一种轨道智能巡检机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种轨道智能巡检机器人，包括云台模块、滚轮、驱动模块、控制模块和轨道，驱动模块和云台模块分别与控制模块对应连接；其特征在于：还包括上壳体、下壳体和集电器，驱动模块、控制模块、滚轮和集电器均安装于上壳体上，云台模块安装于下壳体的下端，滚轮置于轨道上，轨道的其中一端接入电源，集电器与轨道接触并将电源传输给驱动模块和控制模块，驱动模块控制滚轮运行。本实用新型将轨道既作为机器人运行的轨道路径，也作为机器人电力能源的传输介质，从而实现为机器人在线提供电源的目的，大大简化机构，降低成本；由于能够在线获得电源，所以驱动模块能够直接为滚轮提供动力，实现无外露牵引的驱动结构。
【专利说明】一种轨道智能巡检机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种轨道智能巡检机器人，尤其涉及一种整合机械、电子、控制、光学的机电一体化高精度的轨道智能巡检机器人。
【背景技术】
[0002]近年来，随着生产力的发展，传统固定式的视频监控设备在各类机房、工厂生产线、大型教室、走廊已无法满足多元化的市场需求，一种可移动巡视巡检、动力监控、环境监控、安全监控、IT设备监控、能源监测、资产管理于一体，通过统一的系统平台管理各种设备、获取各类信息、联动各类报警的在架设的轨道上智能巡检的机器人应运而生。由于实现了全方位、多角度的智能化巡检，减少了环境监控、设备维护人员数量，实现了无人化操作，减少了人员进出危险环境的安全风险，提高了监控巡检质量，降低了企业成本，所以架设在轨道上的智能巡检机器人即轨道智能巡检机器人极大的满足了市场需求。
[0003]如图1所示，传统的轨道智能巡检机器人主要由云台模块6、驱动模块1、轨道2、运行机构3、滑触受电模块4和车体控制模块5组成，其主要工作原理为:机器人沿轨道2运行时，由安装在车体内部的驱动电机齿轮机构与沿着轨道方向安装的驱动模块I (图中为齿条)啮合传动，带动运行机构3 (图中为滚轮)实现在轨道2上的前进和后退，同时云台模块6完成对轨道2两侧的巡检项目实时的视频及图像监控。
[0004]上述传统轨道智能巡检机器人的轨道仅用于作为车轮载体，功能单一，电力传输采用滑触线受电，成本较高。另外还存在以下缺点:
[0005]1、驱动方式采用齿轮齿条方式，结构较重，且成本较高；
[0006]2、运行机构滚轮固定，运行有出现4个车轮不在同一平面，车体运行时产生晃动现象，影响视频级图像监控效果；
[0007]3、轨道部分集中齿条、滑触线等，工序繁琐复杂，精度要求高，施工困难；
[0008]4、无音频及对讲功能，无法获取现场的声音信息，缺少故障的判断方法，不利于远程控制中心人员对现场情况的初步判断；如若现场有维护人员，也无法及时与远程控制中心沟通交流；
[0009]5、当现场(例如:电力机房)环境温度异常时，对电力设备构成重大威胁，，无温湿度传感器功能，控制中心无法对环境温度异常作出判断，隐藏极大的安全忧患。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种整合机械、电子、控制、光学的机电一体化高精度的轨道智能巡检机器人。
[0011]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0012]一种轨道智能巡检机器人，包括云台模块、滚轮、驱动模块、控制模块和轨道，所述驱动模块和所述云台模块分别与所述控制模块对应连接；还包括上壳体、下壳体和集电器，所述驱动模块、所述控制模块、所述滚轮和所述集电器均安装于所述上壳体上，所述云台模块安装于所述下壳体的下端，所述滚轮置于所述轨道上，所述轨道的其中一端接入电源，所述集电器与所述轨道接触并将电源传输给所述驱动模块和所述控制模块，所述驱动模块控制所述滚轮运行。
[0013]加装集电器后，轨道既作为机器人运行的轨道路径，也作为机器人电力能源的传输介质，从而实现为机器人在线提供电源的目的；由于能够在线获得电源，所以驱动模块能够直接为滚轮提供动力，实现无外露牵引的驱动结构；上壳体和下壳体分开设计便于安装。
[0014]具体地，所述云台模块包括相机、电机驱动单元、传动单元、控制单元和加热模块，所述控制单元的控制输入端与所述控制模块的云台控制输出端连接，所述电机驱动单元和所述加热模块分别与所述控制单元连接，所述相机通过所述传动单元与所述电机驱动单元连接。云台模块是轨道式巡检机器人的核心部件，可搭载双视定焦相机，低温状态下，加热模块可自行启动对相机进行加热升温保护，避免相机在低温下无法工作。
