CN220410739U - 一种可自动爬楼的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可自动爬楼的巡检机器人，包括巡检机器人本体、底盘架、行走组件和爬楼履带组件，巡检机器人本体安装在底盘架顶面，行走组件和爬楼履带组件安装在底盘架底面；爬楼履带组件包括伸缩电动缸、履带支架、履带和履带驱动电机，伸缩电动缸一端铰接于履带支架后部，另一端与底盘架底面前部铰接，履带支架后部通过转轴与底盘架横向铰接，伸缩电动缸伸长或缩回时履带支架在底盘架底面绕转轴旋转；巡检机器人本体包括外罩体、伸缩摄像组件、激光雷达、控制组件和电源组件。本实用新型的可自动爬楼的巡检机器人，方便对巡检机器人的巡检角度进行灵活调整，方便巡检，且能够实现巡检机器人自动稳定爬楼，能够适应复杂的工作场所。

Description

一种可自动爬楼的巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种可自动爬楼的巡检机器人。

背景技术

校园安全一直是国家和社会比较重视的问题，尤其是学生寄宿在校的高等院校等，学生每天在学校的生活和学习规律不一样；而且现在学校校园都比较大，各种大楼、实验室、宿舍、车棚、操场、公园等建筑场所类型多样，设备不同。

传统的校园巡检都是在一些公共区域增加摄像头和校园保安巡逻，可是摄像头不能任何地方都安装，设施和设备如果发生变动，摄像头的覆盖就会形成盲区，保安巡逻更不可能24小时无死角的检查。目前一些学校也引入了校园巡检机器人，可是机器人的智能化程度不太高，而且不能爬楼，校园各种建筑场所之间由于存在楼梯台阶或无电梯建筑设施，巡检机器人巡检无法实施，造成自动巡检的覆盖率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种灵活机动、适应性强的可自动爬楼的巡检机器人。本实用新型为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

一种可自动爬楼的巡检机器人，包括巡检机器人本体、底盘架、行走组件和爬楼履带组件，巡检机器人本体安装在底盘架顶面，行走组件和爬楼履带组件安装在底盘架底面；行走组件包括安装在底盘架前端的万向轮和对称安装在底盘架后部两侧的两驱动轮机构；

爬楼履带组件包括伸缩电动缸、履带支架、履带和履带驱动电机，伸缩电动缸一端铰接于履带支架后部，另一端与底盘架底面前部铰接，履带支架后部通过转轴与底盘架横向铰接，伸缩电动缸伸长或缩回时履带支架在底盘架底面绕转轴旋转；履带支架后端突出并向上弯折形成支撑部，履带套装在履带支架两侧，履带驱动电机安装在履带支架上；

巡检机器人本体包括外罩体、伸缩摄像组件、激光雷达、控制组件和电源组件，伸缩摄像组件安装在底盘架上并伸出于外罩体顶面，激光雷达安装在外罩体的前侧和后侧，控制组件和电源组件安装在外罩体内部；控制组件分别与驱动轮机构、伸缩电动缸、履带驱动电机、伸缩摄像组件、激光雷达和电源组件连接。

进一步地，履带支架包括履带侧架、横向连接架和改向张紧轮，履带侧架一端设置张紧调节机构，横向连接架固定连接两履带侧架，改向张紧轮安装在履带侧架的后部弯折处。

进一步地，伸缩摄像组件包括多级升降柱以及固定在多级升降柱顶部的云台和摄像机。

进一步地，巡检机器人本体的外罩体上设置控制屏组件，控制屏组件与控制组件连接。

进一步地，巡检机器人本体的外罩体上还安装天线组件，天线组件与控制组件连接。

进一步地，巡检机器人本体的外罩体侧面还设置有至少4组超声传感器组件，超声传感器组件与控制组件连接。

进一步地，巡检机器人本体的外罩体侧面开设电池舱盖，并设置充电口，充电口与电源组件连接。

进一步地，巡检机器人本体的外罩体上还安装有启动按钮、急停按钮和工作指示灯。

本实用新型的可自动爬楼梯的巡检机器人，方便对巡检机器人的巡检角度进行灵活调整，方便巡检，且能够实现巡检机器人自动稳定爬楼，能够适应复杂的工作场所，具有较高实用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的侧面结构示意图；

