CN220762619U - 一种四轮驱动防爆巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及巡检机器人技术领域，具体公开了一种四轮驱动防爆巡检机器人，包括防爆车箱，在防爆车箱上盖板装有防爆电动云台、前激光雷达、后激光雷达、全通讯天线、有害气体探测仪，在防爆云台上装有红外/光学摄像头，在防爆车箱下部装有四个独立驱动的充气车轮，防爆车箱内分为成上部控制腔和下部动力腔，下部动力腔分为前轮驱动室和后轮驱动室，在前轮驱动室和后轮驱动室内各设有两套独立的车轮驱动装置，每套车轮驱动装置包括一台伺服电机和一台安装在伺服电机输出轴上的行星减速器，该防爆巡检机器人结构紧凑，通过性好，安全性高，一次充电巡检距离长，能够满足易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等复杂环境的巡检工作要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种巡检机器人，尤其是一种可以对易燃易爆场所的有害气体进行检测、侦查的防爆巡检机器人。
背景技术
巡检机器人可以按照规划的路线对现场进行巡逻检查，尤其是可以深入到对人体有毒有害的环境中工作，不但减轻了人员的劳动强度，而且极大地降低了人员的风险。为了使巡检机器人能够进入高温、易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等环境中完成灾情侦查、视频回传、有毒有害气体数据采集、反馈等危险工作，需要机器人具备防爆性能，使用防爆钢板制作机器人车箱，将包括车轮驱动系统在内的电气设备封装在防爆车箱内，因此，防爆车箱的体积较大，加上安装在防爆车箱外部设备也需要具有防爆性能，造成防爆机器人的自重很大，驱动防爆机器人行走需要耗费较多的电能，影响了防爆机器人的续航时间和巡检线长度。此外，为了提高防爆机器人的续航能力，需要采用能量密度较高的锂电池来存储电能，但是，由于锂电池的电解液具有易燃性，因此，当这种防爆机器人进入易燃易爆环境工作时，也存在一定的安全隐患。
实用新型内容
实用新型要解决的技术问题是：提供一种四轮驱动防爆巡检机器人，该防爆巡检机器人结构紧凑，通过性好，安全性高，一次充电巡检距离长，能够满足易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等复杂环境的巡检工作要求。
解决技术问题所采取的技术方案：一种四轮驱动防爆巡检机器人，包括防爆车箱，在防爆车箱上盖板装有防爆电动云台、前激光雷达、后激光雷达、全通讯天线、有害气体探测仪，在防爆云台上装有红外/光学摄像头，在防爆车箱下部装有四个独立驱动的充气车轮，在防爆车箱内设有一块水平隔板，水平隔板将防爆车箱内部分隔成上部控制腔和下部动力腔，在下部动力腔内沿车箱宽度方向设有防爆电池仓，防爆电池仓将下部动力腔分隔成前轮驱动室和后轮驱动室，在前轮驱动室和后轮驱动室内各设有两套独立的车轮驱动装置，在前轮驱动室和后轮驱动室的侧壁开有车轮轴孔，在车轮轴孔处装有车轮轴承组件，各车轮轴穿过车轮轴孔插装在车轮轴承组件内、并与各车轮驱动装置动力连接，每套车轮驱动装置包括一台伺服电机和一台安装在伺服电机输出轴上的行星减速器，在上部控制箱内装有分别控制4台伺服电机工作的4台伺服驱动器，位于同一驱动室内的两套车轮驱动装置，其中：一套驱动装置的行星减速器输出轴与车轮轴直联安装，另一套驱动装置的行星减速器输出轴端装有主动齿轮，对应的车轮轴端装有从动齿轮，在主动齿轮从动齿轮之间装有使车轮轴与行星减速器输出轴同速旋转的中间传动齿轮。
作为本实用新型的进一步改进方案：在电池仓内设有一个为伺电机供电的动力电池盒和一个为其它设备供电的控制电池盒，在动力电池盒和控制电池盒内装有锂电池组。
作为本实用新型的进一步改进方案：在电池仓的两端各设有一矩形法兰，在矩形法兰上装有可以将电池仓两端封闭的电池仓检修端板。
作为本实用新型的进一步改进方案：在防爆车箱的前端设有无线充电装置。
