一种室外巡检机器人系统的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种室外巡检机器人系统。

背景技术：

传统的园区、工业区、住宅区等室外巡检安保工作基本依靠大量保安人员，但随着我国经济不断发展，园区、社区占地面积不断扩大，保安人员愈发满足不了日益复杂化的安保需求。由此，一种用于室外巡检的机器人便应运而生。室外巡检机器人可依据设定程序，协助或取代人类执行安保巡检的任务，其可以严格遵守工作流程，并可持续高强度工作，弥补保安人员工作上的一些不足。

但现有的用于室外巡检的机器人大多存在装置笨拙、功能单一、巡检路线固定、探测能力差、临危提示警报能力缺乏、不能人机互动交流、能源消耗过快等一系列问题。

综上可知，所述室外巡检的机器人，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种室外巡检机器人系统，该系统可自动规划巡检路线、自动避障、警示性强、续航能力强，实现灵活巡检。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种室外巡检机器人系统，包括机器人本体、控制模块、驱动装置、探测模块、动力供给装置；所述机器人本体包括头部、颈部、身体本部、底盘；所述身体本部的底部与底盘可拆卸式连接，顶部通过颈部与头部连接；所述驱动装置安装于底盘上，用于驱动机器人本体移动；所述探测模块用于探测机器人本体的附近环境状况，并将探测结果反馈至控制模块以控制驱动装置工作；所述动力供给装置用于为机器人系统运转提供能源。

进一步地，所述探测模块包括激光雷达、声呐、物理碰撞传感器、跌落传感器；所述激光雷达置于颈部，用于大范围、全方位探测并反馈巡检区域的道路、障碍物信息；所述声呐置于身体本部，用于通过声波定向探测并反馈小范围障碍物的距离信息；所述物理碰撞传感器安装于底盘，用于碰撞检测并反馈障碍物的位置信息；所述跌落传感器安装于底盘，用于探测并反馈道路是否凹凸不平；所述控制模块用于接收探测模块的反馈信息以自动生成巡检路线，并控制驱动装置工作。

进一步地，所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块电性连接的检测模块；所述检测模块包括雨水检测传感器、光照检测传感器、照明灯；所述雨水检测传感器置于头部，用于检测巡检区域的雨水信息并反馈至控制模块以控制驱动装置工作；所述光照检测传感器安装于身体本部，用于检测巡检区域的光照度并反馈至控制模块以控制照明灯的开启或关闭。

进一步地，所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块电性连接的采集模块；所述采集模块包括若干摄像头，若干摄像头沿头部周向分布，用于拍摄和记录巡检区域的物理环境信息。

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机、若干驱动轮、若干万向轮；所述若干驱动轮、若干万向轮均安装在底盘上；所述驱动电机用于驱动驱动轮带动万向轮移动，以实现机器人本体的移动。

进一步地，所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块电性连接的互动交流模块；所述互动交流模块包括麦克风、喇叭；所述麦克风安装于头部，用于接收外部的语音信息；所述喇叭安装于底盘，用于播放系统的语音信息。

进一步地，所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块电性连接的警示装置；所述警示装置包括警示灯、状态指示灯、两转向灯；所述警示灯置于头部，用于警示异常信息；所述状态指示灯安装于身体本部，用于显示工作状态信息；所述两转向灯分别安装于身体本部的两侧，用于显示机器人本体的转向信息。

进一步地，所述动力供给装置与控制模块电性连接；所述动力供给装置包括电池、自动充电模块；所述自动充电模块用于经外部电源为电池充电。

进一步地，所述身体本部包括骨架、前壳、后壳、维修盖；所述骨架顶部、底部分别与颈部、底盘连接；所述前壳、后壳均可拆卸式安装在骨架上，用于保护身体本部不易损坏；所述后壳设有维修口，维修盖用于覆盖在该维修口。

进一步地，所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块电性连接的急停按钮；所述急停按钮用于紧急停止系统运作。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)设有激光雷达、声呐、物理碰撞传感器三重探测，可全方位、无死角、近距离地探测巡检区域的环境状况，自动规划最佳巡检路线，避免障碍物的阻隔，提高巡检效率；

