CN221111840U - 一种全向自动巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全向自动巡检机器人包括底盘、云台转动机构和控制机构；底盘包括基座和轮组，基座包括第一顶板和底板，轮组固定在第一顶板和底板之间；云台转动机构包括竖直轴转动模块，竖直轴转动模块包括第一电机安装架、第一电机、第一电机输出轴和云台底板，第一电机安装架安装在第一顶板下表面，第一电机安装在第一电机安装架上，第一电机输出轴一端与第一电机连接，另一端穿过第一顶板与云台底板连接；控制机构包括控制器和通信模块，通信模块包括minPC主机，控制器与minPC主机通信连接。本实用新型所述巡检机器人，在不需要转身的情况下可实现任意方向移动，巡检效率高且灵活性强，采用多自由度云台可获得更广的检测范围，且智能化程度高。

Description

一种全向自动巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种全向自动巡检机器人。

背景技术

当前，大数据的浪潮席卷全球，巨大革新让人类科技从制造型向技术型进行转变，人机智能广泛应用于生产生活中，机器人产业呈现出迅猛发展的势头。特别是随着中国制造业的快速发展，提高生产效率、安全生产和降低人工成本对于制造业企业来说尤为重要，这使得制造业企业逐步形成对于机器人代替人工进行各项生产经营活动的迫切需求，机器人代替人工劳动将成为发展趋势。

针对环境差、风险高的工作环境，比如电气机房，其中的电气设备因为使用频繁或老化等原因经常容易存在一定的安全隐患，往往需要人工进行周期性巡检，但这种方式极大地限制了电气机房的工作效率，而且对巡检人员具有一定的风险性。

针对人工巡检环境差、风险高、效率低等问题，近年来通过巡检机器人替代人工巡检方式，可以有效解决人工巡检效率较低，人工成本较高且事故发生率高的缺点。然而目前的巡检机器人主要存在如下问题：主要为定轨巡检机器人，定轨巡检机器人进行巡检的区域必须安装轨道，整个机器人不够灵活；而且机器人达到目的地进行检测时，很难实现多方位的检测；另外，机器人没有设置额外的作业机构指导机器人作业。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种全向自动巡检机器人。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种全向自动巡检机器人，包括底盘、云台转动机构和控制机构；所述底盘包括基座和轮组，所述基座包括第一顶板和与其相对设置的底板，所述轮组为多组，每组所述轮组固定在所述第一顶板和所述底板之间，多组所述轮组等间距分布；所述云台转动机构包括竖直轴转动模块，所述竖直轴转动模块包括第一电机安装架、第一电机、第一电机输出轴和云台底板，所述第一电机安装架安装在所述第一顶板的下表面，所述第一电机安装在所述第一电机安装架上，所述第一电机输出轴一端与所述第一电机连接，另一端穿过所述第一顶板的中心与所述云台底板连接；所述控制机构包括一控制器和通信模块，所述通信模块包括一minPC主机，所述控制器与所述minPC主机通信连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的全向自动巡检机器人，通过使用独立悬挂的全向轮底盘使得机器人不需要转身就可以实现任一方向的移动，能够提高巡检效率并且保证巡检机器人的灵活性；同时通过在底盘上安装可多自由度转动的云台，使得设置在云台上的检测元件可以实现多方位的转动，从而使得机器人的检测覆盖的区域更加的全面和细致，提高了巡检效率；另外，通过一控制器和miniPC之间的通信连接，可快速准确地获得机器人的位置和姿态并指导机器人相应的动作，使机器人更加智能化。

进一步地，所述轮组包括轮组驱动电机和全向轮，所述轮组驱动电机驱动与所述全向轮固定连接；每组所述轮组上的全向轮由独立的轮组驱动电机驱动，可通过控制每组的轮组驱动电机的转速和转向来控制每组全向轮的速度和方向，每组全向轮的速度和方向进行合成便是底盘的速度，进而实现机器人的全向移动。

