電纜隧道監測機器人系統的製作方法
2023-12-09 22:17:36 1
專利名稱：電纜隧道監測機器人系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於機器人系統設計領域，尤其涉及一種電纜隧道監測機器人系統。
背景技術：
高效的應用地下空間資源是解決城市發展中土地緊缺等問題的一個重要手段，地下隧道其本身是一個相對封閉的空間，不容易發現安全隱患。因而對隧道內的環境以及設備的實時監測就顯得尤為重要了。
目前已有的隧道監測設備主要針對隧道內火災，且主要採用煙感、溫度等狀態量來判斷是否有火災發生，對隧道內其餘設備的狀態沒有進行實時監測。另外隧道用監測系統還有一種方式是在隧道內相等間隔距離位置點處放置攝像頭達到實時監測的目的，此種方式需要攝像頭數目多，設備結構過於複雜不易於安裝。
發明內容
針對上面技術背景中描述的目前使用的隧道監測設備，在設備結構合理性方面存在的不足，本發明提出了一種電纜隧道監測機器人系統。本發明的技術方案是，一種電纜隧道監測機器人系統，其特徵在於，所述機器人系統包括監控中心和隧道檢測機器人；所述隧道監測機器人包括微控制器MCU、圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊；其中，所述監控中心與所述隧道檢測機器人通過無線信號連接，用於接收隧道監測機器人的狀態上傳與監控中心控制指令的下發；所述微控制器MCU分別與所述圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊連接，用於獲取傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊和時鐘模塊的相關信息；所述圖像採集模塊與所述微控制器MCU連接；用於採集隧道環境的圖像信息；所述運動控制模塊與所述微控制器MCU連接；用於控制隧道監測機器人運動的方向與速度；所述傳感器模塊與所述微控制器MCU連接；用於實時計算隧道監測機器人的姿態以及實時監測隧道內的環境溫溼度；所述通信模塊與所述微控制器MCU連接；用於將隧道監測機器人的狀態上傳到監控中心，同時接收監控中心發出的控制指令；所述電子標籤模塊與所述微控制器MCU連接；用於記錄隧道監測機器人行駛的信息；所述信息包括上坡、下坡和轉彎；所述電池電量監測模塊與所述微控制器MCU連接；用於對隧道監測機器人電池電量的監測，防止出現其由於電量不足而停止運行的情況；所述故障數據存儲模塊與所述微控制器MCU連接；用於記錄隧道監測機器人運行過程中的異常狀況；所述時鐘模塊與所述微控制器MCU連接；用於提供整個系統運行時的時鐘記錄以及記錄故障發生時的時間。所述傳感器模塊包括大氣壓力傳感器、電子陀螺、甲烷傳感器、溫/溼度傳感器和噪聲傳感器；用於採集隧道內的各種信息。所述隧道監測機器人，在已敷設好的運行軌道上運行。所述監控中心與所述隧道機器人進行數據傳輸時，採用的是雙向傳輸；所述監控 中心與所述隧道機器人進行圖像傳輸時，採用的是單向傳輸本發明結構簡單、便於安裝，實現了對隧道的環境及設備狀態進行實時監測的目的。
圖I是本發明提供的一種電纜隧道監測機器人系統的結構示意圖；圖2是本發明提供的一種電纜隧道監測機器人系統的隧道監測機器人結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的範圍及其應用。圖I是本發明提供的一種電纜隧道監測機器人系統的結構示意圖。圖I中，一種電纜隧道監測機器人系統包括監控中心與隧道監測機器人，二者之間通過無線信號進行通信，完成隧道監測機器人的狀態上傳與監控中心控制指令的下發。圖2是本發明提供的一種電纜隧道監測機器人系統的隧道監測機器人結構示意圖。圖2中，隧道監測機器人包括微控制器MCU、圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊；所述傳感器模塊包括大氣壓力傳感器、電子陀螺、甲烷傳感器、溫/溼度傳感器和噪聲傳感器；所述微控制器MCU分別與所述圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊連接，用於獲取傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、時鐘模塊的相關信息。