室內多維軌道式智能巡檢機器人的製作方法
2023-07-06 06:30:51 1
室內多維軌道式智能巡檢機器人的製作方法
【專利摘要】本發明公開了室內多維軌道式智能巡檢機器人，包括：包括巡檢機器人本體，所述巡檢機器人本體固定在移動平臺上，所述移動平臺在軌道上滑動，所述移動平臺與驅動機構連接，所述驅動機構與上位機連接，所述驅動機構與供電裝置連接，所述巡檢機器人本體上設有雲臺，雲臺上設有檢測組件，所述移動平臺下方設有多連杆抓取裝置，所述多連杆抓取裝置上設有位置標籤識別裝置。本發明的有益效果是機器人可實現三維空間上的巡檢，僅需一臺機器人即可完成對不同變電站小室的巡檢，本發明克服了機器人運行空間死角，提高了機器人利用率。
【專利說明】室內多維軌道式智能巡檢機器人
【技術領域】
[0001]本發明屬於特種機器人領域，特別涉及一種室內多維軌道式智能巡檢機器人。
【背景技術】
[0002]現有技術中存在以下技術問題:
[0003]1、中國發明專利(申請號為201310040511.1，名稱為「帶拐彎裝置的軌道機器人」)以及中國發明專利(申請號在軌道路徑轉彎時的解決方案，但以上方案只局限在二維空間內的研究。二維空間內機器人只能在一個平面內運行，難以對設備進行全方位的準確巡檢。
[0004]2、現有技術通常在變電站不同室內安裝分別安裝機器人和固定點檢測裝置來實現變電站不同小室內設備的巡檢工作，施工量大，成本較高。
[0005]3、由於室內空間有限，現有技術面對室內和室外的一些雜物或工件的抓取存在一定的技術困難，需要人工處理，而且現有的抓取裝置在抓取工件不穩的情況下容易給其他設備帶來損傷。
[0006]4、現有的抓取裝置難以實現長距離移動和抓取，而且大部分傳動機構結構較複雜。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於解決上述問題，提供了一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，該裝置設有兩個轉彎運動單元，能夠適應三維軌道路徑的運行。
[0008]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0009]一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，包括巡檢機器人本體，所述巡檢機器人本體固定在移動平臺上，所述移動平臺在室內多維軌道上滑動，所述移動平臺與運動驅動裝置連接，所述運動驅動裝置與控制系統連接，所述運動驅動裝置與供電裝置連接，所述巡檢機器人本體上設有雲臺，雲臺上設有檢測組件，所述移動平臺下方設有多連杆抓取裝置。
[0010]所述控制系統包括運動控制箱，所述運動控制箱分別與檢測組件、雲臺、抓取驅動裝置、開關門連杆機構、運動驅動裝置、終端通信箱、運動位置標籤識別裝置和開關門位置標籤識別裝置連接；所述終端通信箱與後臺監控箱連接。
[0011]所述抓取驅動裝置分別與飛輪電機、第一伸縮杆電機、第二伸縮杆電機、擺杆驅動電機連接，所述飛輪電機與飛輪連接，所述第一伸縮杆電機與第一伸縮杆連接，所述第二伸縮杆電機與第二伸縮杆連接，所述擺杆驅動電機與擺杆連接。
[0012]所述運動控制箱通過滑觸線與終端通信箱連接。
[0013]所述終端通信箱通過光纖與後臺監控箱連接。
[0014]所述抓取驅動裝置與多連杆抓取裝置連接。
[0015]所述後臺監控箱安裝在主控室內，所述終端控制箱安裝在待巡檢的某一小室內，所述運動控制箱安裝在機器人本體上，所述雲臺安裝在運動控制箱上。
[0016]所述運動驅動裝置包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，用於控制機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器用於控制驅動電機的動作，驅動電機上帶有編碼器。