进一步地，还包括电气机构，所述电气机构包括电气仓，所述电气仓包括电气仓侧板、电气仓前板和电气仓后板，所述电气仓侧板为两块且设置在所述云台底板的两端，所述电气仓前板和所述电气仓后板分别设置在两块所述电气仓侧板的前端和后端。所述电机机构用来放置所述minPC和电气元件，所述电气元件为设置在机器人上的各电机提供电源，保证机器人各部件之间的协同工作。

进一步地，所述云台转动机构还包括水平轴转动模块，所述水平轴转动模块包括第一安装板、第二安装板、水平轴、第二电机、主动连杆和传动连杆；所述第一安装板固定在一所述电气仓侧板上部的外侧，所述第二安装板与所述第一安装板平行设置，所述第二安装板一端通过所述水平轴与所述第一安装板的上部固定连接，另一端与所述第二电机固定连接，所述第二电机的另一端与所述主动连杆活动连接，所述主动连杆的另一端与所述第一安装板的中部活动连接。水平轴转动模块可以为设置在云台上的检测元件提供一个新的自由度的转动，从而使得检测元件的转动方向更广，机器人检测范围更全面。

进一步地，还包括一检测机构，所述检测机构包括传感器模块，所述传感器模块包括传感器支撑板、传感器安装板和检测元件，所述传感器支撑板固定安装在所述水平轴上，所述传感器安装板固定在所述传感器支撑板的上端，所述检测元件设置在所述传感器安装板上。所述传感器可以对周围环境进行检测，控制机构可以根据检测数据指导机器人进行相应的动作。

进一步地，所述检测机构还包括雷达模块，所述雷达模块包括雷达安装支架、雷达安装板和一激光雷达；所述雷达安装支架为两个分别固定在所述电气仓前板左右两端，雷达安装板固定安装在两个所述雷达安装支架上，所述激光雷达安装在所述雷达安装板的中部。通过设置一激光雷达可以在任意陌生机房环境内建立地图，根据建立的地图更好的实现机器人的定位，同时可以为机器人提供从当前位置到达目标位置的最优路线。

进一步地，还包括作业机构，所述作业机构包括储物仓，所述储物仓包括储物仓侧下板、储物仓固定板和储物仓后板，所述储物仓侧下板为两块，分别固定在两块所述电气仓侧板的后端，所述储物仓固定板设置在两块所述储物仓侧下板中下端，所述储物仓后板设置在两块所述储物仓侧下板的后端。所述储物仓用来放置储物传输驱动模块和放置一些根据作业任务所需的物料。

进一步地，所述作业机构还包括储物传输驱动模块，所述储物传输驱动模块安装在所述储物仓固定板上，所述储物传输驱动模块包括物料入管、传输电机和物料出管。所述储物传输驱动模块通过动力驱动将储物仓里的物料输出。

进一步地，所述作业机构还包储物传输模块，所述储物传输模块包括储物传输主管和储物传输弯管，所述储物传输主管一端与所述储物传输驱动模块的物料输出管连接，一端固定在未安装所述传动连杆的所述电气仓侧板上，并与所述储物传输弯管一端相通连接。用于传输从储物仓里泵出的物料到后面的输出模块。

进一步地，所述作业机构还包括一输出模块，所述传感器支撑板下端固定一作业安装板，所述输出模块设置在所述作业安装板上。用于将所述储物传输模块传送过来的物料输出到外界环境中的相应位置。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例中底盘的上视图；

图2为本实用新型实施例中底盘的前视图；

图3为本实用新型实施例中底盘上的轮组结构图；

图4为本实用新型实施例中安装在底盘上的云台右侧视结构图；

图5为本实用新型实施例中安装在底盘上的云台左侧视结构图；

图6为本实用新型实施例中安装在底盘上的云台左下侧视结构图。

图7为本实用新型实施例中加了防撞架的底盘结构图。

具体实施方式

在电气机房的巡检过程中，目前采用的巡检机器人大多需要安装额外的轨道将机器人移动到目标位置，然而这种定轨机器人操作起来很不灵活，而且巡检区域很难覆盖全面；另外当把机器人送到目标位置时，机器人上的检测装置也存在检测方位不够全面的问题；当机器人检测出某个电气设备出现问题时，不能进行简单的作业，比如喷洒消毒液，开关的拔插等。基于此，本实用新型提出的一种全向自动巡检机器人。以下是通过实施例来详细说明所述全向自动巡检机器人的具体实施方式：