圖像採集模塊用於採集隧道環境的圖像信息，並上傳至監控中心；運動控制模塊用於控制隧道監測機器人運動的方向與速度；傳感器模塊用於實時計算隧道監測機器人的姿態以及實時監測隧道內的環境溫溼度；通信模塊用於將隧道監測機器人本身的狀態上傳到監控中心，同時接收監控中心發出的控制指令；電子標籤模塊用於記錄隧道監測機器人行駛軌道有關的信息包括上坡、下坡、轉彎等；電池電量監測模塊主要用於對隧道監測機器人電池電量的監測，防止出現其由於電量不足而停止運行的情況；故障數據存儲模塊用於記錄隧道監測機器人運行過程中的異常狀況；時鐘模塊用於提供整個系統運行時的時鐘記錄以及記錄故障發生時的時間。隧道監測機器人以微控制器MCU為核心，通過各模塊之間的配合工作，共同完成對隧道內環境及設備實時監測的工作。微控制器MCU在每個程序執行周期內，獲取傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、時鐘模塊的相關信息，根據這些信息對運動控制模塊發出指令，控制隧道監測機器人運動的方向與速度，並且通過通信模塊將這些信息上傳至監控中心，將這些信息實時反映在監控中心上，供運行監測人員查看。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化 或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種電纜隧道監測機器人系統，其特徵在於，所述機器人系統包括監控中心和隧道檢測機器人；所述隧道監測機器人包括微控制器MCU、圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊； 其中，所述監控中心與所述隧道檢測機器人通過無線信號連接，用於接收隧道監測機器人的狀態上傳與監控中心控制指令的下發； 所述微控制器MCU分別與所述圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊連接，用於獲取傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊和時鐘模塊的相關信息； 所述圖像採集模塊與所述微控制器MCU連接；用於採集隧道環境的圖像信息； 所述運動控制模塊與所述微控制器MCU連接；用於控制隧道監測機器人運動的方向與速度； 所述傳感器模塊與所述微控制器MCU連接；用於實時計算隧道監測機器人的姿態以及實時監測隧道內的環境溫溼度； 所述通信模塊與所述微控制器MCU連接；用於將隧道監測機器人的狀態上傳到監控中心，同時接收監控中心發出的控制指令； 所述電子標籤模塊與所述微控制器MCU連接；用於記錄隧道監測機器人行駛的信息；所述信息包括上坡、下坡和轉彎； 所述電池電量監測模塊與所述微控制器MCU連接；用於對隧道監測機器人電池電量的監測，防止出現其由於電量不足而停止運行的情況； 所述故障數據存儲模塊與所述微控制器MCU連接；用於記錄隧道監測機器人運行過程中的異常狀況； 所述時鐘模塊與所述微控制器MCU連接；用於提供整個系統運行時的時鐘記錄以及記錄故障發生時的時間。
2.根據權利要求I所述的ー種電纜隧道監測機器人系統，其特徵在於，所述傳感器模塊包括大氣壓カ傳感器、電子陀螺、甲烷傳感器、溫/溼度傳感器和噪聲傳感器；用於採集隧道內的各種信息。
3.根據權利要求I所述的ー種電纜隧道監測機器人系統，其特徵在於，所述隧道監測機器人，在已敷設好的運行軌道上運行。
4.根據權利要求I所述的ー種電纜隧道監測機器人系統，其特徵在於，所述監控中心與所述隧道機器人進行數據傳輸時，採用的是雙向傳輸；所述監控中心與所述隧道機器人進行圖像傳輸時，採用的是單向傳輸。
全文摘要
本發明公開了機器人系統設計領域的一種電纜隧道監測機器人系統。技術方案是，所述機器人系統包括監測中心和隧道檢測機器人；所述隧道監測機器人包括微控制器MCU、圖像採集模塊、運動控制模塊、通信模塊、傳感器模塊、電子標籤模塊、電池電量監測模塊、故障數據存儲模塊和時鐘模塊。本發明所述的隧道監測機器人系統結構簡單、便於安裝，實現了對隧道的環境及設備狀態進行實時監測的目的。
文檔編號G05B19/418GK102768517SQ20121024133
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者劉春陽, 吳華, 李釗, 楊國田, 柳長安 申請人:華北電力大學