一种带有独立转向系统的巡检机器人的制作方法

本实用新型属于巡检机器人技术领域，特别涉及一种带有独立转向系统的巡检机器人。

背景技术：

目前变电站的巡检作业主要是以运维人员人工巡检为主，人工巡检主要是通过手持热像仪或头戴式热像仪进行设备温度的检测，关于表记的识别则更多的是依靠运维人员的目测等感官来判别的。变电站一般具有占地面积较大、设备数量多且多数设备需要人保持的安全距离较大等特点，因此人工巡检作业中运维人员的工作量较大，工作难度较高，难免出现对设备表记的误判；由于设备的巡检周期较短，遇到恶劣天气时，对运维人员的人身安全、身体健康等都存在着不小的考验；同时，运维人员不可能长时间不间断地进行巡检作业，从而导致个人巡检效率过低；从而需要局方投入大量的运维人员参与巡检作业，增大了运营成本。

变电站智能巡检机器人主要是用于对变电站室外设备进行自主巡检与数据采集；通过无线通信系统，将巡检数据实时传输至本地监控后台，完成数据的分析处理及预警、告警等功能；通过远程集控后台实现系统远程集控管理。

变电站智能巡检机器人具备自主导航、定位、充电、巡检功能，应用红外热成像和高清视频双视结合技术，精确识别变电站内各类仪表读数及设备的电流、电压致热现象，及时发现设备缺陷，提高设备巡视效率。同时，通过后台数据分析及时将异常信息告知相关运维人员，以便运维人员及时处理异常问题。变电站普遍存在设备数量多、密度大；巡检道路偏窄；道路路况复杂等问题。针对以上情况，对智能巡检机器人的行走要求必须具有动力强劲、转向灵活、转弯半径小等特点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够使得巡检机器人灵活转弯、变道，满足巡检要求的带有独立转向系统的巡检机器人。

为此，本实用新型的技术方案是：一种带有独立转向系统的巡检机器人，包括巡检小车，巡检小车下方设有四个车轮，四个车轮成正方形排列；其特征在于：所述每个车轮均带有一独立转向系统，独立转向系统分为转向组件、转臂和驱动组件，转向组件和驱动组件通过转臂相连；所述转向组件包括转向电机、谐波减速器和磁编码器，转向电机安装在巡检小车上，所述转向电机和谐波减速器同轴连接，磁编码器安装在谐波减速器的输出端，谐波减速器的输出端连接转臂上端；所述驱动组件包括驱动电机和行星减速机，驱动电机安装在转臂下端，驱动电机、行星减速机和车轮中心同轴连接。

本实用新型采用四轮转向的转向方式，对每个车轮均设置了转向驱动系统，使得每个车轮均可进行独立的转向和移动，理论转弯半径可等同车身长度，原地360度转弯。转向组件可通过转臂带动车轮以及驱动组件水平旋转，即更改巡检小车的行进方向，驱动组件带动车轮竖直旋转；驱动电机、行星减速机和车轮中心同轴连接，避免了更多的机械噪音，也简化了装配工艺，更适合投入批量生产作业中；磁编码器装配在谐波减速器的输出端以最大限度的减小机械误差、间隙带来的角度反馈误差，使得实际控制中对转向角度的控制更加精确。

附图说明

以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型独立转向系统的分布图。

图中标记为：底板1、车轮2、转臂3、驱动组件4、直流电机41、行星减速机42、编码器43、转向组件5、步进电机51、谐波减速机52、磁编码器53、独立转向系统6。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括巡检小车，巡检小车下方的底板1上设有四个车轮2，四个车轮成正方形排列；所述每个车轮2均带有一独立转向系统6，独立转向系统6分为转向组件5、转臂3和驱动组件4，转向组件5和驱动组件4通过转臂3相连；最终的车体则有四个独立转向系统6及固定模块的小车底板1组成，独立转向系统的四个固定位置呈正方形排布，正方形的中心位于底板的正中心。这样利于控制软件的算法简化，同时可达原地转弯的目的。

所述驱动组件4主要由直流电机41、行星减速机42及编码器43组成，直流电机41通过电机座安装在转臂3下端，行星减速机42安装在直流电机41的电机轴上，行星减速机42的输出端连接车轮中心的轴承；直流电机41、行星减速机42与车轮2中心同轴连接，避免了更多的机械噪音（若动力输入端与车轮端轴线垂直则会多一组换向齿轮，增加了不必要的噪音），同时，也简化了装配工艺，更适合投入批量生产作业中。

所述转向组件5主要由步进电机51、谐波减速机52及磁编码器53组成，步进电机51通过电机座安装在小车底板上，谐波减速机52安装在步进电机的电机轴上，磁编码器53装配在谐波减速机的输出端，谐波减速机的输出端连接转臂3的上端，带动转臂转动；步进电机51与谐波减速机52同样以直连的方式装配以减小噪音及简化装配工艺。而磁编码器53则装配在谐波减速机的输出端以最大限度的减小机械误差、间隙带来的角度反馈误差。使得实际控制中对转向角度的控制更加精确。

在实际运行过程中，由于转臂3、驱动组件与车轮2相对静止，而与转向组件相对运动，故会出现驱动组件的电源线及信号线在转向时出现扭动的现象。针对此问题，我们将驱动组件的走线路径定为：线束从电机罩出来后，通过转臂走至转向组件的轴心位置，再经过转向轴（空心轴）走至底板上方，达到驱动组件线束相对底板静止的效果。由此则有效的避免了线束在机器人运行过程中扭动的现象。