室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，包括：包括巡檢機(jī)器人本體，所述巡檢機(jī)器人本體固定在移動(dòng)平臺上，所述移動(dòng)平臺在軌道上滑動(dòng)，所述移動(dòng)平臺與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與上位機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與供電裝置連接，所述巡檢機(jī)器人本體上設(shè)有云臺，云臺上設(shè)有檢測組件，所述移動(dòng)平臺下方設(shè)有多連桿抓取裝置，所述多連桿抓取裝置上設(shè)有位置標(biāo)簽識別裝置。本實(shí)用新型的有益效果是機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)三維空間上的巡檢，僅需一臺機(jī)器人即可完成對不同變電站小室的巡檢，本實(shí)用新型克服了機(jī)器人運(yùn)行空間死角，提高了機(jī)器人利用率。
【專利說明】室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于特種機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中存在以下技術(shù)問題:
[0003]1、中國實(shí)用新型專利(申請?zhí)枮?01310040511.1，名稱為“帶拐彎裝置的軌道機(jī)器人”)以及中國實(shí)用新型專利(申請?zhí)?01210493890.5，名稱為“直角拐彎運(yùn)輸車”)，都提出了在軌道路徑轉(zhuǎn)彎時(shí)的解決方案，但以上方案只局限在二維空間內(nèi)的研究。二維空間內(nèi)機(jī)器人只能在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)行，難以對設(shè)備進(jìn)行全方位的準(zhǔn)確巡檢。
[0004]2、現(xiàn)有技術(shù)通常在變電站不同室內(nèi)安裝分別安裝機(jī)器人和固定點(diǎn)檢測裝置來實(shí)現(xiàn)變電站不同小室內(nèi)設(shè)備的巡檢工作，施工量大，成本較高。
[0005]3、由于室內(nèi)空間有限，現(xiàn)有技術(shù)面對室內(nèi)和室外的一些雜物或工件的抓取存在一定的技術(shù)困難，需要人工處理，而且現(xiàn)有的抓取裝置在抓取工件不穩(wěn)的情況下容易給其他設(shè)備帶來損傷。
[0006]4、現(xiàn)有的抓取裝置難以實(shí)現(xiàn)長距離移動(dòng)和抓取，而且大部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，該裝置設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元，能夠適應(yīng)三維軌道路徑的運(yùn)行。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人本體，所述巡檢機(jī)器人本體固定在移動(dòng)平臺上，所述移動(dòng)平臺在室內(nèi)多維軌道上滑動(dòng)，所述移動(dòng)平臺與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與供電裝置連接，所述巡檢機(jī)器人本體上設(shè)有云臺，云臺上設(shè)有檢測組件，所述移動(dòng)平臺下方設(shè)有多連桿抓取裝置。
[0010]所述控制系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)控制箱，所述運(yùn)動(dòng)控制箱分別與檢測組件、云臺、抓取驅(qū)動(dòng)裝置、開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、終端通信箱、運(yùn)動(dòng)位置標(biāo)簽識別裝置和開關(guān)門位置標(biāo)簽識別裝置連接；所述終端通信箱與后臺監(jiān)控箱連接。
[0011]所述抓取驅(qū)動(dòng)裝置分別與飛輪電機(jī)、第一伸縮桿電機(jī)、第二伸縮桿電機(jī)、擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述飛輪電機(jī)與飛輪連接，所述第一伸縮桿電機(jī)與第一伸縮桿連接，所述第二伸縮桿電機(jī)與第二伸縮桿連接，所述擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)與擺桿連接。
[0012]所述運(yùn)動(dòng)控制箱通過滑觸線與終端通信箱連接。
[0013]所述終端通信箱通過光纖與后臺監(jiān)控箱連接。
[0014]所述抓取驅(qū)動(dòng)裝置與多連桿抓取裝置連接。
[0015]所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內(nèi)，所述終端控制箱安裝在待巡檢的某一小室內(nèi)，所述運(yùn)動(dòng)控制箱安裝在機(jī)器人本體上，所述云臺安裝在運(yùn)動(dòng)控制箱上。