[0015]进一步，所述机器人还包括安装于所述上壳体上的温湿度传感器，所述温湿度传感器的信号输出端与所述控制模块的温湿度信号输入端连接。温湿度传感器可对现场环境的温湿度异常进行实时检测，便于控制中心对现场环境情况的掌握。
[0016]进一步，所述机器人还包括安装于所述上壳体上的对讲器。在现场有人员工作时，便于通过对讲器与远程控制中心的人员及时沟通交流。
[0017]进一步，所述机器人还包括安装于所述上壳体上的麦克风和扬声器，所述麦克风的信号输入端和扬声器的信号输入端分别与所述控制模块的音、视频信号输出端连接。当现场有异常情况时，可通过麦克风采集现场声音信息，便于故障诊断，并通过扬声器通知现场人员排除故障。
[0018]进一步，所述机器人还包括安装于所述上壳体上的RFID传感器，所述RFID传感器的信号输出端与所述控制模块的RFID信号输入端连接。RFID传感器用于记录机器人行进里程并及时校准自身位置来精确定位当前坐标。
[0019]进一步，所述下壳体上还安装有橡胶自粘型密封条。在地震等极端情况下，橡胶自粘型密封条能起到保护机器人避免掉落的作用。
[0020]进一步，所述下壳体上还安装有三色状态灯，起到指示作用。
[0021]作为优选，所述滚轮通过悬挂装置安装于所述上壳体上。
[0022]本实用新型的有益效果在于:
[0023]本轨道智能巡检机器人具有以下优点:
[0024]1、轨道既作为机器人运行的轨道路径，也作为机器人电力能源的传输介质，从而实现为机器人在线提供电源的目的，省去了传统的滑触线取电方式，降低了成本，还可以通过电力载波模块和外界进行信息数据交流，大大简化机构，降低成本；由于能够在线获得电源，所以驱动模块能够直接为滚轮提供动力，实现无外露牵弓I的驱动结构；
[0025]2、安全可靠:本机器人的橡胶自粘型密封条可有效避免机器人掉落的危险隐患，避免人员及财产的重大损失；
[0026]3、驱动模块的加热模块可自行起动对相机进行加热升温保护，避免相机在低温下无法工作；可以适应极低温度环境下的使用需求，扩大了市场应用范围，增强了产品市场竞争力；
[0027]4、本轨道机器人的滚轮采用悬挂方式安装于上壳体上，具有一定弹性，保证滚轮与轨道面接触稳定可靠，保证机器人运行稳定性；
[0028]5、本轨道机器人搭载麦克风和扬声器，当现场有异常情况时，可采集现场声音信息，便于故障诊断与排除；
[0029]6、本轨道机器人搭载对讲器，在现场有人员工作时，便于通过对讲器与远程控制中心的人员及时沟通交流；
[0030]7、本轨道机器人搭载温湿度传感器，可对现场环境的温湿度异常实时检测，便于控制中心对现场环境情况的掌握；
[0031]8、本轨道机器人搭载RFID传感器，便于记录机器人行进里程并及时校准自身位置来精确定位当前坐标。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是传统轨道智能巡检机器人的立体结构示意图；
[0033]图2是本实用新型所述轨道智能巡检机器人的主视结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0035]如图2所示，本实用新型所述轨道智能巡检机器人包括上壳体7、下壳体17、轨道
15、滚轮14、云台模块19、驱动模块10、控制模块11、集电器21、温湿度传感器20、对讲器12、麦克风、扬声器和RFID传感器8，驱动模块10和云台模块19分别与控制模块11对应连接，驱动模块10、控制模块11、滚轮14、集电器21、温湿度传感器20、对讲器12、麦克风、扬声器和RFID传感器8均安装于上壳体7上，其中，滚轮14通过悬挂装置13安装于上壳体7上，云台模块19安装于下壳体17的下端，滚轮14置于轨道15上，轨道15的其中一端接入电源，集电器21与轨道15接触并将电源传输给驱动模块10和控制模块11，驱动模块10控制滚轮14运行，温湿度传感器20的信号输出端与控制模块11的温湿度信号输入端连接，麦克风和扬声器合并为语音广播模块9，语音广播模块9的信号输入端与控制模块11的音、视频信号输出端连接，RFID传感器8的信号输出端与控制模块11的RFID信号输入端连接，下壳体17上还安装有橡胶自粘型密封条16和三色状态灯18。
[0036]上述结构中的各模块、装置和部件均为现有常规部件，其中，云台模块19包括相机、电机驱动单元、传动单元、控制单元和加热模块，控制单元的控制输入端与控制模块的云台控制输出端连接，电机驱动单元和加热模块分别与控制单元连接，相机通过传动单元与电机驱动单元连接；轨道15采用标准优质20#钢型材，重量轻，刚度大，价格低廉；三色状态灯18也可用于在机房等光线黑暗的场合下下提供照明，以获得极佳的视频图像监控效果；控制模块主要由主控板、PLC、交换机、RFID、IP板、机芯转接板和散热风扇组成，是本机器人控制系统总成；悬挂装置13通过销轴铰连接传动，可以避免由于轨道15的上面高低不平，4个滚轮14不在同一平面，致使滚轮悬空的情况而打滑的现象，从而使机器人运行时滚轮14始终与轨道15的上面接触；驱动模块13主要由电机、渐开线圆柱齿轮、传动轴、轴承座和主动滚轮(滚轮14中具有驱动能力的滚轮)组成，是巡检机器人的动力部分，其结构简单，采用齿轮副传动，传动效率高，结构紧凑，传动所需空间小，工作可靠，维护方便简单，传动比稳定，传动精确平稳。[0037]本轨道智能巡检机器人的工作原理如下:
[0038]巡检机器人运行于圆形截面式的轨道15上，滚轮14的踏面与轨道15的上面相切接触，轨道15的两端接入AC24V±5V电源，车体通过集电器21以滑触方式分别从两条轨道15受电输入电源作为车体动力能源，两条轨道15彼此绝缘，轨道15上的电压为低压安全电压，两条轨道15既作为车体运行的载体，同时也是低压带电动力能源传输介质，且可以通过电力载波模块和外界进行信息交流，通过控制模块11中的通信模块，机器人和外界可交互如下信息:控制命令、各类传感器采集数据、现场实时可见光视频、图像、语音、机器人状态数据等；机器人驱动采用步进伺服技术，准确、稳定可靠、响应速度快速；在机器人的运动过程中，位于每个轨道节点吊架的RFID传感器8记录行进里程并及时校准自身位置来精确定位当前坐标，本机器人通过云台模块19搭载一台高清可见光摄像机，结合云台模块19的水平、垂直转动功能及机器人沿轨道15行走的能力，可实现机房等场合内的可见光双目视频监控；计算机或工作人员可通过视频发现异常情况并判断其准确位置，可以实现2自由度全方位视角实时监控及数据采集工作；本机器人的控制模块11可控制机器人进行自动巡检，实现对机房内设备及环境的定期、反复巡检及故障预警；其巡检内容包括:机房内设备仪表读数值、设备状态灯显示状态、开关闭合状态、环境温度及是否正常、环境湿度及是否正常、设备温度及是否超标等。
[0039]上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
【权利要求】
1.一种轨道智能巡检机器人，包括云台模块、滚轮、驱动模块、控制模块和轨道，所述驱动模块和所述云台模块分别与所述控制模块对应连接；其特征在于:还包括上壳体、下壳体和集电器，所述驱动模块、所述控制模块、所述滚轮和所述集电器均安装于所述上壳体上，所述云台模块安装于所述下壳体的下端，所述滚轮置于所述轨道上，所述轨道的其中一端接入电源，所述集电器与所述轨道接触并将电源传输给所述驱动模块和所述控制模块，所述驱动模块控制所述滚轮运行。
2.根据权利要求1所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述云台模块包括相机、电机驱动单元、传动单元、控制单元和加热模块，所述控制单元的控制输入端与所述控制模块的云台控制输出端连接，所述电机驱动单元和所述加热模块分别与所述控制单元连接，所述相机通过所述传动单元与所述电机驱动单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述机器人还包括安装于所述上壳体上的温湿度传感器，所述温湿度传感器的信号输出端与所述控制模块的温湿度信号输入端连接。
4.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述机器人还包括安装于所述上壳体上的对讲器。
5.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述机器人还包括安装于所述上壳体上的麦克风和扬声器，所述麦克风的信号输入端和扬声器的信号输入端分别与所述控制模块的音、视频信号输出端连接。
6.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述机器人还包括安装于所述上壳体上的RFID传感器，所述RFID传感器的信号输出端与所述控制模块的RFID信号输入端连接。
7.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述下壳体上还安装有橡胶自粘型密封条。
8.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述下壳体上还安装有三色状态灯。
9.根据权利要求1或2所述的轨道智能巡检机器人，其特征在于:所述滚轮通过悬挂装置安装于所述上壳体上。
【文档编号】G05D1/02GK203616653SQ201320839165
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】鲜开义, 宋晖 申请人:成都慧拓自动控制技术有限公司