[0017]所述軌道為水平導軌、豎直導軌和弧形導軌組合成的複合導軌，安裝在變電站不同小室內和小室之間。
[0018]所述移動平臺包括:兩組軌道運動單元以及用於連接兩組軌道運動單元的二次連接板；所述兩組軌道運動單元獨立旋轉；
[0019]所述每一組軌道運動單元包括:一次轉彎運動單元、二次轉彎運動單元、橋架和一次連接板；
[0020]在所述橋架的兩端分別固定一次轉彎運動單元，在所述橋架外側設置一次連接板，所述一次連接板的兩側板與橋架兩端分別通過一次轉軸連接；所述二次轉彎運動單元設置在所述一次連接板的中間位置；所述每一組軌道運動單元的一次連接板分別通過二次轉彎運動單元與二次連接板連接。
[0021]所述一次轉彎運動單元包括:滾輪中軸、滾輪、一次軸承和一次轉軸；
[0022]所述滾輪通過滾輪中軸與橋架連接，所述一次軸承分別與一次轉軸和橋架配合，所述一次軸承的端部設有孔用擋圈一用於限位；所述一次轉軸上端部與一次連接板固定、中部設有圓柱面與一次軸承配合。
[0023]所述滾輪中軸端部由孔用擋圈一限位所述滾輪中軸的端部設有臺階用於滾輪限位，中部設有圓柱面與軸承內圈配合，末端設有圓柱面臺階與橋接嵌合，芯部設有通孔用於與橋架固定。其中末端圓柱面與芯部通孔同軸，中部圓柱面與以上兩者的軸線平行不同軸，兩軸線的偏心距離用於調節兩套滾輪的間距。
[0024]所述一次軸承採用圓錐滾子軸承，以適用運行平臺施加的軸向力及徑向力，所述一次軸承的內圈與一次轉軸配合，外圈與橋架配合，端部由孔用擋圈一限位。
[0025]所述一次轉軸的截面為I形，一次轉軸的上端部採用緊固件與一次連接板固定，中部設有圓柱面與一次軸承配合。
[0026]所述橋架內面設有兩處圓柱面沉孔，用於與一次轉軸配合；橋架兩端分別設有軸承安裝孔，用於裝配一次軸承；所述橋架上分別裝配有一次軸承、孔用擋圈一、滾輪中軸和滾輪，所述橋架繞一次轉軸的軸線轉動，完成滾輪轉向動作。
[0027]所述一次連接板的兩端設有臺階孔，用於與一次轉軸配合；所述一次連接板的中部設有與二次轉彎運動單元中配合的臺階孔。
[0028]所述二次轉彎運動單元包括二次轉軸、二次軸承和孔用擋圈二 ；
[0029]所述二次轉軸貫穿一次連接板和二次連接板，二次軸承的內圈與二次轉軸配合，外圈與二次連接板配合，二次軸承端部由孔用擋圈二限位。
[0030]所述二次轉軸的截面設為I形，上端部設有螺紋，用於連接緊固件、中部設有圓柱面與二次軸承配合、底部設有臺階與一次連接板配合。
[0031]移動平臺的轉彎實現方法，包括:
[0032]移動平臺在直線路徑I上運行時，兩組軌道運動單元的一次連接板平行，兩組軌道運動單元的橋架與二次連接板分別平行，通過滾輪中軸調解滾輪的中心間距II，使得移動平臺與三維軌道的配合有足夠的預緊力；
[0033]移動平臺在圓弧路徑II上運行時，兩組軌道運動單元的一次連接板保持平行，兩組軌道運動單元的橋架分別繞一次轉軸的軸線轉動，兩組軌道運動單元的滾輪的軸線延長線相交於圓心02，兩軸線延遲線的夾角為2x13，所述夾角關於二次連接板的中心面對稱；移動平臺繞圓心02轉動，實現沿圓弧路逕行走；
[0034]移動平臺在轉彎路徑⑶上運行時，一次連接板與橋架保持平行，兩組軌道運動單元分別繞二次轉軸的軸線旋轉，滾輪的中心連線相交於圓心1，兩中心連線的夾角為2x0，所述夾角關於二次連接板的中心面對稱；移動平臺繞圓心0工轉動，實現沿轉彎路逕行走。
[0035]所述多連杆抓取裝置，包括飛輪，所述飛輪與飛輪電機連接，所述飛輪的邊緣鉸接一個三角架，所述三角架的第一端點與飛輪的邊緣連接，所述三角架的第三端點通過連接結構與抓取機構連接。
[0036]當飛輪電機帶動飛輪轉動時，三角架進而帶動抓取裝置進行360。的位置粗調整。
[0037]所述飛輪電機的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
[0038]所述連接機構包括依次連接的第一伸縮杆、擺杆和拉杆，所述第一伸縮杆的一端與三角架的第三端點連接，所述拉杆還與抓取機構連接。第一伸縮杆的另一端與擺杆鉸接，在該鉸接點上安裝有驅動擺杆轉動的擺杆驅動電機，該電機用於對機械手臂方位的粗調難