[0016]所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和編碼器，用于控制機(jī)器人沿軌道運(yùn)行，所述伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上帶有編碼器。
[0017]所述軌道為水平導(dǎo)軌、豎直導(dǎo)軌和弧形導(dǎo)軌組合成的復(fù)合導(dǎo)軌，安裝在變電站不同小室內(nèi)和小室之間。
[0018]所述移動(dòng)平臺包括:兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元以及用于連接兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的二次連接板；所述兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；
[0019]所述每一組軌道運(yùn)動(dòng)單元包括:一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元、二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元、橋架和一次連接板；
[0020]在所述橋架的兩端分別固定一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元，在所述橋架外側(cè)設(shè)置一次連接板，所述一次連接板的兩側(cè)板與橋架兩端分別通過一次轉(zhuǎn)軸連接；所述二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元設(shè)置在所述一次連接板的中間位置；所述每一組軌道運(yùn)動(dòng)單元的一次連接板分別通過二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元與二次連接板連接。
[0021]所述一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元包括:滾輪中軸、滾輪、一次軸承和一次轉(zhuǎn)軸；
[0022]所述滾輪通過滾輪中軸與橋架連接，所述一次軸承分別與一次轉(zhuǎn)軸和橋架配合，所述一次軸承的端部設(shè)有孔用擋圈一用于限位；所述一次轉(zhuǎn)軸上端部與一次連接板固定、中部設(shè)有圓柱面與一次軸承配合。
[0023]所述滾輪中軸端部由孔用擋圈一限位所述滾輪中軸的端部設(shè)有臺階用于滾輪限位，中部設(shè)有圓柱面與軸承內(nèi)圈配合，末端設(shè)有圓柱面臺階與橋接嵌合，芯部設(shè)有通孔用于與橋架固定。其中末端圓柱面與芯部通孔同軸，中部圓柱面與以上兩者的軸線平行不同軸，兩軸線的偏心距離用于調(diào)節(jié)兩套滾輪的間距。
[0024]所述一次軸承采用圓錐滾子軸承，以適用運(yùn)行平臺施加的軸向力及徑向力，所述一次軸承的內(nèi)圈與一次轉(zhuǎn)軸配合，外圈與橋架配合，端部由孔用擋圈一限位。
[0025]所述一次轉(zhuǎn)軸的截面為T形，一次轉(zhuǎn)軸的上端部采用緊固件與一次連接板固定，中部設(shè)有圓柱面與一次軸承配合。
[0026]所述橋架內(nèi)面設(shè)有兩處圓柱面沉孔，用于與一次轉(zhuǎn)軸配合；橋架兩端分別設(shè)有軸承安裝孔，用于裝配一次軸承；所述橋架上分別裝配有一次軸承、孔用擋圈一、滾輪中軸和滾輪，所述橋架繞一次轉(zhuǎn)軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，完成滾輪轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0027]所述一次連接板的兩端設(shè)有臺階孔，用于與一次轉(zhuǎn)軸配合；所述一次連接板的中部設(shè)有與二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元中配合的臺階孔。
[0028]所述二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元包括二次轉(zhuǎn)軸、二次軸承和孔用擋圈二 ；
[0029]所述二次轉(zhuǎn)軸貫穿一次連接板和二次連接板，二次軸承的內(nèi)圈與二次轉(zhuǎn)軸配合，外圈與二次連接板配合，二次軸承端部由孔用擋圈二限位。
[0030]所述二次轉(zhuǎn)軸的截面設(shè)為T形，上端部設(shè)有螺紋，用于連接緊固件、中部設(shè)有圓柱面與二次軸承配合、底部設(shè)有臺階與一次連接板配合。
[0031]移動(dòng)平臺的轉(zhuǎn)彎實(shí)現(xiàn)方法，包括:
[0032]移動(dòng)平臺在直線路徑I上運(yùn)行時(shí)，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的一次連接板平行，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的橋架與二次連接板分別平行，通過滾輪中軸調(diào)解滾輪的中心間距H，使得移動(dòng)平臺與三維軌道的配合有足夠的預(yù)緊力；
