一种智能机器人装置的制作方法

本发明涉及智能机器领域，尤其涉及一种智能机器人装置。

背景技术：

长期以来，许多工程设备或设施巡检方式主要以人工巡检为主，其他方法为辅，故障、隐患上报一般通过电话方式上报，巡检记录也主要通过手工方式来管理，即以手工填表、手工统计为主，由于受到气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约，巡检质量和到位率无法保证，导致巡检过程中极易出现漏记漏统或弄虚作假的情况；同时，对反映运行状态和设备设施缺陷等的信息得不到及时反馈，隐患不能及时发现，引发严重事故。

随着电子信息技术的发展，智能化、自动化的巡检方式也随之发展起来，利用机器人进行巡检是替代人工巡检的新方式。现有的用于巡检的智能机器人装置一般包括使用蓄电池驱动的可移动的车体，车体上设有摄像头、红外线热像仪、探测传感器等装置；通过巡检机器人在工程设备设施领域设定的轨道进行巡逻、拍摄，可以替代大部分的人力，提高巡检效率和巡检质量。

然而，目前的用于巡检的智能机器人装置一般通过市电获得电能，如果能将太阳能应用于智能机器人装置中，则利于节约能源，利于节能环保的实现。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能机器人装置，可采用太阳能技术供电，利于节能环保的实现。

本发明提供的一种智能机器人装置，包括车体、设在车体中用于为其用电部件供电的蓄电池ⅰ、设在车体底部的行走装置、摄像头、控制器及数据传输器，机械手、行走装置及摄像头均与控制器相连，所述控制器通过数据传输器与上位机相连；还包括一充电座；所述蓄电池ⅰ连接一取电端子，所述充电座设有蓄电池ⅱ，所述蓄电池ⅱ的电输出端连接一用于与取电端子配合的充电端子；所述蓄电池ⅱ的电力输入端与一太阳能发电装置相连并储存由太阳能发电装置所产生的电能。

所述太阳能发电装置包括太阳能电池板及安装台；所述安装台的顶侧固定安装有调节电机，所述调节电机的输出轴通过联轴器固定安装有转动轴，所述转动轴的顶端固定安装有转动盘，所述转动盘的顶侧固定安装有两个支架，两个所述支架的顶侧固定安装有同一个u型架，所述u型架的四周活动套接有同一个安装框，所述安装框的顶侧固定安装有安装架，所述安装架的顶侧固定安装太阳能电池板；所述u型架的两侧内壁上均转动安装有转轴，两个所述转轴相互靠近的一端固定安装有同一个转块，所述转块的一侧开设有转孔，所述转孔内活动安装有活动轴，所述活动轴的两端均延伸至转孔外并分别转动安装在安装框的两侧内壁上；所述安装框相邻的两侧均固定安装有固定块，两个固定块的底侧均活动安装有顶杆，所述调节电机的四周均设有固定安装在安装台顶侧上的弧形块，所述弧形块位于转动盘的下方，所述顶杆的底端贯穿转动盘并与弧形块的顶侧相接触；所述u型架的两侧内壁上均开设有转槽，两个转轴相互远离的一端分别转动安装在两个转槽内；所述安装框的两侧内壁上均开设有活动槽，活动轴的两端分别活动安装在两个活动槽内；所述转动盘的顶侧开设有两个滑孔，两个顶杆的底端分别贯穿两个滑孔；所述顶杆的底端活动安装有滚轮，滚轮与弧形块的顶侧相接触；所述固定块的底侧开设有球形槽，球形槽内活动安装有球形块，顶杆的顶端固定安装在球形块的底侧上。

优选地，所述摄像头通过一用于带动其在水平和竖直方向上转动的舵机云台固定在一台板上，所述台板的底部连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定于车体顶部；所述台板的底部还连接有拉线，所述车体内设有收线轮和用于驱动收线轮旋转的收线电机，所述拉线穿入车体内并绕在收线轮上，所述收线电机与控制器相连。

优选地，所述舵机云台包括旋转舵机、旋转台、俯仰舵机及安装架，所述旋转舵机的输出轴连接在旋转台底部并可驱动旋转台在水平方向上转动，所述俯仰舵机及安装架均固定在旋转台顶部，所述安装架内设有用于固定摄像头的摄像头固定架，所述俯仰舵机的输出轴与摄像头固定架连接并可驱动摄像头固定架在竖直方向上转动；所述旋转舵机、俯仰舵机分别与控制器相连。