[0039]所述抓取裝置包括支撐架，所述支撐架通過兩個支撐杆與拉杆連接，所述支撐架上的中心豎直導向槽內安裝有第二伸縮杆，所述第二伸縮杆與第一推桿固接，所述第一推桿的兩側分別通過若干第二推桿與第三推桿連接，所述第三推桿與機械手臂固接。
[0040]所述第一推桿、若干第二推桿和第三推桿共同構成平行四邊形結構。
[0041]第二伸縮杆可推動第一推桿沿豎直方向運動，進而通過平行四邊形結構帶動第三推桿在支撐架的水平滑槽內左右滑動，從而第三推桿帶動機械手臂左右移動，對物體的位姿進行精確調整以便抓取。
[0042]所述機械手臂下端為平板形，用於抓取側面是平面的物體，上部為V形結構，用於抓取圓柱形物體。
[0043]所述的機械手臂可以根據被抓取物體更換成不同形狀的機械手臂。
[0044]所述檢測組件包括紅外熱像儀、可見光攝像機、煙霧報警傳感器、場強檢測儀和紫外檢測儀。
[0045]所述多連杆抓取裝置的工作過程如下:
[0046]當飛輪電機驅動飛輪運動時，飛輪通過三角架和連接機構帶動抓取裝置360。旋轉，第一次粗調整找到待抓取物體的大致位置；
[0047]所述擺杆在電機的驅動下第二次粗調整找到待抓取物體的位置；
[0048]上述動作完成後，第二伸縮杆驅動第一推桿帶動平行四邊形機構沿水平導向槽運動，進而帶動安裝在第二推桿上的機械手沿水平方向進行開合動作。動作完成後，通過第一伸縮杆收縮、擺杆轉動進而將物體提升起來，完成物體的搬運工作。在抓取物體時，第二伸縮杆和擺杆可帶動機械手臂在空間內進行精確位置調節。通過上面的兩次粗調整和一次精確調整可實現對物體的精確抓取。
[0049]所述第一伸縮杆上設有位置標籤識別裝置，用於讀取變電站不同待巡檢的保護室的小室的門框上安裝的位置標籤。
[0050]門上安裝有能自動打開門的開關門連杆機構，當機器人運行至某一小室門前時，通過飛輪電機、飛輪和三角架帶動第一伸縮杆進行位姿的調整以便感應到室外門框上的位置標籤。當感應到室外門框上的位置標籤後，通過上位機發出控制命令，控制開關門連杆機構動作，把門打開，機器人帶動抓取裝置進入小室內進行巡檢工作；進門後，機器人運行過程中，感應到室內設置的位置標籤時，給上位機反饋一信息，上位機控制開關門連杆機構將小室的門關閉。
[0051]本發明在不同小室門的內外兩側的門框上分別安裝有位置標籤，能從兩個方向上打開和關閉小室門，當然，也可通過其它定位方式進行小室門的感應。
[0052]本發明的有益效果是:
[0053]1、本發明在不同小室內和小室之間一條軌道，軌道路徑實現了空間三維布置，路徑可多方向、多維度延伸，場地適應性提高，克服了機器人運行空間死角，提高了機器人利用率。
[0054]2、轉彎機構結構簡單、標件採用率大，克服了轉彎設備造價高、施工精度要求，有利於維護及推廣。
[0055]3、本發明多連杆抓取裝置採用平行四邊形機構控制機械手的開合，操作平穩，可進行多方位的位姿調整，能夠對物體進行精確抓取，其機械手可以根據被抓取物體設計成不同的形狀，滿足抓取需要；
[0056]4、通過在變電站不同小室內和小室之間安裝軌道，機器人在軌道上運行，可完成不同小室內設備的巡檢；
[0057]5、在各個室內，軌道形狀根據巡檢要求設置，機器人沿軌道運行時通過搭載的多連杆抓取裝置可完成室內和小室外雜物、工件等的抓取、搬移等工作；
[0058]6、本發明機器人可搭載紅外熱像儀、可見光攝像機、煙霧報警傳感器等多種巡檢設備，能對變電站室內設備進行精確巡檢，巡檢結果可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0059]圖1為本發明的結構示意圖；
[0060]圖2為本發明機械抓取裝置第一伸縮杆伸長時的結構示意圖；
[0061]圖3是本發明轉彎裝置總成圖；
[0062]圖4是本發明轉彎裝置總成4向視圖；
[0063]圖5是本發明轉彎裝置沿滾輪軸線的剖視圖；