[0033]移動(dòng)平臺在圓弧路徑II上運(yùn)行時(shí)，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的一次連接板保持平行，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的橋架分別繞一次轉(zhuǎn)軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的滾輪的軸線延長線相交于圓心O2，兩軸線延遲線的夾角為2χβ，所述夾角關(guān)于二次連接板的中心面對稱；移動(dòng)平臺繞圓心O2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿圓弧路徑行走；
[0034]移動(dòng)平臺在轉(zhuǎn)彎路徑IV上運(yùn)行時(shí)，一次連接板與橋架保持平行，兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元分別繞二次轉(zhuǎn)軸的軸線旋轉(zhuǎn)，滾輪的中心連線相交于圓心O1，兩中心連線的夾角為2χα，所述夾角關(guān)于二次連接板的中心面對稱；移動(dòng)平臺繞圓心O1轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿轉(zhuǎn)彎路徑行走。
[0035]所述多連桿抓取裝置，包括飛輪，所述飛輪與飛輪電機(jī)連接，所述飛輪的邊緣鉸接一個(gè)三角架，所述三角架的第一端點(diǎn)與飛輪的邊緣連接，所述三角架的第三端點(diǎn)通過連接結(jié)構(gòu)與抓取機(jī)構(gòu)連接。
[0036]當(dāng)飛輪電機(jī)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三角架進(jìn)而帶動(dòng)抓取裝置進(jìn)行360°的位置粗調(diào)整。
[0037]所述飛輪電機(jī)的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
[0038]所述連接機(jī)構(gòu)包括依次連接的第一伸縮桿、擺桿和拉桿，所述第一伸縮桿的一端與三角架的第三端點(diǎn)連接，所述拉桿還與抓取機(jī)構(gòu)連接。第一伸縮桿的另一端與擺桿鉸接，在該鉸接點(diǎn)上安裝有驅(qū)動(dòng)擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)用于對機(jī)械手臂方位的粗調(diào)難
iF.0
[0039]所述抓取裝置包括支撐架，所述支撐架通過兩個(gè)支撐桿與拉桿連接，所述支撐架上的中心豎直導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有第二伸縮桿，所述第二伸縮桿與第一推桿固接，所述第一推桿的兩側(cè)分別通過若干第二推桿與第三推桿連接，所述第三推桿與機(jī)械手臂固接。
[0040]所述第一推桿、若干第二推桿和第三推桿共同構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
[0041]第二伸縮桿可推動(dòng)第一推桿沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過平行四邊形結(jié)構(gòu)帶動(dòng)第三推桿在支撐架的水平滑槽內(nèi)左右滑動(dòng)，從而第三推桿帶動(dòng)機(jī)械手臂左右移動(dòng)，對物體的位姿進(jìn)行精確調(diào)整以便抓取。
[0042]所述機(jī)械手臂下端為平板形，用于抓取側(cè)面是平面的物體，上部為V形結(jié)構(gòu)，用于抓取圓柱形物體。
[0043]所述的機(jī)械手臂可以根據(jù)被抓取物體更換成不同形狀的機(jī)械手臂。
[0044]所述檢測組件包括紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)、煙霧報(bào)警傳感器、場強(qiáng)檢測儀和紫外檢測儀。
[0045]所述多連桿抓取裝置的工作過程如下:
[0046]當(dāng)飛輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛輪通過三角架和連接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抓取裝置360°旋轉(zhuǎn)，第一次粗調(diào)整找到待抓取物體的大致位置；
[0047]所述擺桿在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下第二次粗調(diào)整找到待抓取物體的位置；
[0048]上述動(dòng)作完成后，第二伸縮桿驅(qū)動(dòng)第一推桿帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在第二推桿上的機(jī)械手沿水平方向進(jìn)行開合動(dòng)作。動(dòng)作完成后，通過第一伸縮桿收縮、擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而將物體提升起來，完成物體的搬運(yùn)工作。在抓取物體時(shí)，第二伸縮桿和擺桿可帶動(dòng)機(jī)械手臂在空間內(nèi)進(jìn)行精確位置調(diào)節(jié)。通過上面的兩次粗調(diào)整和一次精確調(diào)整可實(shí)現(xiàn)對物體的精確抓取。
[0049]所述第一伸縮桿上設(shè)有位置標(biāo)簽識別裝置，用于讀取變電站不同待巡檢的保護(hù)室的小室的門框上安裝的位置標(biāo)簽。
