一种自主巡检机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种自主巡检机器人。


背景技术：

2.传统的巡检模式大多通过人工去检查，以确保设备的正常运行，避免故障发生，规避隐患，但并不是每个工作环境都适合人工去做，如高度危险的生产作业区域，人工并不方便进行检查。即使能够进入，传统的人工巡检也存在劳动强度大，工作效率低，检测质量低，手段单一等缺点。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是，提供一种自主巡检机器人，能够取代人工去各种场景进行巡检，充分保障人员安全，降低损失风险，提高巡检效率。
4.本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的自主巡检机器人，包括车架和用于驱使车架行走的行走驱动机构，其中，还包括壳体、锂电池、工控机、云台、gps定位模块、环境传感器、无线通信模块和运维平台；所述壳体安装在车架上，所述锂电池和工控机装在壳体内；所述锂电池用于对机器人整体提供动力能源；所述云台、gps定位模块、环境传感器和无线通信模块均装在壳体顶部，并同时与工控机信号连接；所述云台用于对周围环境进行拍摄；所述gps定位模块用于对机器人进行定位和导航；所述环境传感器用于在巡检过程中对周围环境进行实时检测；所述无线通信模块用于将采集的巡检信息传输至运维平台；所述工控机用于对机器人进行实时在线检测与控制，同时对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节，遇险自复位以保证系统的正常运行；所述运维平台为人机交互平台。
5.本实用新型所述的一种自主巡检机器人，其中，所述壳体的顶部安装有激光雷达，所述激光雷达与工控机信号连接，通过高速旋转的激光发射器向四周多个平面发射红外激光信号，当激光遇到物体后会形成反射信号，信号被接收器接收后将接收信号与发射信号进行比较，得到反射点距离雷达的距离，从而形成大量点云数据，通过点云数据以激光雷达作为基点构建出整个三维场景信息。
6.本实用新型所述的一种自主巡检机器人，其中，所述壳体的前、后、左、右四个侧壁上均安装有超声波雷达，通过接收反射后的超声波，探知周围的障碍物情况，所述超声波雷达与工控机信号连接。
7.本实用新型所述的一种自主巡检机器人，其中，所述壳体的前部和后部均装有安全触边，所述安全触边为柔性可弯折的带状物，当其撞击到操作者或者物体时，就会被压迫并传送信号给工控机，从而停止相应的运动，所述安全触边与工控机信号连接。
8.本实用新型所述的一种自主巡检机器人，其中，所述车架的后部安装有电压显示装置，用于在使用过程中根据电压显示判断电池电量，所述电压显示装置与工控机信号连接。
9.本实用新型所述的一种自主巡检机器人，其中，所述壳体的左右两个侧壁上均安装有用于对行走驱动机构中的齿轮架进行限位的限位总成。
10.采用以上结构后，与现有技术相比，本实用新型一种自主巡检机器人具有以下优点：本实用新型包括车架、用于驱使车架行走的行走驱动机构、壳体、锂电池、工控机、云台、gps定位模块、环境传感器、无线通信模块和运维平台，从而在工作时，可通过人工远程操控进入高度危险的生产作业区域，并在巡检过程中将采集到的相关信息通过无线通信模块实时传回到运维平台，以供工作人员进行查看，并及时发现异常状况，避免危险事故的发生。由此可见，本实用新型通过这种取代人工去各种场景进行巡检的方式，充分保障了人员的安全，有效降低损失风险，提高巡检效率。
附图说明
11.图1是本实用新型一种自主巡检机器人的立体结构示意图；
12.图2是图1中隐藏左侧车轮时的立体结构示意图；
13.图3是本实用新型一种自主巡检机器人的结构框图。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型一种自主巡检机器人作进一步详细说明：