[0064]圖6是本發明轉彎裝置總成向-圓弧路徑II運行視圖；
[0065]圖7是本發明轉彎裝置總成向-直線路徑III運行視圖；
[0066]圖8是本發明轉彎裝置總成8向-轉彎路徑⑶運行視圖；
[0067]圖9是本發明轉彎裝置總成8向-直線路徑乂運行視圖；
[0068]圖10為本發明多連杆抓取裝置的結構示意圖；
[0069]圖11為本發明的控制系統框架圖；
[0070]圖12為本發明的抓取驅動裝置電氣連接圖；
[0071]1.三維軌道，2.移動平臺，3.二次連接板，4.二次軸承，5.孔用擋圈二，6.緊固螺母，7.墊圈，8.二次轉軸，9.一次連接板，10.橋架，11.一次轉軸，12.孔用擋圈一，13.—次軸承，14.滾輪，15.滾輪中軸，16.巡檢機器人本體，17.多連杆抓取裝置；
[0072]18.檢測組件，19.雲臺，20.抓取驅動裝置，21.開關門連杆機構，22.運動驅動裝置，23.運動控制箱，24.後臺監控箱，25.終端通信箱，26.運動位置標籤識別裝置，27.光纖，28.滑觸線；
[0073]301.飛輪電機:302.飛輪:303.三角架:304.第一伸縮杆:305.擺杆:306.拉杆；307第二伸縮杆；308第一推桿；309第二推桿；310支撐架，311第三推桿；312機械手臂；313開關門位置標籤識別裝置；314第一伸縮杆電機；315第二伸縮杆電機；316擺杆驅動電機。
【具體實施方式】
:
[0074]下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明:
[0075]如圖1-2所示，本發明的抓取過程示意圖。
[0076]一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，包括巡檢機器人本體16，所述巡檢機器人本體16固定在移動平臺2上，所述移動平臺2在室內側壁多維軌道上滑動，所述移動平臺2與運動驅動裝置22連接，所述運動驅動裝置22與控制系統連接，所述運動驅動裝置與供電裝置連接，所述巡檢機器人本體上設有雲臺19，雲臺19上設有檢測組件18，所述移動平臺下方設有多連杆抓取裝置17。
[0077]如圖11所示，所述控制系統包括運動控制箱23，所述運動控制箱23分別與檢測組件18、雲臺19、抓取驅動裝置20、開關門連杆機構21、運動驅動裝置22、終端通信箱25、運動位置標籤識別裝置26和開關門位置標籤識別裝置313連接；所述終端通信箱25與後臺監控箱24連接。
[0078]如圖12所示，所述抓取驅動裝置20分別與飛輪電機301、第一伸縮杆電機314、第二伸縮杆電機315、擺杆驅動電機316連接，所述飛輪電機301與飛輪302連接，所述第一伸縮杆電機314與第一伸縮杆304連接，所述第二伸縮杆電機315與第二伸縮杆307連接，所述擺杆驅動電機316與擺杆305連接。
[0079]所述運動控制箱23通過滑觸線28與終端通信箱25連接。
[0080]所述終端通信箱25通過光纖27與後臺監控箱24連接。
[0081]所述抓取驅動裝置20與多連杆抓取裝置17連接。
[0082]所述後臺監控箱安裝在主控室內，所述終端控制箱安裝在待巡檢的室內，所述運動控制箱安裝在機器人本體上，所述雲臺安裝在運動控制箱上。
[0083]所述運動驅動裝置包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，用於控制機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器用於控制驅動電機的動作，驅動電機上帶有編碼器。
[0084]所述運動位置標籤識別裝置26主要用於機器人沿軌道運行時待巡檢位置點的識另I」，開關門位置檢測裝置主要用於感應開門的位置，可採用位置標籤或其它定位方法。
[0085]所述開關門連杆機構用於打開和關閉變電站小室門。
