CN220671858U - 一种自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动巡检机器人，包括车体及安装在车体下的车轮，所述车体上设置有无人驾驶控制单元、导航单元，监控单元及行走驱动单元；所述无人驾驶控制单元用于所述自动巡检机器人的无人驾驶控制；所述导航单元包括设置在车体上的三维激光雷达及RTK定位器，所述三维激光雷达及RTK定位器结合实现无人驾驶时的定位导航；所述监控单元包括设置在车体上的无线通讯模块及可转动的云台摄像头；所述行走驱动单元包括传动机构、行走驱动控制板、与所述行走驱动控制板电连接的电机、电池，所述传动机构与所述电机、车轮传动连接。本实用新型实现无人驾驶自动巡检，无需固定安装布线，无需人工巡检而节省人力。

Description

一种自动巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及自动巡检技术领域，尤其涉及一种自动巡检机器人。

背景技术

在边防、园区及校园等都有安全监控的需要，目前大多采用固定摄像头或者人工巡检两种方式，其主要存在以下的问题：

固定摄像头的巡检在部署上有一定要求，不适合边境线、野外或者大范围无电力供应的场地，固定摄像头的监控方式大概率存在监控盲区，再者固定摄像头容易遭到破坏导致无法正常安全监控。

人工巡检在寒冷或者酷暑地区给人工带来巨大挑战，且巡检效率低。

因此，现有技术有待改进。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种自动巡检机器人，旨在实现无人驾驶自动巡检，无需固定安装布线，无需人工巡检而节省人力。

为实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种自动巡检机器人，包括车体及安装在车体下的车轮，其中：

所述车体上设置有无人驾驶控制单元、导航单元，监控单元及行走驱动单元；

所述无人驾驶控制单元用于所述自动巡检机器人的无人驾驶控制；

所述导航单元包括设置在车体上的三维激光雷达及RTK定位器，所述三维激光雷达及RTK定位器结合实现无人驾驶时的定位导航；

所述监控单元包括设置在车体上的无线通讯模块及可转动的云台摄像头；

所述行走驱动单元包括传动机构、行走驱动控制板、与所述行走驱动控制板电连接的电机、电池，所述传动机构与所述电机、车轮传动连接；

所述行走驱动控制板、电池、三维激光雷达、RTK定位器、无线通讯模块、云台摄像头均与所述无人驾驶控制单元电连接。

其中，所述无人驾驶控制单元包括一安装有无人驾驶系统的车载电脑。

其中，所述RTK定位器包括定位器主板、与所述定位器主板电连接的定位信号接收模块、与所述定位信号接收模块电连接的两个隐藏式安装的差分天线。

其中，所述车体的后端左右两侧对称设置有安装座，所述安装座开设有上端开口的腔体，所述腔体的腔壁上设置有磁吸件，所述差分天线装入所述腔体内并与所述腔壁磁吸连接。

其中，所述定位信号接收模块为4G通信模块。

其中，所述车体前后设置有避障超声波传感器。

其中，所述车体前后设置有LED照明灯。

其中，所述监控单元还包括在所述车体上设置的语音喇叭及麦克风。

其中，所述车体前端设置有防撞条。

其中，所述云台摄像头可在水平及垂直方向转动；和/或，

所述车轮前后设置有四个，所述四个车轮采用四轮全驱差速驱动。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案，限于篇幅，在此不再一一累述。

本实用新型的有益效果：

1、采用具有无人驾驶控制单元的机器人进行自动巡检，无需人工巡检，节省人力。

2、可以移动，相对于与固定摄像头具有更大的视野范围。

3、图像数据等通过监控单元的无线通讯模块无线传输到后台，巡检现场无需布线及安装。

4、采用三维激光雷达与RTK-GPS定位相融合的定位导航方式，能实现更精确的导航定位，同时也能实现室内室外全地区的定位方式。

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为本实用新型自动巡检机器人实施例一的电路组成示意图；

图2为本实用新型自动巡检机器人实施例的结构示意图；

图3为图2结构的第一分解示意图；

图4为图2结构的第二分解示意图；

图5为图2结构的第三分解示意图。

附图标记说明：

100-机器人，10-车体，11-安装座，111-腔体，112-穿线孔，113-固定孔，12-防撞条，20-车轮，30-无人驾驶控制单元，40-导航单元，41-三维激光雷达，42-RTK定位器，421-定位器主板，422-定位信号接收模块，423-差分天线，50-监控单元，51-无线通讯模块，511-图传天线，52-云台摄像头，53-语音喇叭，54-麦克风，60-行走驱动单元，61-传动机构，62-行走驱动控制板，63-电机，64-电池，70-LED灯带，80-避障超声波传感器，90-LED照明灯。

