CN218273173U - 一种轮式巡检机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮式巡检机器人行走机构，包括本体、行走装置、驱动箱、探测装置和通讯装置，所述本体中设有驱动箱，所述驱动箱侧端活动连接行走装置，所述驱动箱顶端螺栓连接机壳，所述机壳侧端螺栓连接S形挡板，所述S形挡板呈对称分布，所述机壳另一侧端螺栓连接防撞杆，所述机壳表面上电性连接数据采集器，所述机壳中设有通讯装置，所述通讯装置侧端电性连接驱动箱，所述机壳顶端通过云台活动连接探测装置，本智能巡检机器人采用轮式运行方式行进，适应厂区狭小空间转向，具备直行、转弯、爬坡、越障和制动功能，能接收本地监控系统控制指令，并根据本地监控系统任务设置和操控，实现遥控和自动控制工作。

Description

一种轮式巡检机器人行走机构

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种轮式巡检机器人行走机构。

背景技术

变电站巡检是确保变电站设备安全运行的重要环节，传统变电站巡检采用人工巡检和手工抄录，这样巡检的数据的有一定的不准确性，且变电站环境高位高压，设备繁多，巡检工作量大，巡检数据容易出现数据不全面或数据漏检错检的问题，在人工巡检的过程中，发生事故的设备也易威胁巡检员的生命安全，存在安全隐患,所以本实用新型提出一种轮式巡检机器人行走机构。

经检索，中国专利号为CN209022706U的专利，提供了一种巡检机器人行走机构，包括底板、固定在底板两侧的一对主动轮机构以及位于底板下端面上的从动轮；所述主动轮机构包括电机、减速机、减震装置、连接板、轴承和主动轮；所述底板的中部两侧开设有轮胎安装槽，该轮胎安装槽的前后两端设有挡板；所述主动轮位于该轮胎安装槽中，该主动轮通过轴承固定在所述连接板上，所述连接板通过减震装置固定在所述底板上，所述轴承通过减速机与所述电机传动连接。本实用新型所述的巡检机器人行走机构，实现了机器人的平稳行走，降低了机器人的震动损耗，提升了机器人巡检效率及准确率，拓宽了机器人的巡检场景。

上述专利存在以下几点不足：

1.上述专利行走时没有防撞装置，导致巡检机器人容易损坏，有一定的使用局限性；

2.上述专利的巡检机器人巡检过程中可检测的数据不多样，使用范围小。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种轮式巡检机器人行走机构，解决了背景技术所提出的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种轮式巡检机器人行走机构，包括本体、行走装置、驱动箱、探测装置和通讯装置，所述本体中设有驱动箱，所述驱动箱侧端活动连接行走装置，所述驱动箱顶端螺栓连接机壳，所述机壳侧端螺栓连接S形挡板，所述S形挡板呈对称分布，所述机壳另一侧端螺栓连接防撞杆，所述机壳表面上电性连接数据采集器，所述机壳中设有通讯装置，所述通讯装置侧端电性连接驱动箱，所述机壳顶端通过云台活动连接探测装置；

所述行走装置包括免维驱动轮、轮组安装箱、和电机，轮组安装箱侧端活动连接免维驱动轮，所述轮组安装箱内安装电机，所述免维驱动轮呈对称分布，所述免维驱动轮侧端通过转向器和转轴与第一从动齿轮和第二从动齿轮相连接，所述第一从动齿轮的位置和第二从动齿轮的位置相对，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮侧端啮合连接主动齿轮，所述主动齿轮侧端通过转轴活动连接电机，所述电机呈对称分布。

优选的，所述驱动箱包括电源、蓄电池、端口面板和服务器，所述驱动箱内放置服务器，所述服务器侧端电性连接端口面板，所述服务器另一侧端电性连接蓄电池和电源，所述蓄电池侧端电性连接电源。

优选的，所述探测装置包括1080p高清摄像、热成像摄像头、激光雷达、超声雷达和云台，所述探测装置侧端活动连接云台，所述云台侧端活动连接1080p高清摄像和热成像摄像头，所述云台另一侧端电性连接服务器。