[0086]本發明在不同小室門的內外兩側均分別安裝有位置標籤和開關門連杆機構，能從兩個方向上打開和關閉小室門，所述開關門機構為連杆機構；所述巡檢機器人本體通過標籤識別裝置讀取室內的標籤，當機器人運行至小室門前時，能自動將小室門打開，機器人進行小室後，自動將小室門關閉；沿軌道運行對室內設備進行巡檢。巡檢完成後，沿軌道進入下一小室繼續進行巡檢。
[0087]所述手臂的下端為平板形，用於抓取平端面類物體，上部為7形結構，用於抓取圓柱形物體，也可以根據被抓取物體更換成不同形狀的機械手臂。
[0088]如圖3所示，包括三維軌道1和移動平臺2，其中移動平臺2包括兩組軌道運動單元以及用於連接兩組軌道運動單元的二次連接板3 ；兩組軌道運動單元獨立旋轉；
[0089]如圖4和圖5所示，每一組軌道運動單元包括:一次轉彎運動單元、二次轉彎運動單元、橋架10和一次連接板9 ；
[0090]一次轉彎運動單元包括:滾輪中軸15、滾輪14、一次軸承13和一次轉軸11 ；二次轉彎運動單元包括二次轉軸8、二次軸承4和孔用擋圈二 5。
[0091]滾輪14的內圈與滾輪中軸15的中部的圓柱面裝配配合，滾輪中軸15末端臺階與橋架10嵌合定位，緊固件穿過滾輪中軸15芯部通孔連接橋架10 ；滾輪中軸15中部圓柱面與芯部通孔的軸線不同軸，即滾輪14中心軸線與滾輪中軸15的芯部通孔不同軸，存在一個偏心距離，此偏心距數值根據三維軌道1的導軌寬度確定；通過調整滾輪中軸15與橋架10的相對轉動位置，可以調節兩套滾輪14的中心距離，以適應三維軌道1導軌寬度，既保證移動平臺2與三維軌道1配合的預緊力，又保證順暢運行。
[0092]橋架10兩端設有軸承安裝孔，用於裝配孔用擋圈一 12、一次軸承13，一次軸承內圈13與一次轉軸11中部圓柱面外圓配合，一次轉軸11上端部與一次連接板9配合併利用緊固件固定；
[0093]一次連接板9中部設有臺階通孔，與二次轉軸8底部臺階配合，二次轉軸8中部圓柱面外圓與二次軸承4配合，二次軸承4外圈與二次連接板3軸承安裝孔配合，在二次連接板3裝配有孔用擋圈二 5，二次轉軸8 一次連接板9的軸向固定採用緊固螺母6和墊圈7固定。
[0094]三維軌道1的直線段路徑與圓弧路徑的組合可根據現場確定，本具體實施案例採用了三段直線路徑、兩段圓弧路徑，如圖1所示，包括直線路徑1、圓弧路徑I1、直線路徑II1、轉彎路徑IV、直線路徑V。
[0095]如圖3所示，當移動平臺2在直線路徑I上運行時，兩套一次轉彎運動單元的一次連接板9平行、橋架10平行側面與二次連接板3平行，使用工具將滾輪中軸15旋轉至適當位置並緊固，以調整滾輪14的中心間距!I至最佳值，實現移動平臺2與三維軌道1的配合有足夠的預緊力，又能保證順暢運行。
[0096]如圖6所示，當移動平臺2前進，在圓弧路徑II上運行時狀態，兩套一次連接板9狀態保持平行，橋架10分別繞一次轉軸11的軸線轉動，滾輪14的軸線延長線相交於圓心02，兩延遲線的夾角為2x13，夾角關於二次連接板3中心面對稱；橋架10獨立轉動後，滾輪14各自實現與三維軌道1的緊密配合，移動平臺2繞圓心02轉動，實現沿圓弧路逕行走。
[0097]如圖7所示，當移動平臺2到達直線路徑III上時，橋架10繞一次轉軸11的軸線向反方向轉動，橋架10、一次連接板9側面與二次連接板3平行，移動平臺2沿直線行走。
[0098]如圖8所示，當移動平臺2到達圓弧路徑IV，一次連接板9與橋架10保持平行，一次運動單元繞二次轉軸8的軸線旋轉，滾輪14的中心連線相交於圓心0工，兩中心連線的夾角為2x0，夾角關於二次連接板3中心面對稱；兩套一次運動單元獨立轉動後，滾輪14各自實現與三維軌道1的緊密配合，移動平臺2繞圓心0工轉動，實現沿圓弧路逕行走。
[0099]如圖9所示，當移動平臺2到達直線路徑V上時，一次運動單元繞二次轉軸8的軸線反向旋轉，橋架10、一次連接板9側面與二次連接板3平行，移動平臺2沿直線行走。
[0100]至此，移動平臺2完成沿直線路徑1、圓弧路徑I1、直線路徑II1、圓弧路徑IV、直線路徑V運行。