[0050]門上安裝有能自動(dòng)打開門的開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行至某一小室門前時(shí)，通過飛輪電機(jī)、飛輪和三角架帶動(dòng)第一伸縮桿進(jìn)行位姿的調(diào)整以便感應(yīng)到室外門框上的位置標(biāo)簽。當(dāng)感應(yīng)到室外門框上的位置標(biāo)簽后，通過上位機(jī)發(fā)出控制命令，控制開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，把門打開，機(jī)器人帶動(dòng)抓取裝置進(jìn)入小室內(nèi)進(jìn)行巡檢工作；進(jìn)門后，機(jī)器人運(yùn)行過程中，感應(yīng)到室內(nèi)設(shè)置的位置標(biāo)簽時(shí)，給上位機(jī)反饋一信息，上位機(jī)控制開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)將小室的門關(guān)閉。
[0051 ] 本實(shí)用新型在不同小室門的內(nèi)外兩側(cè)的門框上分別安裝有位置標(biāo)簽，能從兩個(gè)方向上打開和關(guān)閉小室門，當(dāng)然，也可通過其它定位方式進(jìn)行小室門的感應(yīng)。
[0052]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0053]1、本實(shí)用新型在不同小室內(nèi)和小室之間一條軌道，軌道路徑實(shí)現(xiàn)了空間三維布置，路徑可多方向、多維度延伸，場地適應(yīng)性提高，克服了機(jī)器人運(yùn)行空間死角，提高了機(jī)器人利用率。
[0054]2、轉(zhuǎn)彎機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)件采用率大，克服了轉(zhuǎn)彎設(shè)備造價(jià)高、施工精度要求，有利于維護(hù)及推廣。
[0055]3、本實(shí)用新型多連桿抓取裝置采用平行四邊形機(jī)構(gòu)控制機(jī)械手的開合，操作平穩(wěn)，可進(jìn)行多方位的位姿調(diào)整，能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行精確抓取，其機(jī)械手可以根據(jù)被抓取物體設(shè)計(jì)成不同的形狀，滿足抓取需要；
[0056]4、通過在變電站不同小室內(nèi)和小室之間安裝軌道，機(jī)器人在軌道上運(yùn)行，可完成不同小室內(nèi)設(shè)備的巡檢；
[0057]5、在各個(gè)室內(nèi)，軌道形狀根據(jù)巡檢要求設(shè)置，機(jī)器人沿軌道運(yùn)行時(shí)通過搭載的多連桿抓取裝置可完成室內(nèi)和小室外雜物、工件等的抓取、搬移等工作；
[0058]6、本實(shí)用新型機(jī)器人可搭載紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)、煙霧報(bào)警傳感器等多種巡檢設(shè)備，能對變電站室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行精確巡檢，巡檢結(jié)果可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2為本實(shí)用新型機(jī)械抓取裝置第一伸縮桿伸長時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖3是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成圖；
[0062]圖4是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成A向視圖；
[0063]圖5是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置沿滾輪軸線的剖視圖；
[0064]圖6是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成C向-圓弧路徑II運(yùn)行視圖；
[0065]圖7是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成C向-直線路徑III運(yùn)行視圖；
[0066]圖8是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成B向-轉(zhuǎn)彎路徑IV運(yùn)行視圖；
[0067]圖9是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)彎裝置總成B向-直線路徑V運(yùn)行視圖；
[0068]圖10為本實(shí)用新型多連桿抓取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖11為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)框架圖；
[0070]圖12為本實(shí)用新型的抓取驅(qū)動(dòng)裝置電氣連接圖；