优选的，所述探测装置另一侧端对称设有激光雷达和超声雷达，所述激光雷达和超声雷达侧端电性连接服务器。

优选的，所述1080p高清摄像和热成像摄像头表面上电性连接补光灯。

优选的，所述通讯装置包括无线充电接收器和声音采集器，所述声音采集器侧端电性连接无线充电接收器。

优选的，所述防撞杆表面上等间距设有重量传感器，所述重量传感器侧端电性连接IMU。

优选的，所述机壳表面涂有防腐涂层，所述机壳采用塑胶防电材质。

优选的，所述电源为磷酸铁锂电池。

优选的，所述端口面板支持RTSP、实时传输协议、传输控制协议，所述端口面板可以接入视频输入输出、报警输入输出、BNC视频输出10M/100M自适应RJ45以太网接口、2.4G网络、4GHz网络和5GHz网络，所述端口面板支持WIFI6传输标准。

优选的，所述服务器34内配置2个数据处理器，所述服务器34内配置4个计算机内存条，所述服务器34内配置4个存储硬盘，所述服务器侧端配置了24个DDR4内存插槽。

优选的，所述1080p高清摄像的可见光帧频为30FPS，所述1080p高清摄像具备32倍光学变倍和16倍数字变倍。

优选的，所述热成像摄像头最大图像输出热灵敏度高于50mK,所述热成像摄像头测温精度高于2K, 所述热成像摄像头的接口方式为以太网。

优选的，所述声音采集器搭载声音播放器和噪音检测器。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种轮式巡检机器人行走机构。具备以下有益效果：

（1）、本智能巡检机器人采用轮式运行方式行进，适应厂区狭小空间转向，爬坡能力大于15°，硬化路面行进时，能通过台阶或石块等小型障碍物，具备直行、转弯、爬坡、越障和制动功能，在水平地面上的最大遥控速度超过4.3m/s，最大自动控制行驶速度应超过1.2m/s，重复导航定位误差小，能接收本地监控系统控制指令，并根据本地监控系统任务设置和操控，实现遥控和自动控制工作。

（2）、本实用新型设有激光雷达、超声雷达和重量传感器，激光雷达、超声雷达可通过雷达检测障碍物并将数据传输到服务器中，服务器可通过设定使巡检机器人自动规避障碍，在防撞杆受到撞击时，通过重量传感器传感重力到IMU，IMU可控制免维驱动轮轮速并有效避障，上述可解决巡检机器人行走时没有防撞装置的问题。

（3）、本实用新型使用时通过数据采集器可采集检测风力、风向、气压和温湿度，通过1080p高清摄像和热成像摄像头巡检设备，然后通过使用服务器分析数据并比对数据，可巡检出温度过高和与常规放置不同的设备，这样使巡检机器人可完成巡检任务，同时可解决巡检机器人可检测的数据不多样，使用范围小的问题。

（4）、本实用新型通过通讯装置的无线充电接收器接受信号，然后使用声音采集器发出声音使后台人员可远程语音对讲。

附图说明

图1为本实用新型整体的示意图；

图2为本实用新型整体的顶视立体图；

图3为本实用新型轮组安装箱的内部结构示意图；

图4为本实用新型驱动箱的结构示意图；

图5为本实用新型驱动箱的侧端结构示意图。

图中，1、本体；11、机壳；2、行走装置；21、免维驱动轮；22、轮组安装箱；23、转轴；24、电机；25、主动齿轮；26、第一从动齿轮；27、第二从动齿轮；3、驱动箱；31、电源；32、蓄电池；33、端口面板；34、服务器；4、S形挡板；5、探测装置；51、1080p高清摄像；511、补光灯；52、热成像摄像头；53、激光雷达；54、超声雷达；55、云台；6、通讯装置；61、无线充电接收器；62、声音采集器；7、防撞杆；71、重量传感器；72、IMU； 8、数据采集器。

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做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。