作为本实用新型的进一步改进方案：在上部控制腔内装有主控制器、SLAM导航模块和无线数据传输模块，所述SLAM导航模块和无线数据传输模块通过导轨固定在上部控制腔底板上。
有益效果：本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人，由于采用了所述四轮驱动防爆巡检机器人包括防爆车箱，在防爆车箱内设有一块水平隔板，水平隔板将防爆车箱内部分隔成上部控制腔和下部动力腔，在下部动力腔内沿车箱宽度方向设有防爆电池仓的技术特征，将控制部分与动力部分隔开，不但可以防止两部分工作时互相干扰，而且对于电池增加了一层防护结构，提高了安全性。由于采用了用4台伺服电机驱动4个车轮，实现了四轮驱动，使本实用新型的机器人四轮驱动防爆巡检机器人的机动性更好，道路适应能力更强。由于采用了位于同一驱动室内的两套车轮驱动装置，其中：一套驱动装置的行星减速器输出轴与车轮轴直联安装，另一套驱动装置的行星减速器输出轴端装有主动齿轮，对应的车轮轴端装有从动齿轮，在主动齿轮从动齿轮之间装有使车轮轴与行星减速器输出轴同速旋转的中间传动齿轮的技术特征，解决了同一驱动室内两台伺服电机同轴布置时防爆车箱的宽度较大的问题，使本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人的防爆车箱宽度可以缩小到460mm，不但减轻了机器人的自重，提高了机器人的续航能力，而且使机器人可以方便地通过各种狭小通道。由于采用了在电池仓内设有一个为伺电机供电的动力电池盒和一个为其它设备供电的控制电池盒，在动力电池盒和控制电池盒内装有锂电池组的技术特征，进一步增加了对电池的防护，使本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人不会因为使用锂电池而牺牲安全性能。由于采用了在电池仓的两端各设有一矩形法兰，在矩形法兰上装有可以将电池仓两端封闭的电池仓检修端板的技术特征，可以方便地从电池仓两端将动力电池盒和控制电池盒快速取出，再对其中的锂电池进行检查，及时消除锂电池可能带来的安全隐患。由于采用了在防爆车箱的前端设有无线充电装置的技术特征，使本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人具备了无线充电功能，可以在易燃易爆环境中安全充电，机器人的适用范围更广。由于采用了在上部控制腔内装有SLAM导航模块和无线数据传输模块，所述SLAM导航模块和无线数据传输模块通过导轨固定在上部控制腔底板上的技术特征，使本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人接受后台服务器的指令，可以通过与后台服务器进行数据交互，获取故障设备的地理位置、需要进行故障排查的点检项等，通过获取的信息动态生成点检作业任务，自动执行定点点位检查任务，并将检查结果反馈给后台服务器。且通过导轨安装SLAM导航模块、无线数据传输模块及上部控制腔内的其它设备，可以最大限度地减小对水平隔板隔爆能力的破坏。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人的立体结构图；
图2是本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人中上部控制腔内部立体结构图；
图3是本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人中下部动力腔内部立体结构图；
图4是本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人下部动力腔内的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人，包括由防爆钢板制成的防爆车箱1，在防爆车箱上盖板3装有防爆电动云台6、前激光雷达5、后激光雷达4、全通讯天线、有害气体探测仪8，在防爆云台上装有红外/光学摄像头7，在防爆车箱下部装有四个独立驱动的充气车轮2，在防爆车箱的前端设有无线充电装置9。所述有害气体探测仪可以根据机器人工作环境不同，选择适当的有害气体探测仪，如：甲烷探测仪、硫化氢探测仪、一氧化碳探测仪等。
