和回收状态；

当所述伸缩件处于伸出状态时，所述放电检测件的检测端位于所述双目视觉传感器的图像获取范围内；所述双目视觉传感器暂停运行；

当所述伸缩件处于回收状态时，所述放电检测件的检测端位于所述空腔内部；所述双目视觉传感器正常运行。

通过采用上述技术方案，巡检机器人进行操作器件的定位时，双目视觉传感器处于正常运行状态下，伸缩件处于回收状态，从而不影响双目视觉传感器的正常运行；

当需使用放电检测件时，主控设备启动伸缩件；伸缩件由回收状态调节至伸出状态；放电检测件远离伸缩件输出端的一端进入双目视觉传感器的检测端前方；此时主控设备停止接收双目视觉传感器经无线传输模块发送回的定位图像，从而可以减少主控设备进行的无效图像判断动作。

可选的，所述伸缩件包括设置于所述空腔内壁上的微型电缸、设置于所述微型电缸输出端的推杆以及设置于所述推杆远离微型电缸一端的滑座；所述滑座远离所述推杆的一侧内凹设置有可供放电检测件安装的凹槽；所述微型电缸的输出端能够带动所述滑座沿空腔的延伸方向往复移动。

通过采用上述技术方案，将放电检测件安装于凹槽内；当需使用放电检测件时；由微型电缸的输出端移动推杆，从而实现放电检测件伸出/回收至空腔内的动作。

可选的，所述空腔内壁凸出设置有弹性按钮；所述弹性按钮用于启闭所述双目视觉传感器；当所述伸缩件处于伸出状态时，所述滑座抵接于所述弹性按钮凸出于空腔内壁的部分。

通过采用上述技术方案，由弹性按钮启闭双目视觉传感器，当滑座抵接于弹性按钮上时，双目视觉传感器停止运行，从而避免双目视觉传感器和放电检测件同步运行。

可选的，所述图像获取组件还包括可见光摄像头；所述可见光摄像头的底座设置于所述安装底座上，所述可见光摄像头的检测端与所述双目视觉传感器的检测端呈同向设置。

通过采用上述技术方案，采用可见光摄像头对当前高压柜上的各种仪表识别及各种开关状态的识别，从而进一步提高巡检机器人的使用性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.此外设置液压驱动件对多个连杆进行驱动实现多轴机械臂的灵活转动，可以减少多轴机械臂的自身负载，从而提高多轴机械臂整体运行时的灵活度；

2.主控设备启动伸缩件；伸缩件由回收状态调节至伸出状态；放电检测件远离伸缩件输出端的一端进入双目视觉传感器的检测端前方；此时主控设备停止接收双目视觉传感器经无线传输模块发送回的定位图像，从而可以减少主控设备进行的无效图像判断动作。

附图说明

图1是本申请中协作操作巡检机器人的整体结构示意图；

图2是本申请中图像获取组件和多轴机械臂的控制原理框图；

图3是本申请中协作操作巡检机器人的整体控制原理框图；

图4是本申请中图像获取组件的部分结构示意图；

图5是本申请中伸缩件的安装结构示意图。

附图标记说明：1、移动基座；2、主控设备；3、多轴机械臂；31、连杆；32、液压驱动件；4、图像获取组件；41、安装底座；42、双目视觉传感器；43、红外热成像摄像头；44、无线传输模块；45、全景摄像头；46、可见光摄像头；5、放电检测件；6、伸缩件；61、空腔；62、微型电缸；63、推杆；64、滑座；65、凹槽；66、弹性按钮。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种协作操作巡检机器人。

参照图1和图2，协作操作巡检机器人包括移动基座1、安装于移动基座1内部的主控设备2、转动连接于移动基座1顶部的多轴机械臂3以及安装于多轴机械臂3远离移动基座1一端的图像获取组件4；其中多轴机械臂3的最大运动范围均位于移动基座1的最大外缘侧内部；图像获取组件4的控制端与主控设备2的第一信号输出端无线连接，图像获取组件4用于获取待检设备的对应图像，例如高压柜上的各操作器件、仪表仪器的实时图像。

基于上述结构，主控设备2智能控制移动基座1至高压柜所在区域，由多轴机械臂3带动图像获取组件4移动至对应高度后，图像获取组件4对当前高压柜上的各仪表仪器/操作器件的实时图像并发送至主控设备2内进行存储；由于多轴机械臂3的最大运动范围均位于移动基座1的外缘侧内部，从而减少调节图像获取组件4的定位高度时，巡检机器人整体的转动次数，还可以减少移动基座1和当前区域内高压柜发生碰撞的可能性，从而提高智能机器人巡检时的整体安全性。

参照图1和图2，多轴机械臂3包括若干首尾依次转动连接的连杆31和若干液压驱动件32；若干液压驱动件32设置于相邻连杆31的转动连接处；若干液压驱动件32的控制端均与主控设备2的第二信号输出端通讯连接；