优选地，所述台板的底部设有下凸的导向柱，所述导向柱设在弹簧内，所述导向柱的长度为弹簧初始长度的1/7-1/5。

优选地，所述车体顶部设有环形的凹槽，所述弹簧的下端固定连接于凹槽，所述凹槽的内径与弹簧的外径相适配。

优选地，所述行走装置包括四个位于车体底部的链轮式履带行走机构；每一所述链轮式履带行走机构均包括行走电机、与行走电机相连的主轴、安装在主轴上的链带驱动轮，所述链带驱动轮上设有三角形机构架，所述三角形机构架的两个夹角处分别设有一个从动轮，所述链带驱动轮位于三角形机构架的另一个夹角处；所述链带驱动轮和两个从动轮上设有一个履带；所述行走电机与控制器相连。

通过上述公开内容，本发明具有以下有益技术效果：

本发明的一种智能机器人装置，太阳能发电装置可将光能转化成电能并储存在蓄电池ⅱ中，通过充电端子与取电端子的配合作用，这部分电能再储存到蓄电池ⅰ中以供机器人使用；此外，工作人员通过上位机远程或近程控制机器人，增强了人机对话的直接性，提高了巡检效率和巡检质量。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的原理框图；

图4为本发明的太阳能供电装置的主视图；

图5为本发明的太阳能供电装置的俯视图；

图6为图4中a处放大图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图4所示：本实施例的一种智能机器人装置，包括车体1、设在车体1中用于为其用电部件供电的蓄电池ⅰ2、设在车体1底部的行走装置、摄像头4、控制器及数据传输器，行走装置及摄像头4均与控制器相连，所述控制器通过数据传输器与上位机相连。车体1内设有蓄电池ⅰ2，以为机器人的用电部件供电；行走装置用于行走，例如可为轮式或者履带式结构；摄像头4用于摄影摄像，并通过数据传输器将实时影像数据传至上位机；上位机设于监控室；控制器可为现有的单片机；数据传输器例如可通过wifi网络、3g网络、4g网络等方式与上位机相通信。

本实施例的智能机器人装置还包括一充电座31；所述蓄电池ⅰ2连接一取电端子2a，所述充电座31设有蓄电池ⅱ32，所述蓄电池ⅱ32的电输出端连接一用于与取电端子2a配合的充电端子32a；所述蓄电池ⅱ32的电力输入端与一太阳能发电装置33相连并储存由太阳能发电装置33所产生的电能。太阳能发电装置33可将光能转化成电能并储存在蓄电池ⅱ32中，通过充电端子32a与取电端子2a的配合作用，这部分电能再储存到蓄电池ⅰ2中以供机器人使用

本实施例中，所述太阳能发电装置33包括太阳能电池板3310及安装台3330；太阳能电池板3310与蓄电池ⅱ32电连接，当然二者之间还可设置相关的变压稳压器，此为现有技术，在此不再赘述。安装台3311的顶侧固定安装有调节电机3312，调节电机3312为旋转电机结构；所述调节电机3312可与处理器相连，处理器可预设相关程序，使得调节电机3312可自动根据太阳方位进行追踪，也可由人工在远程对调节电机3312进行控制，例如处理器与上位机相连。调节电机3312的输出轴通过联轴器固定安装有转动轴3321，转动轴3321的顶端固定安装有转动盘3314，转动盘3314的顶侧固定安装有两个支架3315，两个支架3315的顶侧固定安装有同一个u型架3316，u型架3316的四周活动套接有同一个安装框3317，安装框3317的顶侧固定安装有安装架3330，安装架3330的顶侧固定安装有太阳能电池板3310，u型架3316的两侧内壁上均转动安装有转轴3319，两个转轴3319相互靠近的一端固定安装有同一个转块3320，转块3320的一侧开设有转孔3313，转孔3313内活动安装有活动轴3322，活动轴3322的两端均延伸至转孔3313外并分别转动安装在安装框3317的两侧内壁上，安装框3317相邻的两侧均固定安装有固定块3324，两个固定块3324的底侧均活动安装有顶杆3327，调节电机3312的四周均设有固定安装在安装台3311顶侧上的弧形块3329，弧形块3329位于转动盘3314的下方，顶杆3327的底端贯穿转动盘3314并与弧形块3329的顶侧相接触。

u型架3316的两侧内壁上均开设有转槽3318，两个转轴3319相互远离的一端分别转动安装在两个转槽3318内，安装框3317的两侧内壁上均开设有活动槽3323，活动轴3322的两端分别活动安装在两个活动槽3323内，转动盘3314的顶侧开设有两个滑孔3328，两个顶杆3327的底端分别贯穿两个滑孔3328，顶杆3327的底端活动安装有滚轮，滚轮与弧形块3329的顶侧相接触，固定块3324的底侧开设有球形槽3325，球形槽3325内活动安装有球形块3326，顶杆3327的顶端固定安装在球形块3326的底侧上。