如图2所示，在防爆车箱内设有一块水平隔板11，水平隔板将防爆车箱内部分隔成上部控制腔和下部动力腔，在水平隔板上设有电线可以通过水平隔板的防爆接线嘴。在上部控制腔内装有主控制器15、SLAM导航模块16和无线数据传输模块14，所述SLAM导航模块和无线数据传输模块通过导轨13固定在上部控制腔底板上。
如图3所示，在下部动力腔内沿车箱宽度方向设有防爆电池仓20，在电池仓的仓壁上装有防爆接线嘴，防爆电池仓将下部动力腔分隔成前轮驱动室18和后轮驱动室17，在前轮驱动室和后轮驱动室内各设有两套独立的车轮驱动装置19。
如图4所示，在前轮驱动室和后轮驱动室的侧壁开有车轮轴孔，在车轮轴孔处装有车轮轴承组件23，各车轮轴穿过车轮轴孔插装在车轮轴承组件内、并与各车轮驱动装置动力连接，每套车轮驱动装置包括一台伺服电机25和一台安装在伺服电机输出轴上的行星减速器24，在上部控制箱内装有分别独立控制4台伺服电机工作的4台伺服驱动器12。为了清楚地说明电池仓内部结构，图4中隐藏了电池仓的顶板，在电池仓内设有一个为伺电机供电的动力电池盒21和一个为机器人上其它用电设备供电的控制电池盒22，在动力电池盒和控制电池盒内装有锂电池组，在电池仓的两端各设有一矩形法兰，在矩形法兰上装有可以将电池仓两端封闭的电池仓检修端板10。
图4所示，位于同一驱动室内的两套车轮驱动装置，其中：一套驱动装置的行星减速器输出轴与车轮轴同轴对接、直联安装，另一套驱动装置的行星减速器输出轴端装有主动齿轮26，对应的车轮轴端装有从动齿轮28，在主动齿轮从动齿轮之间装有使车轮轴与行星减速器输出轴同速旋转的中间传动齿轮27。
本实用新型的四轮驱动防爆巡检机器人防爆等级可以达到国标Ex d ⅡB T4要求，可以爬10 度坡，机器人全重可以降到200公斤以下，使用24V 32AH的锂电池，一次充电可以连续巡航2小时以上。
Claims (5)
1.一种四轮驱动防爆巡检机器人，包括防爆车箱，在防爆车箱上盖板装有防爆电动云台、前激光雷达、后激光雷达、全通讯天线、有害气体探测仪，在防爆云台上装有红外/光学摄像头，在防爆车箱下部装有四个独立驱动的充气车轮，其特征是：在防爆车箱内设有一块水平隔板，水平隔板将防爆车箱内部分隔成上部控制腔和下部动力腔，在下部动力腔内沿车箱宽度方向设有防爆电池仓，防爆电池仓将下部动力腔分隔成前轮驱动室和后轮驱动室，在前轮驱动室和后轮驱动室内各设有两套独立的车轮驱动装置，在前轮驱动室和后轮驱动室的侧壁开有车轮轴孔，在车轮轴孔处装有车轮轴承组件，各车轮轴穿过车轮轴孔插装在车轮轴承组件内、并与各车轮驱动装置动力连接，每套车轮驱动装置包括一台伺服电机和一台安装在伺服电机输出轴上的行星减速器，在上部控制箱内装有分别控制4台伺服电机工作的4台伺服驱动器，位于同一驱动室内的两套车轮驱动装置，其中：一套驱动装置的行星减速器输出轴与车轮轴直联安装，另一套驱动装置的行星减速器输出轴端装有主动齿轮，对应的车轮轴端装有从动齿轮，在主动齿轮从动齿轮之间装有使车轮轴与行星减速器输出轴同速旋转的中间传动齿轮。
2.根据权利要求1所述的四轮驱动防爆巡检机器人，其特征是：在电池仓内设有一个为伺电机供电的动力电池盒和一个为其它设备供电的控制电池盒，在动力电池盒和控制电池盒内装有锂电池组。
3.根据权利要求2所述的四轮驱动防爆巡检机器人，其特征是：在电池仓的两端各设有一矩形法兰，在矩形法兰上装有可以将电池仓两端封闭的电池仓检修端板。
4.根据权利要求1至3任一项所述的四轮驱动防爆巡检机器人，其特征是：在防爆车箱的前端设有无线充电装置。
5.根据权利要求4所述的四轮驱动防爆巡检机器人，其特征是：在上部控制腔内装有主控制器、SLAM导航模块和无线数据传输模块，所述SLAM导航模块和无线数据传输模块通过导轨固定在上部控制腔底板上。
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