[0101]如圖10所示，所述多連杆抓取裝置，包括飛輪302，所述飛輪302與飛輪電機301連接，所述飛輪302的邊緣鉸接一個三角架303，所述三角架303的第一端點與飛輪302的邊緣連接，所述三角架303的第三端點通過連接機構與抓取機構連接。
[0102]當減速電機帶動飛輪轉動時，三角架進而帶動抓取機構進行360。的位置粗調整。
[0103]所述飛輪電機的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
[0104]所述連接機構包括依次連接的第一伸縮杆304、擺杆305和拉杆306，所述第一伸縮杆304的一端與三角架303的第三端點連接，所述拉杆306還與抓取裝置連接。
[0105]所述第一伸縮杆304與擺杆305的連接點上安裝有驅動擺杆轉動的電機，該電機用於對機械手臂方位的粗調整。所述抓取裝置包括支撐架310，所述支撐架310通過兩個支撐杆與拉杆306連接，所述支撐架310上的中心豎直導向槽內安裝有第二伸縮杆307，所述第二伸縮杆307與第一推桿308固接，所述第一推桿308的兩側分別通過若干第二推桿309與第三推桿311連接，所述第三推桿311與機械手臂312固接。
[0106]所述第一推桿、若干第二推桿和第三推桿共同構成平行四邊形結構。
[0107]第二伸縮杆可推動第一推桿沿豎直方向運動，進而通過平行四邊形結構帶動第三推桿在支撐架的水平滑槽內左右滑動，從而第三推桿帶動機械手臂左右移動，對物體的位姿進行精確調整以便抓取。
[0108]所述機械手臂下端為平板形，用於抓取側面是平面的物體，上部為7形結構，用於抓取圓柱形物體。
[0109]所述的機械手臂可以根據被抓取物體更換成不同形狀的機械手。
[0110]所述檢測組件包括紅外熱像儀、可見光攝像機、煙霧報警傳感器、場強檢測儀和紫外檢測儀。
[0111]所述多連杆抓取裝置的工作過程如下:
[0112]當飛輪電機驅動飛輪運動時，飛輪通過三角架和連接機構帶動抓取機構360。旋轉，第一次粗調整找到待抓取物質的位置；
[0113]所述擺杆在電機的驅動下第二次粗調整找到待抓取物質的位置；
[0114]進而第二伸縮杆驅動第一推桿帶動平行四邊形機構沿水平導向槽運動，進而帶動安裝在第二推桿上的機械手沿水平方向進行開合動作。動作完成後，電機帶動飛輪反向運轉，進而將物體提升起來，完成物體的搬運工作。在抓取物體時，第三推桿可帶動機械手臂在空間內進行位置調節。通過上面的兩次粗調整和一次精確調整可實現對物體的精確抓取。
[0115]所述第一伸縮杆上設有位置標籤識別裝置301，用於讀取變電站不同待巡檢的保護室的小室的門框上安裝的位置標籤。
[0116]門上安裝有能自動打開門的開關門連杆機構，當機器人運行至某一小室門前時，通過飛輪電機、飛輪和三角架帶動第一伸縮杆進行位姿的調整以便感應到室外門框上的位置標籤。當感應到室外門框上的位置標籤後，通過上位機發出控制命令，控制開關門連杆機構動作，把門打開，機器人帶動抓取裝置進入小室內進行巡檢工作；
[0117]進門後，機器人運行過程中，感應到室內設置的位置標籤時，給上位機反饋一信息，上位機控制開關門連杆機構將小室的門關閉。
[0118]本發明在不同小室門的內外兩側的門框上分別安裝有位置標籤，能從兩個方向上打開和關閉小室門，當然，也可通過其它定位方式進行小室門的感應。
[0119]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
【權利要求】
1.一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是，包括巡檢機器人本體，所述巡檢機器人本體固定在移動平臺上，所述移動平臺在室內多維軌道上滑動，所述移動平臺與運動驅動裝置連接，所述運動驅動裝置與控制系統連接，所述運動驅動裝置與供電裝置連接，所述巡檢機器人本體上設有雲臺，雲臺上設有檢測組件，所述移動平臺下方設有多連杆抓取>j-U ρ?α裝直。