本实施例中，连杆31采用六个，液压驱动件32采用六个，最顶端的液压驱动件32用于转动图像采集组件4；作为液压驱动件32的一种实施方式，液压驱动件32包括液压关节模组和编码器；其中液压关节模组上设置有力矩传感器，力矩传感器的信号输出端与编码器的信号输入端通讯连接；液压关节模组采用球形泵和液压马达组合使用；从而提高连杆31的关节处相应速度和柔性。

编码器的信号输出端与液压马达通讯连接，在本实施例中，编码器用于将力矩传感器获取的力矩数据转换成对应的数字信号发送至液压马达处；液压马达能够根据对应的数字信号驱动球形泵做出相应的转动动作，从而实现多轴机械臂3的智能升降/转动。

参照图1和图2，作为图像获取组件4的一种实施方式，本实施例中图像获取组件4包括安装底座41、双目视觉传感器42、红外热成像摄像头43以及无线传输模块44；其中安装底座41固定连接于多轴机械臂3远离移动基座1的一端的端部侧壁上；双目视觉传感器42和红外地热成像均安装于安装底座41远离多轴机械臂3的一侧，且均与无线传输模块44通讯连接；

双目视觉传感器42用于获取当前高压柜上各种操作器件、仪表仪器的位置，红外热成像摄像头43用于获取高压柜的实时温度；无线传输模块44的信号输出端与主控设备2进行无线连接。

基于上述结构，当移动基座1移动至任一高压柜所在的区域内，首先由双目视觉传感器42对高压柜上的对应操作器件的高度进行逐步定位后，通过无线传输模块44发送至主控设备2，以便于主控设备2启动多轴机械臂3带动红外热成像摄像头43进行同步移动，以便于提高红外热成像摄像头43获取高压柜整体实时温度的准确性，从而便于巡检机器人完成自身的巡检工作。

作为图像获取组件4的另一种实施方式（或第二种实施方式），图像获取组件4还包括全景摄像头45；全景摄像头45的信号输出端与无线传输模块44通讯连接；全景摄像头45安装于双目视觉传感器42远离安装底座41的一侧。

基于上述结构，本实施例中采用全景摄像头45对高压柜所在区域内的其他图像进行实时获取，巡检机器人的预设巡检路线上出现额外的障碍物，主控设备2能够根据无线传输模块44送回的全景图像操作移动基座1进行智能躲避。

参照图2，作为图像获取组件4的另一种实施方式（或第三种实施方式），图像获取组件4还包括可见光摄像头46，可见光摄像头46的底座设置于安装底座41上，可见光摄像头46的检测端与双目视觉传感器42的检测端呈同向设置。

基于上述结构，采用可见光摄像头46对当前高压柜上的各种仪表识别及各种开关状态的识别，从而进一步提高巡检机器人的使用性能。

参照图3和图4，安装底座41上滑移连接有用于检测高压柜指定位置放电情况的放电检测件5；放电检测件5的检测端与双目视觉传感器42的图像获取端呈同向设置，且放电检测件5的信号输出端与主控设备2无线连接，在本实施例中，放电检测件5可以是任一具有电流检测功能的电子设备，例如测电笔等。

若巡检机器人在巡检过程中对某一高压柜的运行状态检测到供电异常，则可以通过放电检测件5对当前高压柜的放电情况进行检测后反馈至主控设备2，从而提高巡检机器人的整体巡检智能性。

参照图4和图5，安装底座41内开设有可供放电检测件5往复滑移的空腔61；空腔61的延伸方向与安装底座41的长度方向呈同向设置，其中，空腔61的内壁上螺栓连接有通讯连接于主控设备2的伸缩件6，伸缩件6的输出端与放电检测件5的底座连接，伸缩件6能够带动放电检测件5的检测端朝靠近或远离空腔61内部的方向往复移动；

在本实施例中，伸缩件6具有伸出状态和回收状态；

当伸缩件6处于伸出状态时，放电检测件5的检测端位于双目视觉传感器42的图像获取范围内；双目视觉传感器42暂停运行；

当伸缩件6处于回收状态时，放电检测件5的检测端位于空腔61内部；双目视觉传感器42正常运行。

伸缩件6包括设置于空腔61内壁上的微型电缸62、设置于微型电缸62输出端的推杆63以及设置于推杆63远离微型电缸62一端的滑座64；滑座64远离推杆63的一侧内凹设置有可供放电检测件5安装的凹槽65；凹槽65内安装有电磁锁合放电检测件5的电磁锁。

微型电缸62的输出端能够带动滑座64沿空腔61的延伸方向往复移动。空腔61内壁凸出设置有弹性按钮66；弹性按钮66用于启闭双目视觉传感器42；当伸缩件6处于伸出状态时，滑座64抵接于弹性按钮66凸出于空腔61内壁的部分，在本实施例中微型电缸62采用无杆电缸。