[0071]1.三維軌道，2.移動(dòng)平臺，3.二次連接板，4.二次軸承，5.孔用擋圈二，6.緊固螺母，7.墊圈，8.二次轉(zhuǎn)軸，9.一次連接板，10.橋架，11.一次轉(zhuǎn)軸，12.孔用擋圈一，13.—次軸承，14.滾輪，15.滾輪中軸，16.巡檢機(jī)器人本體，17.多連桿抓取裝置；
[0072]18.檢測組件，19.云臺，20.抓取驅(qū)動(dòng)裝置，21.開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)，22.運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，23.運(yùn)動(dòng)控制箱，24.后臺監(jiān)控箱，25.終端通信箱，26.運(yùn)動(dòng)位置標(biāo)簽識別裝置，27.光纖，28.滑觸線；
[0073]301.飛輪電機(jī)；302.飛輪；303.三角架；304.第一伸縮桿；305.擺桿；306.拉桿；307第二伸縮桿；308第一推桿；309第二推桿；310支撐架，311第三推桿；312機(jī)械手臂；313開關(guān)門位置標(biāo)簽識別裝置；314第一伸縮桿電機(jī)；315第二伸縮桿電機(jī)；316擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
:
[0074]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0075]如圖1-2所示，本實(shí)用新型的抓取過程示意圖。
[0076]一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人本體16，所述巡檢機(jī)器人本體16固定在移動(dòng)平臺2上，所述移動(dòng)平臺2在室內(nèi)側(cè)壁多維軌道上滑動(dòng)，所述移動(dòng)平臺2與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置22連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置22與控制系統(tǒng)連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與供電裝置連接，所述巡檢機(jī)器人本體上設(shè)有云臺19，云臺19上設(shè)有檢測組件18，所述移動(dòng)平臺下方設(shè)有多連桿抓取裝置17。
[0077]如圖11所示，所述控制系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)控制箱23，所述運(yùn)動(dòng)控制箱23分別與檢測組件18、云臺19、抓取驅(qū)動(dòng)裝置20、開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)21、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置22、終端通信箱25、運(yùn)動(dòng)位置標(biāo)簽識別裝置26和開關(guān)門位置標(biāo)簽識別裝置313連接；所述終端通信箱25與后臺監(jiān)控箱24連接。
[0078]如圖12所示，所述抓取驅(qū)動(dòng)裝置20分別與飛輪電機(jī)301、第一伸縮桿電機(jī)314、第二伸縮桿電機(jī)315、擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)316連接，所述飛輪電機(jī)301與飛輪302連接，所述第一伸縮桿電機(jī)314與第一伸縮桿304連接，所述第二伸縮桿電機(jī)315與第二伸縮桿307連接，所述擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)316與擺桿305連接。
[0079]所述運(yùn)動(dòng)控制箱23通過滑觸線28與終端通信箱25連接。
[0080]所述終端通信箱25通過光纖27與后臺監(jiān)控箱24連接。
[0081]所述抓取驅(qū)動(dòng)裝置20與多連桿抓取裝置17連接。
[0082]所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內(nèi)，所述終端控制箱安裝在待巡檢的室內(nèi)，所述運(yùn)動(dòng)控制箱安裝在機(jī)器人本體上，所述云臺安裝在運(yùn)動(dòng)控制箱上。
[0083]所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和編碼器，用于控制機(jī)器人沿軌道運(yùn)行，所述伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上帶有編碼器。
[0084]所述運(yùn)動(dòng)位置標(biāo)簽識別裝置26主要用于機(jī)器人沿軌道運(yùn)行時(shí)待巡檢位置點(diǎn)的識另IJ，開關(guān)門位置檢測裝置主要用于感應(yīng)開門的位置，可采用位置標(biāo)簽或其它定位方法。
[0085]所述開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)用于打開和關(guān)閉變電站小室門。