图3为本实用新型中履带支架结构示意图；

图4为本实用新型中爬楼状态示意图。

图中，1-巡检机器人本体；11-外罩体；111-电池舱盖；112-充电口；12-伸缩摄像组件；121-多级升降柱；122-云台；123-摄像机；13-激光雷达；14-控制屏组件；15-天线组件；16-超声传感器组件；17-启动按钮；18-急停按钮；19-工作指示灯；2-底盘架；3-行走组件；31-万向轮；32-驱动轮组件；4-爬楼履带组件；41-伸缩电动缸；42-履带支架；421-履带侧架；422-横向连接架；423-改向张紧轮；424-张紧调节机构；43-履带；44-履带驱动电机；45-转轴；46-支撑部。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型的一种可自动爬楼的巡检机器人，包括巡检机器人本体1、底盘架2、行走组件3和爬楼履带组件4，巡检机器人本体1安装在底盘架2顶面，行走组件3和爬楼履带组件4安装在底盘架2底面；行走组件3包括安装在底盘架2前端的万向轮31和对称安装在底盘架2后部两侧的两驱动轮机构32；驱动轮机构32通过安装架对称设置在底盘架2底面，巡检机器人在平坦路面上采用双轮差速行走。

爬楼履带组件4包括伸缩电动缸41、履带支架42、履带43和履带驱动电机44，伸缩电动缸41一端铰接于履带支架42后部，另一端与底盘架2底面前部铰接，履带支架42后部通过转轴45与底盘架2横向铰接，伸缩电动缸41伸长或缩回时履带支架42在底盘架2底面绕转轴45旋转；履带支架42后端突出并向上弯折形成支撑部46，履带43纵向活动套装在履带支架42两侧；机器人在平坦路面上巡检工作时，伸缩电动缸41处于完全缩回状态。履带驱动电机44安装在履带支架上，用于驱动履带轮转动从而带动履带运行。

当机器人实施爬楼作业时，伸缩电动缸41伸出将底盘架2和爬楼履带组件4支撑形成夹角，该夹角可设置为固定角度，从而满足爬楼时的平衡；爬楼过程中，履带支架42与楼梯斜坡整体平行，下楼时巡检机器人以前侧为前进方向，上楼时巡检机器人以后侧为前进方向，本文中的“前”、“后”均为描述方便选择的描述用语，并非单一的、确定的方向，实际中可以前侧为后侧，以后侧为前侧。

实施例优选的，履带支架42包括履带侧架421、横向连接架422和改向张紧轮423，履带侧架421一端设置张紧调节机构424，横向连接架422固定连接两履带侧架421，改向张紧轮423安装在履带侧架421的后部弯折处，实现履带43的张紧，同时满足后侧支撑部46的履带正常运行。

履带驱动电机44由电机和减速机组成，履带驱动电机44可驱动履带侧架421内部的履带轮，从而带动履带43转动；张紧调节机构424实现履带的张紧。

如图3和图4所示。更为具体的，两履带侧架421后端突出并向上弯折形成支撑部46，支撑部46设计成具有高差h和角度A的形状。改向张紧轮423使履带43改变方向沿着履带侧架421的方向运动，高差h和角度A保证履带43能顺利爬升楼梯台阶。履带驱动电机44和履带43成对设置，可进行差速控制，能够调整机器人爬楼梯时的方向。

巡检机器人本体1包括外罩体11、伸缩摄像组件12、激光雷达13、控制组件和电源组件，伸缩摄像组件12安装在底盘架2上并伸出于外罩体11顶面。实施例优选的，伸缩摄像组件12包括多级升降柱121以及固定在多级升降柱121顶部的云台122和摄像机123。多级升降柱121可自动升降到不同高度，云台122自动旋转至不同角度，从而实现摄像机123多角度无障碍监控拍摄。

巡检机器人需要工作时，根据任务需求，可精确控制升降的高度。当巡检机器人不需要工作或爬楼梯时，多级升降柱121降低高度到最低，方便存放，同时也可以降低机器人重心，使巡检机器人停放或平地运行时更稳定。多级升降柱121的最大升降高度需保证升起时顶部云台122和摄像机123的高度大于2米，保证在巡检机器人工作过程中，不会被垃圾桶等一些临时设施遮挡图像收集。摄像机123可为可见光和红外相机，白天和夜晚均可使用。