本申请实施例一种协作操作巡检机器人的实施原理为：巡检机器人进行操作器件的定位时，双目视觉传感器42处于正常运行状态下，伸缩件6处于回收状态，从而不影响双目视觉传感器42的正常运行；

当需使用放电检测件5时，主控设备2启动伸缩件6；伸缩件6由回收状态调节至伸出状态；放电检测件5远离伸缩件6输出端的一端进入双目视觉传感器42的检测端前方；此时主控设备2停止接收双目视觉传感器42经无线传输模块44发送回的定位图像，从而可以减少主控设备2进行的无效图像判断动作；

由弹性按钮66启闭双目视觉传感器42，当滑座64抵接于弹性按钮66上时，双目视觉传感器42停止运行，从而避免双目视觉传感器42和放电检测件5同步运行。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种协作操作巡检机器人，包括移动基座(1)和设置于移动基座(1)内的主控设备(2)；其特征在于：所述移动基座(1)上转动连接有多轴机械臂(3)；所述多轴机械臂(3)远离移动基座(1)的一侧设置有用于获取待检设备对应图像的图像获取组件(4)；所述图像获取组件(4)的控制端与所述主控设备(2)第一信号输出端通讯连接；

所述多轴机械臂(3)包括若干首尾依次转动连接的连杆(31)和若干液压驱动件(32)；若干所述液压驱动件(32)设置于相邻连杆(31)的转动连接处；若干液压驱动件(32)的控制端均与所述主控设备(2)的第二信号输出端通讯连接；

所述多轴机械臂(3)的最大运动范围位于所述移动基座(1)的最大外缘侧内。

2.根据权利要求1所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述图像获取组件(4)包括设置于多轴机械臂(3)远离移动基座(1)一端的安装底座(41)和设置于安装底座(41)上的双目视觉传感器(42)；

所述安装底座(41)上还设置有红外热成像摄像头(43)；

所述双目视觉传感器(42)和红外热成像摄像头(43)的信号输出端均通讯连接有无线传输模块(44)；所述无线传输模块(44)与所述主控设备(2)通讯连接；

所述红外热成像摄像头(43)用于获取高压柜的实时温度；

所述双目视觉传感器(42)用于获取高压柜上对应操作器件的位置。

3.根据权利要求2所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述图像获取组件(4)还包括通讯连接于无线传输模块(44)的全景摄像头(45)；所述全景摄像头(45)设置于所述双目视觉传感器(42)远离安装底座(41)的一侧。

4.根据权利要求2所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述安装底座(41)上靠近所述双目视觉传感器(42)图像获取端的一侧设置有放电检测件(5)；所述放电检测件(5)用于检测高压柜指定位置的放电情况；

所述放电检测件(5)的信号输出端与所述主控设备(2)通讯连接。

5.根据权利要求4所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述安装底座(41)内开设有可供放电检测件(5)往复滑移的空腔(61)；所述空腔(61)内设置有通讯连接于所述主控设备(2)的伸缩件(6)，所述伸缩件(6)的输出端与所述放电检测件(5)的底座连接，所述伸缩件(6)能够带动所述放电检测件(5)的检测端朝靠近或远离空腔(61)内部的方向往复移动；

所述伸缩件(6)具有伸出状态和回收状态；

当所述伸缩件(6)处于伸出状态时，所述放电检测件(5)的检测端位于所述双目视觉传感器(42)的图像获取范围内；所述双目视觉传感器(42)暂停运行；

当所述伸缩件(6)处于回收状态时，所述放电检测件(5)的检测端位于所述空腔(61)内部；所述双目视觉传感器(42)正常运行。

6.根据权利要求5所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述伸缩件(6)包括设置于所述空腔(61)内壁上的微型电缸(62)、设置于所述微型电缸(62)输出端的推杆(63)以及设置于所述推杆(63)远离微型电缸(62)一端的滑座(64)；所述滑座(64)远离所述推杆(63)的一侧内凹设置有可供放电检测件(5)安装的凹槽(65)；所述微型电缸(62)的输出端能够带动所述滑座(64)沿空腔(61)的延伸方向往复移动。

7.根据权利要求6所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述空腔(61)内壁凸出设置有弹性按钮(66)；所述弹性按钮(66)用于启闭所述双目视觉传感器(42)；当所述伸缩件(6)处于伸出状态时，所述滑座(64)抵接于所述弹性按钮(66)凸出于空腔(61)内壁的部分。

8.根据权利要求2所述的协作操作巡检机器人，其特征在于：所述图像获取组件(4)还包括可见光摄像头(46)；所述可见光摄像头(46)的底座设置于所述安装底座(41)上，所述可见光摄像头(46)的检测端与所述双目视觉传感器(42)的检测端呈同向设置。

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