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(如附图所示)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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

另外，在本实用新型中如涉及“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。

请参考图1至图4，本实用新型提出一种自动巡检机器人100，包括车体10及安装在车体10下的车轮20。本实施例中，车体由底盘及安装在底盘上的箱体组成。本实施例的车轮20为前后两组共四个车轮，车轮为橡胶轮或者履带轮。

本实用新型的所述车体10上设置有无人驾驶控制单元30、导航单元40，监控单元50及行走驱动单元60。

所述无人驾驶控制单元30用于所述自动巡检机器人100的无人驾驶控制。

具体地，本实施例中的所述无人驾驶控制单元30包括一安装有无人驾驶系统的车载电脑。车载电脑根据导航单元40的定位导航作用，并通过其内的无人驾驶系统进行地图重建，路径规划，并控制行走驱动单元60驱动车轮20按照规划的路径进行行走，并结合监控单元50从而实现自动地智能巡检。

本实用新型的所述导航单元40包括设置在车体10上的三维激光雷达41及RTK定位器42，所述三维激光雷达41及RTK定位器42结合实现无人驾驶时的定位导航。即本实用新型的定位导航采用三维激光雷达41及RTK定位器42两者融合进行定位导航，而不是单一的只采用三维激光雷达41或只采用RTK定位器42。RTK定位器42是一种高精度的GPS定位设备，其此采用的是实时动态载波相位差分定位技术，定位精度达到厘米级，相对于普通的GPS定位，大大提高了定位精度。同时三维激光雷达41能适应在有高楼密集、天桥涵洞或者室内信号不好的区域进行导航功能，而RTK定位器42又能在玻璃幕墙、表面为低反光材质物体等情况下保证信号不出现错误，因此两者结合既能实现全区域定位导航，又能提高导航的精度。

本实用新型的监控单元50包括设置在车体10上的无线通讯模块51及可转动的云台摄像头52。

云台摄像头52进行巡检现场视频图像的采集并通过无线通讯模块51无线传输到后台的主机或后台的服务器上，方便后台进行分析和存储视频图像信息。优选地，如图1中所示，车体10上设置有图传天线511，所述图传天线511与无线通讯模块51电连接。本实施例的无线通讯模块51可以采用WIFI模块，433M射频模块等。

优选地，本实用新型的云台摄像头52可在水平及垂直方向转动，这样云台摄像头52的监控视场变得更大，同时遇到可疑目标还可以实时地转动跟踪监控。进一步地，本实用新型的云台摄像头52具备红外夜视功能，可满足白天和夜晚的全天候监控需要。

本实用新型的行走驱动单元60包括传动机构61、行走驱动控制板62、与所述行走驱动控制板62电连接的电机63、电池64，所述传动机构61与所述电机63、车轮20传动连接；所述行走驱动控制板62、电池64、三维激光雷达41、RTK定位器42、无线通讯模块51、云台摄像头52均与所述无人驾驶控制单元30电连接。

本实施例中，传动结构61可以采用齿轮减速机构，电池64采用48V30AH的锂电池设置于车体10底部的中间，如图4中所示。本实用新型的无人驾驶控制单元30还包括电源模块，电源模块连接电池64，将电池64的电降压后给无人驾驶控制单元30内的电路及自动巡检机器人100的其他电路进行供电。电机63采用采用直流无刷伺服电机，优选地，本实用新型的所述四个车轮20采用两个或者四个电机63进行四轮全驱差速驱动，这样能适应各种巡检环境，如特别是边防等巡检现场的复杂路况。本实用新型的行走驱动控制板62采用ARM控制板，该ARM控制板与无人驾驶控制单元30通过串口进行通讯连接。

本实用新型的自动巡检机器人100，采用无人驾驶控制单元30驱动行走驱动单元60进行无人驾驶控制而实现自动巡检，无需人工巡检，节省人力，并且无需在巡检现场进行布线安装，同时能够适应全区域定位导航。

具体地，本实用新型的RTK定位器42包括定位器主板421、与所述定位器主板421电连接的定位信号接收模块422、与所述定位信号接收模块422电连接的两个隐藏式安装的差分天线423。定位器主板421安装在车体10上并与无人驾驶控制单元30电连接。定位信号接收模块422通过两个差分天线423接收GPS卫星及地面基站的信号，并以将接收的信号发送至无人驾驶控制单元30。优选地，本实用新型的定位信号接收模块422可以与定位器主板421集成为一体。较佳地，本实用新型的定位信号接收模块422为4G通信模块，这样可以使用通用的手机卡进行信号的接收处理。可以理解，在其他实施例中，定位信号接收模块422还可以采用5G通信模块。本实用新型的两个差分天线423采用隐藏式的方式安装在车体10上，这样可以避免在巡检过程碰撞损坏差分天线423。