请同时参阅图1-6。该全向自动巡检机器人包括：底盘10、云台转动机构20、电气机构30、检测机构40、作业机构50和控制机构60。

请同时参阅图1-3。具体地，所述底盘10包括基座11和轮组12。

所述基座11包括第一顶板111、第二顶板112和底板113，所述第一顶板111和所述底板113相对平行设置且所述第一顶板111和所述底板113之间固定安装多组所述轮组12，多组所述轮组等间距分布，在本实施例中，优选为四组；所述第二顶板112设置在所述第一顶板111的上表面，所述第一顶板111和所述第二顶板112的中心位置均设有一大小相同的圆孔且相对同轴设置，所述第一底板111的大小大于或等于所述第二顶板112的大小，所述第一顶板111和第二顶板112为圆形或方形，优选为圆形，所述第一顶板111和所述第二顶板112的边缘分别等间距地设置了多个一体连接的延伸板，且在所述延伸板处将所述第二顶板112通过螺丝固定在所述第一顶板111上，所述延伸部的数量与所述轮组12数量相同，在两个所述延伸板之间的位置，通过连接件进一步将所述第一顶板111和第二顶板112进行固定使其两者成为一个整体，可以加强顶板的刚性，也可以让所述第一顶板111和第二顶板112受力更加均匀，所述连接件的数量为两个或四个。

所述轮组12包括轮组支撑模块121、驱动模块122、全向轮123和避震模块124。

所述轮组支撑模块121包括轮组支撑板1211和轮组支撑件1212，所述轮组支撑板1211为两块且平行相对设置，所述轮组支撑板1211的上端通过一轮组连接件固定连接，所述轮组连接件通过螺丝固定在所述第一顶板111的延伸部的下表面，所述轮组支撑板1211的下端固定在所述底板113上；所述轮组支撑件1212设置在两块所述轮组支撑板1211之间，轮组支撑件1212能填充两块轮组支撑板1211之间的空隙，增大轮组支撑板1211的受力面积，使轮组支撑板1211受力更均匀。

所述驱动模块122包括轮组电机安装架1221和轮组驱动电机1222。所述轮组电机安装架1221包括轮组平行上摆12211、轮组侧板12212和轮组电机座12213。所述轮组平行上摆12211为两块且平行设置，两块所述轮组平行上摆12211的一端固定在所述轮组支撑板1211远离基座11的一端；所述轮组侧板12212为两块且平行设置，两块所述轮组侧板12212一端固定在两块所述轮组平行上摆12211的外侧，所述轮组平行上摆12211和所述轮组侧板12212靠近所述轮组支撑板1211的一端分别由一根塞打螺栓与所述轮组支撑板1211和轮组支撑件1212固定，塞打螺栓是直接穿过两块所述轮组支撑板1211和轮组支撑件1212将两侧的轮组平行上摆12211轮组和轮组侧板12212进行固定的。所述轮组电机座12213设置在所述轮组侧板12212和轮组平行上摆12211远离轮组支撑板1211一端并用一根塞打螺栓穿过所述轮组电机座12213进行固定，这样就形成了一个平行四边形的结构，同时所述底板113与所述轮组电机座12213固定连接，进一步稳固轮组12与基座11之间的连接。所述轮组驱动电机1222的一端固定在所述轮组电机座12213上，为了进一步保护轮组驱动电机1222，可在两块所述轮组侧板12212之间的底部和所述轮组平行上摆12211的顶部设置数根连接杆或者连接板。