[0086]本實(shí)用新型在不同小室門的內(nèi)外兩側(cè)均分別安裝有位置標(biāo)簽和開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)，能從兩個(gè)方向上打開和關(guān)閉小室門，所述開關(guān)門機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)；所述巡檢機(jī)器人本體通過標(biāo)簽識別裝置讀取室內(nèi)的標(biāo)簽，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行至小室門前時(shí)，能自動(dòng)將小室門打開，機(jī)器人進(jìn)行小室后，自動(dòng)將小室門關(guān)閉；沿軌道運(yùn)行對室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行巡檢。巡檢完成后，沿軌道進(jìn)入下一小室繼續(xù)進(jìn)行巡檢。
[0087]所述手臂的下端為平板形，用于抓取平端面類物體，上部為V形結(jié)構(gòu)，用于抓取圓柱形物體，也可以根據(jù)被抓取物體更換成不同形狀的機(jī)械手臂。
[0088]如圖3所示，包括三維軌道I和移動(dòng)平臺2，其中移動(dòng)平臺2包括兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元以及用于連接兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元的二次連接板3 ;兩組軌道運(yùn)動(dòng)單元獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；
[0089]如圖4和圖5所示，每一組軌道運(yùn)動(dòng)單元包括:一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元、二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元、橋架10和一次連接板9 ；
[0090]一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元包括:滾輪中軸15、滾輪14、一次軸承13和一次轉(zhuǎn)軸11 ;二次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元包括二次轉(zhuǎn)軸8、二次軸承4和孔用擋圈二 5。
[0091]滾輪14的內(nèi)圈與滾輪中軸15的中部的圓柱面裝配配合，滾輪中軸15末端臺階與橋架10嵌合定位，緊固件穿過滾輪中軸15芯部通孔連接橋架10 ;滾輪中軸15中部圓柱面與芯部通孔的軸線不同軸，即滾輪14中心軸線與滾輪中軸15的芯部通孔不同軸，存在一個(gè)偏心距離，此偏心距數(shù)值根據(jù)三維軌道I的導(dǎo)軌寬度確定；通過調(diào)整滾輪中軸15與橋架10的相對轉(zhuǎn)動(dòng)位置，可以調(diào)節(jié)兩套滾輪14的中心距離，以適應(yīng)三維軌道I導(dǎo)軌寬度，既保證移動(dòng)平臺2與三維軌道I配合的預(yù)緊力，又保證順暢運(yùn)行。
[0092]橋架10兩端設(shè)有軸承安裝孔，用于裝配孔用擋圈一 12、一次軸承13，一次軸承內(nèi)圈13與一次轉(zhuǎn)軸11中部圓柱面外圓配合，一次轉(zhuǎn)軸11上端部與一次連接板9配合并利用緊固件固定；
[0093]一次連接板9中部設(shè)有臺階通孔，與二次轉(zhuǎn)軸8底部臺階配合，二次轉(zhuǎn)軸8中部圓柱面外圓與二次軸承4配合，二次軸承4外圈與二次連接板3軸承安裝孔配合，在二次連接板3裝配有孔用擋圈二 5，二次轉(zhuǎn)軸8 一次連接板9的軸向固定采用緊固螺母6和墊圈7固定。
[0094]三維軌道I的直線段路徑與圓弧路徑的組合可根據(jù)現(xiàn)場確定，本具體實(shí)施案例采用了三段直線路徑、兩段圓弧路徑，如圖1所示，包括直線路徑1、圓弧路徑I1、直線路徑II1、轉(zhuǎn)彎路徑IV、直線路徑V。
[0095]如圖3所示，當(dāng)移動(dòng)平臺2在直線路徑I上運(yùn)行時(shí)，兩套一次轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)單元的一次連接板9平行、橋架10平行側(cè)面與二次連接板3平行，使用工具將滾輪中軸15旋轉(zhuǎn)至適當(dāng)位置并緊固，以調(diào)整滾輪14的中心間距H至最佳值，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺2與三維軌道I的配合有足夠的預(yù)緊力，又能保證順暢運(yùn)行。
[0096]如圖6所示，當(dāng)移動(dòng)平臺2前進(jìn)，在圓弧路徑II上運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，兩套一次連接板9狀態(tài)保持平行，橋架10分別繞一次轉(zhuǎn)軸11的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪14的軸線延長線相交于圓心O2，兩延遲線的夾角為2χβ，夾角關(guān)于二次連接板3中心面對稱；橋架10獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)后，滾輪14各自實(shí)現(xiàn)與三維軌道I的緊密配合，移動(dòng)平臺2繞圓心O2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿圓弧路徑行走。