2)设有跌落传感器，可探测道路是否凹凸坑洼，以反馈至控制模块控制机器人本体自动绕道，以提高机器人移动的稳定性；

3)设有雨水检测传感器、光照检测传感器，可避免系统在恶劣、昏暗的环境下工作，提高机器人的安全性；

4)机器人本体包括头部、颈部、身体本部、底盘，将其他模块及装置分布在机器人本体的各部位上，以便进行有效巡检；

5)设有警示装置，可供工作人员、行人及时发现异常信息；

6)设有互动交流模块，以方便交流互动；

7)设有自动充电模块，自主续航能力强。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型爆炸图；

图3为本实用新型正视角结构示意图；

图4为本实用新型后视角结构示意图；

图5为本实用底盘结构示意图；

图6为本实用新型原理性框图；

其中，附图标识说明：

1—机器人本体； 2—控制模块；

3—驱动装置； 4—探测模块；

5—动力供给装置； 6—检测模块；

7—采集模块； 8—互动交流模块；

9—警示装置； 10—急停按钮；

11—头部； 12—颈部；

13—身体本部； 14—底盘；

31—驱动电机； 32—驱动轮；

33—万向轮； 41—激光雷达；

42—声呐； 43—物理碰撞传感器；

44—跌落传感器； 51—电池；

52—自动充电模块； 61—雨水检测传感器；

62—光照检测传感器； 63—照明灯；

81—麦克风； 82—喇叭；

91—警示灯； 92—状态指示灯；

93—转向灯； 131—骨架；

132—前壳； 133—后壳；

134—维修盖。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至6所示，本实用新型提供一种室外巡检机器人系统，包括机器人本体1、控制模块2、驱动装置3、探测模块4、动力供给装置5；所述机器人本体1包括头部11、颈部12、身体本部13、底盘14；所述身体本部13的底部与底盘14可拆卸式连接，顶部通过颈部12与头部11连接；所述驱动装置3安装于底盘14上，用于驱动机器人本体1移动；所述探测模块4用于探测机器人本体1的附近环境状况，并将探测结果反馈至控制模块2以控制驱动装置3工作；所述动力供给装置5用于给机器人系统运转提供能源。

其中，所述探测模块4包括激光雷达41、声呐42、物理碰撞传感器43、跌落传感器44；所述激光雷达41置于颈部12，用于大范围、全方位探测并反馈巡检区域的道路、障碍物信息；所述声呐42置于身体本部13，用于通过声波定向探测并反馈小范围障碍物的距离信息；所述物理碰撞传感器43安装于底盘14，用于碰撞检测并反馈障碍物的位置信息；所述跌落传感器44安装于底盘14，用于探测并反馈道路是否凹凸不平；所述控制模块2用于接收探测模块4的反馈信息以自动生成巡检路线，并控制驱动装置3工作。

所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块2电性连接的检测模块6；所述检测模块6包括雨水检测传感器61、光照检测传感器62、照明灯63；所述雨水检测传感器61置于头部11，用于检测巡检区域的雨水信息并反馈至控制模块2以控制驱动装置3工作；所述光照检测传感器62安装于身体本部13，用于检测巡检区域的光照度并反馈至控制模块2以控制照明灯63的开启或关闭；所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块2电性连接的采集模块7；所述采集模块7包括若干摄像头，若干摄像头沿头部11周向分布，用于拍摄和记录巡检区域的物理环境信息。

所述驱动装置3包括驱动电机31、若干驱动轮32、若干万向轮33；所述若干驱动轮32、若干万向轮33均安装在底盘14上；所述驱动电机31用于驱动驱动轮32带动万向轮33移动，以实现机器人本体1的移动；所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块2电性连接的互动交流模块8；所述互动交流模块8包括麦克风81、喇叭82；所述麦克风81安装于头部11，用于接收外部的语音信息；所述喇叭82安装于底盘14，用于播放系统的语音信息；所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块2电性连接的警示装置9；所述警示装置9包括警示灯91、状态指示灯92、两转向灯93；所述警示灯91置于头部11，用于警示异常信息；所述状态指示灯92安装于身体本部13，用于显示工作状态信息；所述两转向灯93分别安装于身体本部13的两侧，用于显示机器人本体1的转向信息。