所述全向轮123包括轮体1231、辊子1232和轮毂1233，在每组所述轮组中，全向轮可安装一个或多个，多个可以增大全向轮的受力和刚性，使得整个底盘更加坚实牢固，但太多会影响轮组的灵活性，因此在本实施例中，每组所述轮组中全向轮123优选为两个，两个所述全向轮123平行相对同轴设置，所述轮体1231的中心轴一端与所述轮组驱动电机1222的输出轴连接，所述辊子1232和轮毂1233互相交替设置在所述轮体的圆周边缘，所述全向轮123通过辊子和轮毂可以实现任一方向的运动。所述全向轮123也可选为麦克纳姆轮。

所述避震模块124包括避震座1241和避震器1242，所述避震座1241固定在所述第一顶板111的延伸板边缘处的上表面，所述避震器1242的一端固定在避震座1241上，另一端由一根螺栓固定在两块所述轮组侧板12212的顶端，机器人通过不同地形后会导致所述全向轮123一端与轮组固定的一端相对位移，而所述避震器1242能在机器人通过不同地形后消除这种相对位移，使机器人可以适应各种地形。

四个所述轮组12两两相交，四个所述轮组12上的全向轮123由四个独立的轮组驱动电机1222驱动的，并且全向轮上的辊子1232与轮毂1233之间轴向正交，因此通过控制四个轮组驱动电机1222的转速和转向从而控制四个全向轮123的转速和转向，全向轮123上的辊子1232和轮毂1233不同方向的速度合成全向轮123的速度，四个全向轮123的速度进行合成便是底盘的速度，进而实现机器人的全向移动，使用本机器人代替人工进行巡检时，能够提高巡检效率并且保证巡检机器人的灵活性。

请同时参阅图1、图2和图6。进一步地，所述云台转动机构20包括竖直轴转动模块21和水平轴转动模块22。

所述竖直轴转动模块21包括第一电机安装架211、第一电机212、云台轴承213、云台连接座214、第一电机输出轴215、云台底板216；所述第一电机安装架211包括第一电机安装底板2111、第一电机安装侧板2112，所述第一电机安装底板2111位于所述第一顶板111下方并与其圆孔正对，所述第一电机安装侧板2112一端固定在所述第一电机安装底板2111上，另一端固定在所述第一顶板111的下表面，所述第一电机212固定在所述第一电机安装底板2111上，所述云台轴承213固定在所述第一电机安装侧板2112靠近所述第一顶板111一端，且其圆孔与所述第一顶板111的圆孔正对，所述云台连接座214为一上端开口下端为一圆环的圆柱体，其下端固定在所述第二顶板112的上表面，圆环孔的大小大于所述第二顶板112圆孔的大小，其圆周上均匀设有轴向方向的多个螺丝孔，所述云台连接座214可减轻云台对所述第一顶板111和所述第二顶板112的压力；所述云台底板216设有一中心孔，所述云台底板216通过螺丝固定在所述云台连接座214上，所述第一电机输出轴215一端与所述第一电机212的输出端连接，一端穿过所述云台底板216的中心孔，并用轴盖盖住所述第一电机输出轴215的末端并固定在所述云台底板216上。通过第一电机212驱动所述第一电机输出轴215的转动，使得云台底板216绕所述第一电机输出轴215转动，进而带动安装在云台底板上的组件转动。

请同时参阅图4-6。进一步地，所述电气机构30包括电气仓31以及设置在所述电气仓31中的电气器件(图未示)。

所述电气仓31包括电气仓侧板311、电气仓前板312和电气仓后板313。所述电气仓侧板311为两块，分别固定在所述云台底板216的两侧边缘，两块所述电气仓侧板311不与所述云台底板216固定的一端的两角为斜角，所述电气仓前板312设置在两块所述电气仓侧板311的前端，且高度低于所述电气仓侧板311，在本实施例中所述电气仓前板312与两块所述电气仓侧板311采用榫卯结构固定安装，所述电气仓后板313设置在两块所述电气仓侧板311的后端；在两块所述电气仓侧板311的中下部还设置一电气仓下隔板314，所述电气仓下隔板314与所述云台底板216平行相对设置，所述云台底板216、两块电气仓侧板311、所述电气仓下隔板314、所述电气仓前板312与所述电气仓后边313形成第一容置空间；在两块所述电气仓侧板311的中上部设置一电气仓上隔板315，所述电气仓上隔板315与所述电气仓下隔板314平行相对设置，所述电气仓后板313的高度为所述电气仓上隔板315所在位置的高度，所述电气仓下隔板314、两块所述电气仓侧板311、所述电气仓上隔板315、所述电气仓前板312与所述电气仓后板313形成第二容置空间；在两块所述电气仓侧板311的上端还设置了一电气仓上挡板316，所述电气仓前板312和所述电气仓上挡板316通过一电气仓斜上挡板317固定连接，所述电气仓上隔板315、两块电气仓侧板311、电气仓上挡板316和电气仓斜上挡板317形成后面敞开的第三容置空间。