[0097]如圖7所示，當(dāng)移動(dòng)平臺2到達(dá)直線路徑III上時(shí)，橋架10繞一次轉(zhuǎn)軸11的軸線向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，橋架10、一次連接板9側(cè)面與二次連接板3平行，移動(dòng)平臺2沿直線行走。
[0098]如圖8所示，當(dāng)移動(dòng)平臺2到達(dá)圓弧路徑IV，一次連接板9與橋架10保持平行，一次運(yùn)動(dòng)單元繞二次轉(zhuǎn)軸8的軸線旋轉(zhuǎn)，滾輪14的中心連線相交于圓心O1，兩中心連線的夾角為2χα，夾角關(guān)于二次連接板3中心面對稱；兩套一次運(yùn)動(dòng)單元獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)后，滾輪14各自實(shí)現(xiàn)與三維軌道I的緊密配合，移動(dòng)平臺2繞圓心O1轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿圓弧路徑行走。
[0099]如圖9所示，當(dāng)移動(dòng)平臺2到達(dá)直線路徑V上時(shí)，一次運(yùn)動(dòng)單元繞二次轉(zhuǎn)軸8的軸線反向旋轉(zhuǎn)，橋架10、一次連接板9側(cè)面與二次連接板3平行，移動(dòng)平臺2沿直線行走。
[0100]至此，移動(dòng)平臺2完成沿直線路徑1、圓弧路徑I1、直線路徑II1、圓弧路徑IV、直線路徑V運(yùn)行。
[0101]如圖10所示，所述多連桿抓取裝置，包括飛輪302，所述飛輪302與飛輪電機(jī)301連接，所述飛輪302的邊緣鉸接一個(gè)三角架303，所述三角架303的第一端點(diǎn)與飛輪302的邊緣連接，所述三角架303的第三端點(diǎn)通過連接機(jī)構(gòu)與抓取機(jī)構(gòu)連接。
[0102]當(dāng)減速電機(jī)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三角架進(jìn)而帶動(dòng)抓取機(jī)構(gòu)進(jìn)行360°的位置粗調(diào)整。
[0103]所述飛輪電機(jī)的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
[0104]所述連接機(jī)構(gòu)包括依次連接的第一伸縮桿304、擺桿305和拉桿306，所述第一伸縮桿304的一端與三角架303的第三端點(diǎn)連接，所述拉桿306還與抓取裝置連接。
[0105]所述第一伸縮桿304與擺桿305的連接點(diǎn)上安裝有驅(qū)動(dòng)擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，該電機(jī)用于對機(jī)械手臂方位的粗調(diào)整。所述抓取裝置包括支撐架310，所述支撐架310通過兩個(gè)支撐桿與拉桿306連接，所述支撐架310上的中心豎直導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有第二伸縮桿307，所述第二伸縮桿307與第一推桿308固接，所述第一推桿308的兩側(cè)分別通過若干第二推桿309與第三推桿311連接，所述第三推桿311與機(jī)械手臂312固接。
[0106]所述第一推桿、若干第二推桿和第三推桿共同構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
[0107]第二伸縮桿可推動(dòng)第一推桿沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過平行四邊形結(jié)構(gòu)帶動(dòng)第三推桿在支撐架的水平滑槽內(nèi)左右滑動(dòng)，從而第三推桿帶動(dòng)機(jī)械手臂左右移動(dòng)，對物體的位姿進(jìn)行精確調(diào)整以便抓取。
[0108]所述機(jī)械手臂下端為平板形，用于抓取側(cè)面是平面的物體，上部為V形結(jié)構(gòu)，用于抓取圓柱形物體。
[0109]所述的機(jī)械手臂可以根據(jù)被抓取物體更換成不同形狀的機(jī)械手。
[0110]所述檢測組件包括紅外熱像儀、可見光攝像機(jī)、煙霧報(bào)警傳感器、場強(qiáng)檢測儀和紫外檢測儀。
[0111]所述多連桿抓取裝置的工作過程如下:
[0112]當(dāng)飛輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛輪通過三角架和連接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抓取機(jī)構(gòu)360°旋轉(zhuǎn)，第一次粗調(diào)整找到待抓取物質(zhì)的位置；
[0113]所述擺桿在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下第二次粗調(diào)整找到待抓取物質(zhì)的位置；