所述动力供给装置5与控制模块2电性连接；所述动力供给装置5包括电池51、自动充电模块52；所述自动充电模块52用于为电池51充电；所述身体本部13包括骨架131、前壳132、后壳133、维修盖134；所述骨架131顶部、底部分别与颈部12、底盘14连接；所述前壳132、后壳133均安装在骨架131上，用于保护身体本部13不易损坏；所述维修盖134置于后壳133上，用于方便对机器人系统调试、维修；所述室外巡检机器人系统还包括与控制模块2电性连接的急停按钮10；所述急停按钮10用于紧急停止机器人系统运作。

本实用新型工作原理：

该室外巡检机器人本体1包括四大部分：头部11、颈部12、身体本部13、底盘14：

头部11，其上分布有警示灯91、雨水检测传感器61、采集模块7、麦克风81。其中，警示灯91与雨水检测传感器61安装固定在机器人本体1的头部11顶部，当机器人本体1遇到异常情况时，头部11顶部的警示灯91会发出警报；当机器人本体1所处的室外环境下雨时，机器人本体1头部11顶部的雨水检测传感器61检测到外部环境正在下雨，并反馈给控制模块2判断环境的雨量值(根据预设值判断)，以控制机器人本体1返回室内环境暂停工作或继续待在室外工作；采集模块7位于头部11的中部，包括4个摄像头，分别置于机器人本体1的前后左右四个方向，用于拍摄和记录机器人本体1四周的环境；麦克风81位于头部11的下部，通过麦克风81可以与机器人系统进行互动交流。

颈部12，其上分布有激光雷达41，激光雷达41相当于机器人系统的眼睛，它可以探测机器人本体1周围的环境，并且构建地图，从而方便驱动装置3驱动机器人本体1行走。

身体本部13包括前壳132、后壳133、骨架131、维修盖134；身体本部13上分布有照明灯63、声呐42、状态指示灯92、急停按钮10、自动充电模块52、两转向灯93、控制模块2、电池51。前壳132为机器人本体1的身体本部13前部的外壳，安装在骨架131上；照明灯63安装在前壳132上，当机器人本体1所处的环境光线比较暗时，经光照检测传感器62检测后反馈至控制模块2以控制照明灯63打开照亮前面的路；后壳133为机器人本体1的身体本部13后部的外壳，与前壳132相互固定，同时也会锁在骨架131上；维修口置于后壳133上，维修盖134覆盖在维修口上，通过维修口可以比较方便地对机器人系统进行调试、维修与更换零部件；声呐42，用于探测机器人本体1的近距离的障碍物，在前壳132与后壳133都有安装，实现机器人系统360°无死角检测障碍物；急停按钮10，用于机器人系统出现异常情况时，及时控制机器人系统停下，安装在身体本部13后壳133上；状态指示灯92，用于显示机器人系统的正常与否的状态、电量状态以及充电状态等，也安装在身体本部13后壳上；自动充电模块52，安装在身体本部13后壳133的下方，当机器人系统电量不足时，通过此模块可进行自动充电(该模块可连接外部市电或太阳能板等电源以给电池充电)；转向灯93，在机器人本体1的左边与右边各装有一个，当机器人本体1向左转的时候，左边的转向灯93亮起，当机器人本体1向右转的时候，右边的转向灯93亮起；骨架131支撑着机器人本体1的重量，它通过型材与底盘14相连；控制模块2为机器人系统的核心，机器人系统的所有控制都集中于此，它安装固定在骨架131内；电池51，用于给整个机器人系统提供动力电源(本实用新型还可以采用其他能源为系统提供动力)。

底盘14，其上分布有物理碰撞传感器43、万向轮33、驱动轮32、驱动电机31、跌落传感器44、喇叭82。物理碰撞传感器43安装在底盘14上，它属于机器人系统安全的最后一道防线，当机器人系统激光雷达41、声呐42等传感器都没有检测到障碍物时，最后此障碍物被机器人本体1撞上并触发机器人系统上的物理碰撞传感器43，从而使机器人系统感应到此处存在障碍物；驱动电机31驱动驱动轮32带动万向轮33运转，以实现机器人本体1沿自动生成的巡检路线移动；跌落传感器44主要是用来探测机器人本体1前方地面是否凹凸不平；喇叭82用来播放机器人系统的声音。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。