所述电气器件包括滑环板、滑环、变压电路板、第一电池组和第二电池组(图未示)。所述滑环板设置在所述第二容置空间，所述滑环固定在所述滑环板上，所述滑环连接电源线和信号线，可以使云台在做旋转运动时电源线和信号线不会缠绕在一起；所述变压电路板和第二电池组放置在所述第三容置空间，所述变压电路板用于将第二电池组输出的电压转换成各电器元件的工作电压，所述第二电池组与云台上各电机电连接。另外，所述第一电池组安装在所述底板113的下表面，所述第一电池组分别与所述轮组驱动电机1222和所述第一电机212电连接。

进一步地，所述水平轴转动模块22包括增宽板221、第一安装板222、第二安装板223、水平轴224、第二电机225、主动连杆226、传动连杆227。所述增宽板221和所述第一安装板222均为两块，两块所述电气仓侧板311的中上部外侧分别固定一块所述增宽板221，所述增宽板221外侧固定所述第一安装板222，所述第二安装板223平行设置在两块所述第一安装板之间且靠近其中一块，所述第二安装板223的一端通过一水平轴224与所述第一安装板222的上部固定连接，另一端与所述第二电机225固定连接，所述第二电机225的不与第二安装板223连接的一端与所述主动连杆226活动轴连接，所述主动连杆226的另一端通过一螺丝活动轴连接在所述第一安装板222的中部。所述第一安装板222、第二电机225、主动连杆226和从动连杆227之间的转轴固定中心形成了平行四边形结构，可实现动力源后移而不增添减速比的效果，所述第二电机225后移可利用其自身重力通过杠杆结构对安装在所述水平轴224上安装的组件进行重力补偿，减小第二电机驱动转轴上安装的组件所需力矩，提高操控精度。通过水平轴转动模块22可以使得安装在水平轴224上的组件实现沿水平轴的转动。

进一步地，所述检测机构40包括传感器模块41和雷达模块42。

所述传感器模块41包括传感器支撑板411、传感器安装板412和检测元件。所述传感器支撑板411设置在所述水平轴224上，所述传感器安装板412固定安装在所述传感器支撑板411的上端，所述传感器支撑板411下端固定作业安装板543，所述传感器安装板412上表面前端设有传感器固定板413，所述传感器固定板413用于安装各种检测元件，在本实施例中，所述传感器固定板413上设有一深度相机415，所述深度相机415固定在一相机安装架414内，所述相机安装架414固定在所述传感器固定板413的上表面的前端的中间，在所述相机安装架414的两侧还可以根据实际需要在所述传感器固定板413上安装其它的传感器，比如温度传感器、烟雾传感器等。当第二电机225驱动主动连杆226和从动连杆227转动，所述水平轴224也随之转动，与所述水平轴224相连接的支撑板411带着所述传感器安装板412上的各检测元件一起转动，从而实现上下范围的检测。一方面，当需要上下范围的检测时，整个机器设备其它部件不需要动，只需控制水平轴224转动；另一方面，当还需要四周范围检测时，在机器人不需要移动的情况下，可同时控制所述第一电机输出轴215和水平轴224一起转动实现更广范围的检测。

所述雷达模块42包括雷达安装支架421、雷达安装板422和一激光雷达423。所述雷达安装支架421为两个，固定在所述电气仓前板312左右两端，所述雷达安装支架421上固定有雷达安装板422，所述激光雷达423设置在所述雷达安装板422的中部。使用所述激光雷达，可以使机器人获得更多周边环境数据，为机器人增加智能化。