进一步地，如图5所示，所述车体10的后端左右两侧对称设置有安装座11，所述安装座11开设有上端开口的腔体111，所述腔体111的腔壁上设置有磁吸件，所述差分天线423装入所述腔体111内并与所述腔壁磁吸连接。这样差分天线423可以隐藏在安装座11的腔体111内，对差分天线423具有保护作用。同时通过磁吸的方式可以便于差分天线423的安装。优选地，所述腔体111的底壁上还设置有固定孔113，这样差分天线423还可以采用螺钉固定的方式安装在安装座11的腔体111内，以适应于复杂路况环境。

本实施例中，所述腔体111的底壁上还设置有穿线孔112，用于差分天线423与定位信号接收模块422之间的电连接。优选地，所述安装座11的外侧壁上还设置有LED灯带70，使得车体10更加美观。

本实施例中，如图5所示，三维激光雷达41设置在车体10后端的中间位置，两个差分天线423则对称设置在三维激光雷达41的左右两侧，这样便于导航单元40在车体10上的整体部件设置，同时利于美观。

优选地，所述车体10前后设置有避障超声波传感器80，避障超声波传感器80与无人驾驶控制单元30电连接，这样可以识别车体10周围的障碍物，在无人驾驶时可以避开障碍物。

进一步地，所述车体10前端设置有防撞条12，这样可以保护车体10。

优选地，所述车体10前后设置有LED照明灯90。LED照明灯90与无人驾驶控制单元30电连接，LED照明灯90可以在夜间为自动巡检机器人100提供照明而实现夜间巡检。

本实用新型的监控单元50还包括在所述车体10上设置的语音喇叭53及麦克风54。语音喇叭53及麦克风54均与无人驾驶控制单元30电连接，这样可以实现后台与巡检现场的语音交互，可以对现场进行喊话警告等，可以更加及时有效地处理突发情况。

本实用新型的自动巡检机器人100，通过设置车体10及车轮20，以及在车体10上设置无人驾驶控制单元30、导航单元40，监控单元50及行走驱动单元60，无人驾驶控制单元30安装有无人驾驶系统用于自动巡检机器人100的无人驾驶控制，导航单元40包括设置在车体10上的三维激光雷达41及RTK定位器42，监控单元50包括设置在车体10上的无线通讯模块51及可转动的云台摄像头52。本实用新型的自动巡检机器人100可以实现无人驾驶的自动巡检，节省人力，且能够适应全区域的高精度定位导航。

以上所述仅为清楚地说明本实用新型所作的举例，并非因此限制本实用新型的专利范围，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型技术方案中的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)

1.一种自动巡检机器人，包括车体及安装在车体下的车轮，其特征在于：

所述车体上设置有无人驾驶控制单元、导航单元，监控单元及行走驱动单元；

所述无人驾驶控制单元用于所述自动巡检机器人的无人驾驶控制；

所述导航单元包括设置在车体上的三维激光雷达及RTK定位器，所述三维激光雷达及RTK定位器结合实现无人驾驶时的定位导航；

所述监控单元包括设置在车体上的无线通讯模块及可转动的云台摄像头；

所述行走驱动单元包括传动机构、行走驱动控制板、与所述行走驱动控制板电连接的电机、电池，所述传动机构与所述电机、车轮传动连接；

所述行走驱动控制板、电池、三维激光雷达、RTK定位器、无线通讯模块、云台摄像头均与所述无人驾驶控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述无人驾驶控制单元包括一安装有无人驾驶系统的车载电脑。

3.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述RTK定位器包括定位器主板、与所述定位器主板电连接的定位信号接收模块、与所述定位信号接收模块电连接的两个隐藏式安装的差分天线。

4.根据权利要求3所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述车体的后端左右两侧对称设置有安装座，所述安装座开设有上端开口的腔体，所述腔体的腔壁上设置有磁吸件，所述差分天线装入所述腔体内并与所述腔壁磁吸连接。

5.根据权利要求3所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述定位信号接收模块为4G通信模块。

6.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述车体前后设置有避障超声波传感器。

7.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述车体前后设置有LED照明灯。

8.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述监控单元还包括在所述车体上设置的语音喇叭及麦克风。

9.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述车体前端设置有防撞条。

10.根据权利要求1所述的自动巡检机器人，其特征在于，所述云台摄像头可在水平及垂直方向转动；

和/或，

所述车轮前后设置有四个，所述四个车轮采用四轮全驱差速驱动。