请参阅图1-5，本实用新型实施例提供一种技术方案：一种轮式巡检机器人行走机构，包括本体1、行走装置2、驱动箱3、探测装置5和通讯装置6，所述本体1中设有驱动箱3，所述驱动箱3侧端活动连接行走装置2，所述驱动箱3顶端螺栓连接机壳11，所述机壳11侧端螺栓连接S形挡板4，所述S形挡板4呈对称分布，所述机壳11另一侧端螺栓连接防撞杆7，所述机壳11表面上电性连接数据采集器8，所述机壳11中设有通讯装置6，所述通讯装置6侧端电性连接驱动箱3，所述机壳11顶端通过云台55活动连接探测装置5，本体1通过行走装置2移动位置，驱动箱3控制本体1的行进路线并采集储存数据，同时可提供电力驱动，通过探测装置5可拍摄并巡检设备，通过通讯装置6可使后台人员可远程语音对讲，防撞杆7可保护本体1前端，起到防撞的作用，数据采集器8使机器人可检测风力、风向、气压和温湿度，S形挡板4可遮挡泥土和灰尘；

所述行走装置2包括免维驱动轮21、轮组安装箱22、和电机24，轮组安装箱22侧端活动连接免维驱动轮21，所述轮组安装箱22内安装电机24，所述免维驱动轮21呈对称分布，所述免维驱动轮21侧端通过转向器和转轴23与第一从动齿轮26和第二从动齿轮27相连接，所述第一从动齿轮26的位置和第二从动齿轮27的位置相对，所述第一从动齿轮26和第二从动齿轮27侧端啮合连接主动齿轮25，所述主动齿轮25侧端通过转轴23活动连接电机24，所述电机24呈对称分布，免维驱动轮21使本体1适合多种环境中行进，轮组安装箱22可防护轮组安装箱22中安装的部件，电机24通过转轴23驱动主动齿轮25带动第一从动齿轮26和第二从动齿轮27转动，同时使免维驱动轮21转动，实现使本体1可行走。

所述驱动箱3包括电源31、蓄电池32、端口面板33和服务器34，所述驱动箱3内放置服务器34，所述服务器34侧端电性连接端口面板33，所述服务器34另一侧端电性连接蓄电池32和电源31，所述蓄电池32侧端电性连接电源31，电源31提供电力驱动，蓄电池32中存储电力，端口面板33使本体1可连接多类型的设备，可增强本体1的使用范围，服务器34处理本体1所有的巡检数据，并将数据记录并存储，然后可智能生成表格。

所述探测装置5包括1080p高清摄像51、热成像摄像头52、激光雷达53、超声雷达54和云台55，所述探测装置5侧端活动连接云台55，所述云台55侧端活动连接1080p高清摄像51和热成像摄像头52，所述云台55另一侧端电性连接服务器34，1080p高清摄像51拍摄高清图片后，通过服务器34处理比对正常图片，可发现出现问题的设备，热成像摄像头52拍摄热成像图片后，通过服务器34处理比对正常图片，可发现出现问题的设备，通过激光雷达53和超声雷达54的雷达可检测周围环境，并及时发现异常。

所述探测装置5另一侧端对称设有激光雷达53和超声雷达54，所述激光雷达53和超声雷达54侧端电性连接服务器34，当激光雷达53和超声雷达54将数据传输到服务器34，服务器34比对正常数值后，若发生异常，则通过充电接收器61向后台系统发出警示。

所述1080p高清摄像51和热成像摄像头52表面上电性连接补光灯511，补光灯511可补光，使1080p高清摄像51和热成像摄像头52在光线不好的环境也能更好的拍摄。

所述通讯装置6包括无线充电接收器61和声音采集器62，所述声音采集器62侧端电性连接无线充电接收器61，通讯装置6通过无线充电接收器61接收信号，通过声音采集器62可使本体1发出声音，同时声音采集器62也可采集声音，使本体1更高效的巡检设备。

所述防撞杆7表面上等间距设有重量传感器71，所述重量传感器71侧端电性连接IMU72，防撞杆7受到撞击时，重量传感器71传输数据到IMU72，IMU72可控制轮速并避障。