进一步地，所述作业机构50包括储物仓51、储物传输驱动模块52、储物传输模块53和输出模块54。

储物仓51由储物仓侧下板511、储物仓固定板512、储物仓底板513、储物仓后板514、储物仓下顶板515、储物仓上小板516、储物仓上大板517和储物仓前板518组成。所述储物仓侧下板511为两块，分别固定连接在两块所述电气仓侧板311的后端，两块所述储物仓侧下板511的下端为一斜面，以减少整个云台沿第一电机输出轴215转动时与底盘10的接触而使得竖直转动更加顺畅。两块所述储物仓侧下板511中下端之间固定有储物仓固定板512，所述两块储物仓侧下板511中上端之间固定有储物仓底板513，储物仓底板513中间设有一圆孔，两块所述储物仓侧下板511后端之间与储物仓底板513后端固定有储物仓后板514，在所述第二电机225一侧的一块所述储物仓侧下板511顶部安装有储物仓下顶板515，所述储物仓下顶板515未与所述储物仓侧下板511连接的一侧安装有储物仓上小板516，另一块所述储物仓侧下板511顶部连接有储物仓上大板517，所述储物仓上小板516与储物仓上大板517间连接有储物仓前板518。

所述传输驱动模块52安装在所述储物仓固定板512上，所述储物传输驱动模块52包括物料进管、传输电机和物料出管(图未示)。

另外，可根据所储物料的物理属性灵活调整储物仓51的大小以及储物传输模块52的设置。

所述储物传输模块53包括储物传输主管531和储物传输弯管532。所述储物传输主管531的一端与所述物料出管相通连接，而另一端安装固定在未安装水平轴224的所述第一安装板222的外侧且与所述储物传输弯管532的一端相通连接，所述储物传输主管531的管体安装了加强板对其进行保护。

所述输出模块54设置在所述作业安装板543和所述传感器安装板412之间，所述输出模块54的结构因机器人所需要完成的具体任务设置不同而有所不同。

在本实施例中，所述输出模块54包括输出前板541和输出后板542，所述输出前板541和输出后板542设有一圆孔且相对设置，所述输出前板541和所述输出后板542之间通过四块相同的细板相连接形成一个长方体结构，长方体结构的长度方向与所述水平轴224垂直。所述储物传输弯管532的不与所述储物传输主管相通连接的一端与所述输出后板542相通连接。另外，在进行液体类的物料传送和作业时，在所述输出前板541和输出后板542之间可插设一条与所述储物传输弯管532相通连接的管道，也可以在所述输出前板541上设置喷头。所述长方体结构可以设置多个，以将从所述储物仓51传输过来的物料同时喷向不同的方向，提高作业效率。

具体地，在所述储物仓底板513上放置所需物料，物料从所述传输驱动模块52上的物料入管进入，在所述传输电机的作用下，物料从所述传输驱动模块52上的物料出管泵出进入所述储物传输主管531，再经过所述储物传输主管531的传输进入所述储物传输弯管532，再到达输出模块54，最后物料从所述输出前板541的圆孔处喷出。

进一步地，所述控制机构60包括一控制器61、惯性测量器(图未示)和通信模块62。所述控制器61为一芯片，在本实施例中，为STM32F407IGH6芯片；所述惯性测量器用来获得整车的姿态信息，所述控制器61和所述惯性测量器固定安装在所述传感器安装板412上表面的后端；所述通信模块62包括一miniPC主机621、无线路由器和远程接收器(图未示)，所述miniPC主机621和无线路由器放置在所述电气仓31的第一容置空间内，所述miniPC主机内设置了一导航系统，所述导航系统是基于ROS机器人操作系统开发的终端操控系统，并设置一自启用脚本，使得当所述miniPC主机与电源接通时，所述导航系统就会自动启动，所述无线路由器分别与所述miniPC主机与远程接收器通信连接，所述远程接收器用来接收所述minPC主机621通过所述无线路由器所发送的机器人自身和所检测到的相关信息；另外，所述控制器61使用SPI协议与所述惯性测量器通信连接，所述控制器61通过芯片自有的USB功能实现与所述miniPC主机621通信连接，所述控制器61使用CAN通信协议实现与所述轮组驱动电机1221、所述第一电机212、所述第二电机225和所述传输电机的通信连接。