2.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是，所述控制系統包括運動控制箱，所述運動控制箱分別與檢測組件、雲臺、抓取驅動裝置、開關門連杆機構、運動驅動裝置、終端通信箱、運動位置標籤識別裝置和開關門位置標籤識別裝置連接；所述終端通信箱與後臺監控箱連接。
3.如權利要求2所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是，所述抓取驅動裝置分別與飛輪電機、第一伸縮杆電機、第二伸縮杆電機、擺杆驅動電機連接，所述飛輪電機與飛輪連接，所述第一伸縮杆電機與第一伸縮杆連接，所述第二伸縮杆電機與第二伸縮杆連接，所述擺杆驅動電機與擺杆連接。
4.如權利要求2所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述運動控制箱通過滑觸線與終端通信箱連接； 所述終端通信箱通過光纖與後臺監控箱連接； 所述抓取驅動裝置與多連杆抓取裝置連接。
5.如權利要求2所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述後臺監控箱安裝在主控室內，所述終端控制箱安裝在待巡檢的某一小室內，所述運動控制箱安裝在機器人本體上，所述雲臺安裝在運動控制箱上。
6.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述運動驅動裝置包括伺服驅動器、驅動電機和編碼器，用於控制機器人沿軌道運行，所述伺服驅動器用於控制驅動電機的動作，驅動電機上帶有編碼器。
7.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述軌道為水平導軌、豎直導軌和弧形導軌組合成的複合導軌，安裝在變電站不同小室內和小室之間。
8.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述移動平臺包括:兩組軌道運動單元以及用於連接兩組軌道運動單元的二次連接板；所述兩組軌道運動單元獨立旋轉； 所述每一組軌道運動單元包括:一次轉彎運動單元、二次轉彎運動單元、橋架和一次連接板； 在所述橋架的兩端分別固定一次轉彎運動單元，在所述橋架外側設置一次連接板，所述一次連接板的兩側板與橋架兩端分別通過一次轉軸連接；所述二次轉彎運動單元設置在所述一次連接板的中間位置；所述每一組軌道運動單元的一次連接板分別通過二次轉彎運動單元與二次連接板連接。
9.如權利要求8所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述一次轉彎運動單元包括:滾輪中軸、滾輪、一次軸承和一次轉軸； 所述滾輪通過滾輪中軸與橋架連接，所述一次軸承分別與一次轉軸和橋架配合，所述一次軸承的端部設有孔用擋圈一用於限位；所述一次轉軸上端部與一次連接板固定、中部設有圓柱面與一次軸承配合。
10.如權利要求9所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述滾輪中軸端部由孔用擋圈一限位所述滾輪中軸的端部設有臺階用於滾輪限位，中部設有圓柱面與軸承內圈配合，末端設有圓柱面臺階與橋接嵌合，芯部設有通孔用於與橋架固定；其中末端圓柱面與芯部通孔同軸，中部圓柱面與以上兩者的軸線平行不同軸，兩軸線的偏心距離用於調節兩套滾輪的間距。
11.如權利要求9所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述一次軸承採用圓錐滾子軸承，以適用運行平臺施加的軸向力及徑向力，所述一次軸承的內圈與一次轉軸配合，外圈與橋架配合，端部由孔用擋圈一限位。
12.如權利要求8所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述一次轉軸的截面為T形，一次轉軸的上端部採用緊固件與一次連接板固定，中部設有圓柱面與一次軸承配合。