15.如图1和图3所示，在本具体实施方式中，本实用新型一种自主巡检机器人，包括行走驱动机构2、车架3、壳体4、锂电池12、工控机13、云台8、gps定位模块10、环境传感器16、无线通信模块7和运维平台14。行走驱动机构2用于驱使整个巡检机器人行走；该行走驱动机构2主要包括车轮、齿轮架21、位于齿轮架21内的若干相啮合的传动齿轮以及用于带动齿轮转动的驱动电机，这些都已成为现有技术，详见公开号cn102267506a、名称为“复轮式移动平台”的发明公开文本。
16.壳体4安装在车架3上，锂电池12、工控机13和驱动电机均装在壳体4内，通过壳体4的密封结构，可达到防水的目的。锂电池为机器人整体提供动力能源。
17.云台8、gps定位模块10、环境传感器16和无线通信模块7均装在壳体4的顶部，并同时与工控机13信号连接。
18.云台8用于对周围环境进行拍摄。gps定位模块10用于对机器人进行定位和导航，具体采用gps实时差分定位(gps-rtk)，进而得到高精度的定位结果。环境传感器16用于在巡检过程中对周围环境进行实时检测。无线通信模块7用于将采集的巡检信息传输至运维平台14。运维平台14为人机交互平台，通过无线通信模块7和运维平台14可以远程控制机器人的运动状态，选择和发布不同的巡检任务。
19.工控机13用于对机器人进行实时在线检测与控制，同时对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节，遇险自复位以保证系统的正常运行。
20.为了进一步提高机器人作业的可靠性和安全性，在壳体4的顶部还安装有激光雷达9，激光雷达9与工控机13信号连接。激光雷达9通过高速旋转的激光发射器向四周多个平面发射红外激光信号，当激光遇到物体后会形成反射信号，信号被接收器接收后将接收信号与发射信号进行比较，即可以得到反射点距离雷达的距离，从而形成大量点云数据，通过
点云数据可以以激光雷达作为基点构建出整个三维场景信息。此外，还在壳体4的前、后、左、右四个侧壁上安装有超声波雷达5，通过接收反射后的超声波，探知周围的障碍物情况，超声波雷达5与工控机13信号连接。又在壳体4的前部和后部安装有安全触边6，安全触边6为柔性可弯折的带状物，当其撞击到操作者或者物体时，就会被压迫并传送信号给工控机13，从而停止机器人相应的运动。安全触边6与工控机13信号连接。
21.车架3的后部安装有电压显示装置11，用于在使用过程中根据电压显示判断电池的电量，电压显示装置11与工控机13信号连接。
22.结合图2，壳体4的左右两个侧壁上均安装有用于对行走驱动机构2中的齿轮架21进行限位的限位总成1。限位总成1为一个环形限位套，固定安装在壳体4的侧壁上；环形限位套的外部套设有橡胶套。在行走驱动机构2工作时，限位总成1能够对齿轮架21进行机械限位，防止巡检机器人作业过程中发生侧翻、倾覆等状况，进一步提高了作业的安全性能。
23.依靠slam技术，通过激光雷达9和gps定位模块10来进行同步定位及地图构建，从而实现巡检机器人的自主运动，将巡检机器人从当前位置移动到设置的巡检点位。通过激光雷达9、超声波雷达5以及避障算法可以在机器人自主巡检过程中对障碍物进行避让，提高了自主巡检过程中的安全性，防止机器人自主巡检过程中与人或者物体发生碰撞。环境传感器16可以在巡检过程中对周围环境进行实时检测。通过云台8和环境传感器16，可以采集不同的巡检信息。到达指定巡检点位后，根据预设角度调节云台8进行拍摄，经过预处理和识别之后，将拍摄的图片和识别后的结果传回服务器。最后通过无线通信模块7将采集到的巡检信息及时传输至运维平台14，工作人员可以根据巡检信息及时发现异常状况，避免危险事故的发生。
24.本实用新型巡检机器人的出现，可以很好的帮助企业解决诸多问题，同时预留有相应的电气机械接口，根据需要，还可加装客户指定的传感器，如气体传感器、声音传感器、温湿度传感器等。自主巡检机器人在保障人员安全、降低损失风险、提高巡检效率等方面可以发挥巨大的作用。
25.本实用新型具备良好的移动性能、越障性能、操作简易性能。能够适应不同的巡检场景，并且可以采集多种不同的巡检状态参数，使得巡检效果得到提升。本实用新型克服了人工巡检方式存在的巡检时间长、危险性高、劳动强度大的问题，能够实现自动巡检，且运行平稳，巡检质量高。
26.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围内。