具体地，所述控制器61与使所述惯性测量器、所述轮组驱动电机1222、所述第一电机212、所述第二电机225和所述传输电机进行通信连接，既可以获得到机器人的位置与姿态的数据，也可以控制各电机的电流从而改变机器人的位置和姿态。当所述miniPC主机621将机器人的控制期望发送给所述控制器61时，所述控制器61利用采集到的机器人的位置与姿态以及角速度的数据，使用一个位置环+速度环的串级PID算法计算出所述轮组驱动电机1221、所述第一电机212和所述第二电机225的电流期望，再将电流期望发给所述轮组驱动电机1222、所述第一电机212和所述第二电机225，使机器人运动到期望的位置和姿态；同时利用深检测元件对周围环境进行检测时，可将相关信息发送给所述miniPC主机621，所述miniPC主机621根据需要将控制期望发送所述控制器61，所述控制器61与所述传输电机进行通信控制传输电机的电流，从而实现云台的作业机构按照期望的任务完成相应的作业。

进一步地，所述第二电池组分别与所述第二电机225、所述传输电机、所述激光雷达423、所述检测元件、所述控制器61和所述miniPC主机621电连接。所述电气仓31中的变压电路板将第二电池组输出的24V电压转换成所述miniPC主机621以及控制器61所需工作电压。

请参阅图7。进一步地，为了避免机器人在移动过程中被撞导致机器人主要部件被撞坏，在底盘上还安装了防撞架A。所述防撞架A整体为圆形，所述底座10设置在圆形内。

进一步地，本实施例中涉及到板和支架类采用碳纤维材料制成，采用铝排加螺丝固定，各板采用镂空结构，方便机器人上搭载的元器件与所述第一电池组和所述第二电池组之间的电连接。

具体工作过程如下：首先，通过所述激光雷达收集三维激光测距数据发送到所述miniPC主机621建立二维栅格地图，根据二维栅格地图构造实际场景的全局地图，当需要机器人去目标位置进行巡检时，首先通过所述控制器61和所述惯性测量器与所述轮组驱动电机1222的通信获得机器人的当前位置、四个全向轮123的转动速度和转动方向，所述minPC主机621基于全局地图根据当前位置和目标位置给出最优路线，并将控制任务发送给控制器61，控制器61通过控制四个所述轮组驱动电机1222的电流大小来控制四个全向轮123的速度和方向，全向轮123上的辊子和轮毂不同方向的速度合成全向轮的速度，四个全向轮123的速度进行合成便是底盘10的速度，进而实现机器人按规划的最优路线行进，这样可以使得机器人不需要转身的情况下以最优路线到达任一目标位置；当机器人到达目标位置，需要机器人利用所述检测元件获取周围全方位的环境信息时，所述minPC主机621先将控制任务发送给控制器61，控制器61通过控制所述第一电机212和第二电机225的电流大小来改变所述第一电机输出轴215和所述水平轴224的转动速度和转动方向，从而实现所述检测元件全方位的检测；另外，所述检测元件所获取的周围环境信息发送给所述miniPC主机621，minPC主机621根据所接收的信息来指导机器人进行相应的作业，具体地，所述minPC主机621将控制任务发送给控制器61，控制器61通过控制所述传输电机电流大小将预先放置在所述储物仓51中的物料经所述储物传输主管531和所述储物传输弯管532传输到所述输出模块54，最后输出模块54进行相应的作业。