所述机壳11表面涂有防腐涂层，所述机壳11采用塑胶防电材质，机壳11的防腐涂层使本体1具备防腐性能，同时采用塑胶防电材质也使本体1使用时可以防止静电。

所述电源31为磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池使本体1更耐用。

所述端口面板33支持RTSP、实时传输协议、传输控制协议，所述端口面板33可以接入视频输入输出、报警输入输出、BNC视频输出10M/100M自适应RJ45以太网接口、2.4G网络、4GHz网络和5GHz网络，所述端口面板33支持WIFI6传输标准，端口面板33的连接和传输范围广。

所述服务器34内配置2个数据处理器，所述服务器34内配置4个计算机内存条，所述服务器34内配置4个存储硬盘，所述服务器34侧端配置了24个DDR4内存插槽，服务器34内配置的数据处理器可高效处理巡检数据，计算机内存条和存储硬盘方便运行和存储数据，内存插槽使服务器34可连接多个计算机内存条。

所述1080p高清摄像51的可见光帧频为30FPS，所述1080p高清摄像51具备32倍光学变倍和16倍数字变倍，光帧频为30FPS使1080p高清摄像51高清摄像并可32倍光学变倍和16倍数字变倍，可提升巡检的拍摄质量。

所述热成像摄像头52最大图像输出热灵敏度高于50mK,所述热成像摄像头52测温精度高于2K, 所述热成像摄像头52的接口方式为以太网，热成像摄像头52高热灵敏度的图像使拍摄图像更具有参考性，也时服务器34分析的数据更准确，进而可提升巡检热成像摄制的质量。

所述声音采集器62搭载声音播放器和噪音检测器，噪音检测器可实时收集现场噪音分贝数据在任务记录和实时监控，声音采集器62通过声音播放器可远程播放声音。

需要说明的是：本智能巡检机器人采用轮式运行方式行进，适应厂区狭小空间转向，爬坡能力大于15°，硬化路面行进时，能通过台阶或石块等小型障碍物，具备直行、转弯、爬坡、越障和制动功能，在水平地面上的最大遥控速度超过4.3m/s，最大自动控制行驶速度应超过1.2m/s，重复导航定位误差小，能接收本地监控系统控制指令，并根据本地监控系统任务设置和操控，实现遥控和自动控制工作；

本实用新型服务器34可无线连接后台系统，后台系统可根据定制巡检任务、自动下发巡检任务、远程实时遥控巡检；

当机器人电量低时，会通过服务器34自主规划路径，并返回充电站充电，充电后可继续巡检未完成的任务；

本体1使用时，通过行走装置2移动位置，其中，免维驱动轮21使本体1适合多种环境中行进，然后通过电机24通过转轴23驱动主动齿轮25带动第一从动齿轮26和第二从动齿轮27转动，同时使免维驱动轮21转动，实现使本体1可行走，接着通过驱动箱3控制本体1的行进路线并采集储存数据，驱动箱3中电源31提供电力驱动，蓄电池32中存储电力，端口面板33使本体1可连接多类型的设备，增强本体1的连接和使用范围，服务器34处理本体1所有的巡检数据，并将数据记录并存储，然后可智能生成表格，通过探测装置5可拍摄并巡检设备，探测装置5通过1080p高清摄像51拍摄高清图片后，通过服务器34处理比对正常图片，可发现出现问题的设备，热成像摄像头52拍摄热成像图片后，通过服务器34处理比对正常图片，可发现出现问题的设备，通过激光雷达53和超声雷达54的雷达可检测周围环境，并及时发现异常，当激光雷达53和超声雷达54将数据传输到服务器34，服务器34比对正常数值后，若发生异常，则通过充电接收器61向后台系统发出警示，通过通讯装置6可使后台人员可远程语音对讲使运维人员更快捷的处理问题设备，防撞杆7可保护本体1前端，起到防撞的作用，数据采集器8使机器人可检测风力、风向、气压和温湿度，S形挡板4可遮挡泥土和灰尘