13.如權利要求8所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述橋架內面設有兩處圓柱面沉孔，用於與一次轉軸配合；橋架兩端分別設有軸承安裝孔，用於裝配一次軸承；所述橋架上分別裝配有一次軸承、孔用擋圈一、滾輪中軸和滾輪，所述橋架繞一次轉軸的軸線轉動，完成滾輪轉向動作。
14.如權利要求8所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述一次連接板的兩端設有臺階孔，用於與一次轉軸配合；所述一次連接板的中部設有與二次轉彎運動單元中配合的臺階孔。
15.如權利要求8所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述二次轉彎運動單元包括二次轉軸、二次軸承和孔用擋圈二； 所述二次轉軸貫穿一次連接板和二次連接板，二次軸承的內圈與二次轉軸配合，外圈與二次連接板配合，二次軸承端部由孔用擋圈二限位。
16.如權利要求15所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述二次轉軸的截面設為T形，上端部設有螺紋，用於連接緊固件、中部設有圓柱面與二次軸承配合、底部設有臺階與一次連接板配合。
17.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述多連杆抓取裝置，包括飛輪，所述飛輪與飛輪電機連接，所述飛輪的邊緣鉸接一個三角架，所述三角架的第一端點與飛輪的邊緣連接，所述三角架的第三端點通過連接結構與抓取機構連接。
18.如權利要求17所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述飛輪電機的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
19.如權利要求17所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述連接機構包括依次連接的第一伸縮杆、擺杆和拉杆，所述第一伸縮杆的一端與三角架的第三端點連接，所述拉杆還與抓取機構連接；第一伸縮杆的另一端與擺杆鉸接，在該鉸接點上安裝有驅動擺杆轉動的擺杆驅動電機。
20.如權利要求17所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述抓取機構包括支撐架，所述支撐架通過兩個支撐杆與拉杆連接，所述支撐架上的中心豎直導向槽內安裝有第二伸縮杆，所述第二伸縮杆與第一推桿固接，所述第一推桿的兩側分別通過若干第二推桿與第三推桿連接，所述第三推桿與機械手臂固接。
21.如權利要求20所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述第一推桿、若干第二推桿和第三推桿共同構成平行四邊形結構。
22.如權利要求20所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述機械手臂下端為平板形，用於抓取側面是平面的物體，上部為V形結構，用於抓取圓柱形物體。
23.如權利要求20所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述機械手臂根據被抓取物體更換成不同形狀的機械手臂。
24.如權利要求1所述一種室內多維軌道式智能巡檢機器人，其特徵是， 所述檢測組件包括紅外熱像儀、可見光攝像機、煙霧報警傳感器、場強檢測儀和紫外檢測儀。
【文檔編號】G05D1/02GK104317296SQ201410562721
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】王明瑞, 付崇光, 劉永成, 李運廠, 孟傑, 隋吉超, 孫昊, 蔣克強 申請人:山東魯能智能技術有限公司