跟现有技术相比，本申请所述一种全向自动巡检机器人，通过设置一激光雷达可以在任意陌生机房环境内建立地图，并基于建立好的地图以及自身搭载的控制器、惯性测量器和minPC之间的互相通信以及控制器与各电机的通信实现机器人在机房内的精确定位以及任一位置的巡检，通过使用独立悬挂的全向轮底盘使得机器人不需要转身就可以实现任一方向的移动，能够提高巡检效率并且保证巡检机器人的灵活性；同时通过在底盘上安装多自由度的云台，使得设置云台上的检测元件可以实现两个轴的自由度的转动，从而使得机器人的检测覆盖的区域更加的全面和细致，提高了巡检效率；另外通过设置作业机构使得机器人可以根据巡检情况进行相应的作业，使机器人更加智能化。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种全向自动巡检机器人，其特征在于：包括底盘、云台转动机构和控制机构；所述底盘包括基座和轮组，所述基座包括第一顶板和与其相对设置的底板，所述轮组为多组，每组所述轮组固定在所述第一顶板和所述底板之间，多组所述轮组等间距分布；所述云台转动机构包括竖直轴转动模块，所述竖直轴转动模块包括第一电机安装架、第一电机、第一电机输出轴和云台底板，所述第一电机安装架安装在所述第一顶板的下表面，所述第一电机安装在所述第一电机安装架上，所述第一电机输出轴一端与所述第一电机连接，另一端穿过所述第一顶板的中心与所述云台底板连接；所述控制机构包括一控制器和通信模块，所述通信模块包括一minPC主机，所述控制器与所述minPC主机通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述轮组包括轮组驱动电机和全向轮，所述轮组驱动电机与所述全向轮固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：还包括电气机构，所述电气机构包括电气仓，所述电气仓包括电气仓侧板、电气仓前板和电气仓后板，所述电气仓侧板为两块且设置在所述云台底板的两端，所述电气仓前板和所述电气仓后板分别设置在两块所述电气仓侧板的前端和后端。

4.根据权利要求3所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述云台转动机构还包括水平轴转动模块，所述水平轴转动模块包括第一安装板、第二安装板、水平轴、第二电机、主动连杆和传动连杆；所述第一安装板固定在一所述电气仓侧板上部的外侧，所述第二安装板与所述第一安装板平行设置，所述第二安装板一端通过所述水平轴与所述第一安装板的上部固定连接，另一端与所述第二电机固定连接，所述第二电机的另一端与所述主动连杆活动连接，所述主动连杆的另一端与所述第一安装板的中部活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：还包括一检测机构，所述检测机构包括传感器模块，所述传感器模块包括传感器支撑板、传感器安装板和检测元件，所述传感器支撑板固定安装在所述水平轴上，所述传感器安装板固定在所述传感器支撑板的上端，所述检测元件设置在所述传感器安装板上。

6.根据权利要求5所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述检测机构还包括雷达模块，所述雷达模块包括雷达安装支架、雷达安装板和一激光雷达；所述雷达安装支架为两个分别固定在所述电气仓前板左右两端，所述雷达安装板固定安装在两个所述雷达安装支架上，所述激光雷达安装在所述雷达安装板的中部。

7.根据权利要求6所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：还包括作业机构，所述作业机构包括储物仓，所述储物仓包括储物仓侧下板、储物仓固定板和储物仓后板，所述储物仓侧下板为两块，分别固定在两块所述电气仓侧板的后端，所述储物仓固定板设置在两块所述储物仓侧下板中下端，所述储物仓后板设置在两块所述储物仓侧下板的后端。

8.根据权利要求7所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述作业机构还包括储物传输驱动模块，所述储物传输驱动模块安装在所述储物仓固定板上，所述储物传输驱动模块包括物料入管、传输电机和物料出管。

9.根据权利要求8所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述作业机构还包储物传输模块，所述储物传输模块包括储物传输主管和储物传输弯管，所述储物传输主管一端与所述储物传输驱动模块的物料输出管连接，一端固定在未安装所述传动连杆的所述电气仓侧板上，并与所述储物传输弯管一端相通连接。

10.根据权利要求9所述的一种全向自动巡检机器人，其特征在于：所述作业机构还包括一输出模块，所述传感器支撑板下端固定一作业安装板，所述输出模块设置在所述作业安装板上。