激光雷达13安装在外罩体11的前侧和后侧，激光雷达13前、后各设置一个，保证巡检机器人在运动过程中前后方向都能识别到。控制组件和电源组件安装在外罩体11内部；控制组件分别与驱动轮机构32、伸缩电动缸41、履带驱动电机44、伸缩摄像组件12、激光雷达13和电源组件连接。控制组件上设置有信号控制模块和主控模块等，用于控制机器人的各种动作和任务执行。

实施例优选的，巡检机器人本体1的外罩体11上设置控制屏组件14，控制屏组件14与控制组件连接，控制屏组件14上可显示巡检机器人的各种信息，包括电量、巡检任务、异常状况等，控制屏组件14也可用于巡检机器人的动作或任务控制。

实施例优选的，巡检机器人本体1的外罩体11上还安装天线组件15，天线组件15与控制组件连接。巡检机器人可通过无线(WIFI、蓝牙、ZIGBEE)的形式进行远程控制和数据上传。

实施例优选的，巡检机器人本体1的外罩体11侧面还设置有至少4组超声传感器组件16，超声传感器组件16与控制组件连接。超声传感器16在外罩体11下部侧面的四个方向设置，保证巡检机器人能检测到每个方向的障碍及判断到障碍的距离。

实施例优选的，巡检机器人本体1的外罩体11侧面开设电池舱盖111，并设置充电口112，充电口112与电源组件连接。电源组件设置在电池舱盖111内侧得外罩体11内，电池舱盖111和电源组件可设计成可快速拆装形式，方便电池的更换。充电口6用于电源组件不更换时可插电为巡检机器人充电。外罩体11上还设置有调试口盖板，调试口盖板内设置有USB、HDMI、网口等调试连接口方便机器人的调试、程序升级、数据导出等。

实施例优选的，巡检机器人本体1的外罩体11上还安装有启动按钮17、急停按钮18和工作指示灯19。启动按钮17用于机器人的启停，急停按钮8用于机器人的紧急停止，指示灯11可选三色灯或带蜂鸣的三色灯。

本实用新型中的具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，包括巡检机器人本体(1)、底盘架(2)、行走组件(3)和爬楼履带组件(4)，巡检机器人本体安装在底盘架顶面，行走组件和爬楼履带组件安装在底盘架底面；行走组件包括安装在底盘架前端的万向轮(31)和对称安装在底盘架后部两侧的两驱动轮机构(32)；

爬楼履带组件包括伸缩电动缸(41)、履带支架(42)、履带(43)和履带驱动电机(44)，伸缩电动缸一端铰接于履带支架后部，另一端与底盘架底面前部铰接，履带支架后部通过转轴(45)与底盘架横向铰接，伸缩电动缸伸长或缩回时履带支架在底盘架底面绕转轴旋转；履带支架后端突出并向上弯折形成支撑部(46)，履带套装在履带支架两侧，履带驱动电机安装在履带支架上；

巡检机器人本体包括外罩体(11)、伸缩摄像组件(12)、激光雷达(13)、控制组件和电源组件，伸缩摄像组件安装在底盘架上并伸出于外罩体顶面，激光雷达安装在外罩体的前侧和后侧，控制组件和电源组件安装在外罩体内部；控制组件分别与驱动轮机构、伸缩电动缸、履带驱动电机、伸缩摄像组件、激光雷达和电源组件连接。

2.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，履带支架包括履带侧架(421)、横向连接架(422)和改向张紧轮(423)，履带侧架一端设置张紧调节机构(424)，横向连接架固定连接两履带侧架，改向张紧轮安装在履带侧架的后部弯折处。

3.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，伸缩摄像组件包括多级升降柱(121)以及固定在多级升降柱顶部的云台(122)和摄像机(123)。

4.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，巡检机器人本体的外罩体上设置控制屏组件(14)，控制屏组件与控制组件连接。

5.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，巡检机器人本体的外罩体上还安装天线组件(15)，天线组件与控制组件连接。

6.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，巡检机器人本体的外罩体侧面还设置有至少4组超声传感器组件(16)，超声传感器组件与控制组件连接。

7.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，巡检机器人本体的外罩体侧面开设电池舱盖(111)，并设置充电口(112)，充电口与电源组件连接。

8.根据权利要求1所述的可自动爬楼的巡检机器人，其特征在于，巡检机器人本体的外罩体上还安装有启动按钮(17)、急停按钮(18)和工作指示灯(19)。