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：包括本体（1）、行走装置（2）、驱动箱（3）、探测装置（5）和通讯装置（6），所述本体（1）中设有驱动箱（3），所述驱动箱（3）侧端活动连接行走装置（2），所述驱动箱（3）顶端螺栓连接机壳（11），所述机壳（11）侧端螺栓连接S形挡板（4），所述S形挡板（4）呈对称分布，所述机壳（11）另一侧端螺栓连接防撞杆（7），所述机壳（11）表面上电性连接数据采集器（8），所述机壳（11）中设有通讯装置（6），所述通讯装置（6）侧端电性连接驱动箱（3），所述机壳（11）顶端通过云台（55）活动连接探测装置（5）；

所述行走装置（2）包括免维驱动轮（21）、轮组安装箱（22）、和电机（24），轮组安装箱（22）侧端活动连接免维驱动轮（21），所述轮组安装箱（22）内安装电机（24），所述免维驱动轮（21）呈对称分布，所述免维驱动轮（21）侧端通过转向器和转轴（23）与第一从动齿轮（26）和第二从动齿轮（27）相连接，所述第一从动齿轮（26）的位置和第二从动齿轮（27）的位置相对，所述第一从动齿轮（26）和第二从动齿轮（27）侧端啮合连接主动齿轮（25），所述主动齿轮（25）侧端通过转轴（23）活动连接电机（24），所述电机（24）呈对称分布。

2.根据权利要求1所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述驱动箱（3）包括电源（31）、蓄电池（32）、端口面板（33）和服务器（34），所述驱动箱（3）内放置服务器（34），所述服务器（34）侧端电性连接端口面板（33），所述服务器（34）另一侧端电性连接蓄电池（32）和电源（31），所述蓄电池（32）侧端电性连接电源（31），所述服务器（34）内配置2个数据处理器，所述服务器（34）内配置4个计算机内存条，所述服务器（34）内配置4个存储硬盘，所述服务器（34）侧端配置了24个DDR4内存插槽。

3.根据权利要求1所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述探测装置（5）包括1080p高清摄像（51）、热成像摄像头（52）、激光雷达（53）、超声雷达（54）和云台（55），所述探测装置（5）侧端活动连接云台（55），所述云台（55）侧端活动连接1080p高清摄像（51）和热成像摄像头（52），所述云台（55）另一侧端电性连接服务器（34），所述1080p高清摄像（51）的可见光帧频为30FPS，所述1080p高清摄像（51）具备32倍光学变倍和16倍数字变倍，所述热成像摄像头（52）最大图像输出热灵敏度高于50mK,所述热成像摄像头（52）测温精度高于2K, 所述热成像摄像头（52）的接口方式为以太网。

4.根据权利要求3所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述探测装置（5）另一侧端对称设有激光雷达（53）和超声雷达（54），所述激光雷达（53）和超声雷达（54）侧端电性连接服务器（34）。

5.根据权利要求3所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述1080p高清摄像（51）和热成像摄像头（52）表面上电性连接补光灯（511）。

6.根据权利要求1所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述通讯装置（6）包括无线充电接收器（61）和声音采集器（62），所述声音采集器（62）侧端电性连接无线充电接收器（61），所述声音采集器（62）搭载声音播放器和噪音检测器。

7.根据权利要求1所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述防撞杆（7）表面上等间距设有重量传感器（71），所述重量传感器（71）侧端电性连接IMU（72）。

8.根据权利要求1所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述机壳（11）表面涂有防腐涂层，所述机壳（11）采用塑胶防电材质。

9.根据权利要求2所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述电源（31）为磷酸铁锂电池。

10.根据权利要求2所述一种轮式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述端口面板（33）支持RTSP、实时传输协议、传输控制协议，所述端口面板（33）可以接入视频输入输出、报警输入输出、BNC视频输出10M/100M自适应RJ45以太网接口、2.4G网络、4GHz网络和5GHz网络，所述端口面板（33）支持WIFI6传输标准。

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