当需要根据太阳方位来调节太阳能电池板3310的角度时，启动调节电机3312，使得转动轴3321转动，转动轴3321转动带动转动盘3314转动，转动盘3314转动带动支架3315转动，支架3315转动带动u型架3316转动，u型架3316转动带动安装框3317旋转，安装框3317旋转通过安装架3330带动太阳能电池板3323旋转，同时安装框3317转动带动两个固定块3324转动，两个固定块3324转动分别带动两个顶杆3327转动，两个顶杆3327转动的同时其底端均沿着弧形块3329的顶侧上下移动，当一个顶杆3327移动带动安装框3317转动，安装框3317转动带动活动轴3322转动，活动轴3322转动在两个活动槽3323内转动，当另一个顶杆3327移动时，使得活动轴3322带动转块3320转动，转块3320通过两个转轴3319在两个转槽3318内转动，从而使得安装框3317转动通过安装架3330带动太阳能电池板3310翻转，使得太阳能电池板3310在旋转的同时能够便捷地调节其角度，从而使其能够充分地接收太阳光，提高其发电效率和能源利用率。

本实施例中，所述摄像头4通过一用于带动其在水平和竖直方向上转动的舵机云台固定在一台板5上，所述台板5的底部连接弹簧6的一端，所述弹簧6的另一端固定于车体1顶部；所述台板5的底部还连接有拉线71，所述车体1内设有收线轮72和用于驱动收线轮72旋转的收线电机73，所述拉线71穿入车体1内并绕在收线轮72上，所述收线电机73与控制器相连。弹簧6为压簧结构，用于连接台板5与车体1，并提供台板5上升的动力；拉线71可以为钢丝绳结构，拉线71缠绕在收线轮72上，当收线轮72旋转时拉线71即随之进行收放。摄像头4通过舵机云台固定在台板5上，摄像头4可以在水平和竖直方向上转动，同时，拉线71的收放可带动台板5上升或者下降，使得摄像头4可以在竖直方向上移动，从而提升了摄像头4的移动灵活度，减少了视觉死角，有效扩大了摄像头4的监测范围。

本实施例中，所述舵机云台包括旋转舵机81、旋转台82、俯仰舵机83及安装架84，所述旋转舵机81的输出轴连接在旋转台82底部并可驱动旋转台82在水平方向上转动，所述俯仰舵机83及安装架84均固定在旋转台82顶部，所述安装架84内设有用于固定摄像头4的摄像头固定架，所述俯仰舵机83的输出轴与摄像头固定架连接并可驱动摄像头固定架在竖直方向上转动；所述旋转舵机81、俯仰舵机83分别与控制器相连。旋转舵机81的输出轴垂直于水平面，旋转舵机81可以实现旋转台82的360°范围内旋转；俯仰舵机83则通过摄像头固定架带动摄像头4上下摆动俯仰，这样就实现了摄像头4的转动和摆动两个自由度的运转；旋转舵机81的旋转角度数据、俯仰舵机83的俯仰角度数据均实时传至控制器并输送至上位机，工作人员可实时调节旋转舵机81的旋转角度及俯仰舵机83的俯仰角度，以精确调整摄像头4的位置。

本实施例中，所述台板5的底部设有下凸的导向柱51，所述导向柱51设在弹簧6内，所述导向柱51的长度为弹簧6初始长度的1/7-1/5。台板5可为方形金属板结构，导向柱51则呈圆柱状；弹簧6初始长度即拉线71处于完全放松时弹簧6的长度；弹簧6套设在导向柱51外，导向柱51可对弹簧6的伸缩进行导向和限位，提高台板5的运动稳定性；同时，本实施例中，所述车体1顶部设有环形的凹槽1a，所述弹簧6的下端固定连接于凹槽1a，所述凹槽1a的内径与弹簧6的外径相适配。

本实施例中，所述行走装置包括四个位于车体1底部的链轮式履带行走机构；每一所述链轮式履带行走机构均包括行走电机91、与行走电机91相连的主轴92、安装在主轴92上的链带驱动轮93，所述链带驱动轮93上设有三角形机构架94，所述三角形机构架94的两个夹角处分别设有一个从动轮95，所述链带驱动轮93位于三角形机构架94的另一个夹角处；所述链带驱动轮93和两个从动轮95上设有一个履带96；所述行走电机91与控制器相连。链轮式履带行走机构可应对较为复杂的非结构环境，保证移动的顺利；行走电机91设在车体1内，其驱动主轴92旋转，主轴92带动链带驱动轮93转动，链带驱动轮93通过履带96驱动另两个从动轮95转动，从而实现车体1的行走；三角形机构架94优选为直角三角形结构，其中链带驱动轮93位于两从动轮95的上方；各链轮式履带行走机构独立驱动，工作人员通过上位机可调节各行走电机91的转速，由此实现机器人的行走及转向。

最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。