[0114]進(jìn)而第二伸縮桿驅(qū)動(dòng)第一推桿帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)沿水平導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在第二推桿上的機(jī)械手沿水平方向進(jìn)行開合動(dòng)作。動(dòng)作完成后，電機(jī)帶動(dòng)飛輪反向運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而將物體提升起來，完成物體的搬運(yùn)工作。在抓取物體時(shí)，第三推桿可帶動(dòng)機(jī)械手臂在空間內(nèi)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。通過上面的兩次粗調(diào)整和一次精確調(diào)整可實(shí)現(xiàn)對物體的精確抓取。
[0115]所述第一伸縮桿上設(shè)有位置標(biāo)簽識別裝置301，用于讀取變電站不同待巡檢的保護(hù)室的小室的門框上安裝的位置標(biāo)簽。
[0116]門上安裝有能自動(dòng)打開門的開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行至某一小室門前時(shí)，通過飛輪電機(jī)、飛輪和三角架帶動(dòng)第一伸縮桿進(jìn)行位姿的調(diào)整以便感應(yīng)到室外門框上的位置標(biāo)簽。當(dāng)感應(yīng)到室外門框上的位置標(biāo)簽后，通過上位機(jī)發(fā)出控制命令，控制開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，把門打開，機(jī)器人帶動(dòng)抓取裝置進(jìn)入小室內(nèi)進(jìn)行巡檢工作；
[0117]進(jìn)門后，機(jī)器人運(yùn)行過程中，感應(yīng)到室內(nèi)設(shè)置的位置標(biāo)簽時(shí)，給上位機(jī)反饋一信息，上位機(jī)控制開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)將小室的門關(guān)閉。
[0118]本實(shí)用新型在不同小室門的內(nèi)外兩側(cè)的門框上分別安裝有位置標(biāo)簽，能從兩個(gè)方向上打開和關(guān)閉小室門，當(dāng)然，也可通過其它定位方式進(jìn)行小室門的感應(yīng)。
[0119]上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是，包括巡檢機(jī)器人本體，所述巡檢機(jī)器人本體固定在移動(dòng)平臺上，所述移動(dòng)平臺在室內(nèi)多維軌道上滑動(dòng)，所述移動(dòng)平臺與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)連接，所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與供電裝置連接，所述巡檢機(jī)器人本體上設(shè)有云臺，云臺上設(shè)有檢測組件，所述移動(dòng)平臺下方設(shè)有多連桿抓取 |101|裝直。
2.如權(quán)利要求1所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)控制箱，所述運(yùn)動(dòng)控制箱分別與檢測組件、云臺、抓取驅(qū)動(dòng)裝置、開關(guān)門連桿機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、終端通信箱、運(yùn)動(dòng)位置標(biāo)簽識別裝置和開關(guān)門位置標(biāo)簽識別裝置連接；所述終端通信箱與后臺監(jiān)控箱連接。
3.如權(quán)利要求2所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是，所述抓取驅(qū)動(dòng)裝置分別與飛輪電機(jī)、第一伸縮桿電機(jī)、第二伸縮桿電機(jī)、擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述飛輪電機(jī)與飛輪連接，所述第一伸縮桿電機(jī)與第一伸縮桿連接，所述第二伸縮桿電機(jī)與第二伸縮桿連接，所述擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)與擺桿連接。
4.如權(quán)利要求2所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述后臺監(jiān)控箱安裝在主控室內(nèi)，所述終端控制箱安裝在待巡檢的室內(nèi)，所述運(yùn)動(dòng)控制箱安裝在機(jī)器人本體上，所述云臺安裝在運(yùn)動(dòng)控制箱上。
5.如權(quán)利要求1所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和編碼器，用于控制機(jī)器人沿軌道運(yùn)行，所述伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上帶有編碼器。
6.如權(quán)利要求1所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述軌道為水平導(dǎo)軌、豎直導(dǎo)軌和弧形導(dǎo)軌組合成的復(fù)合導(dǎo)軌，安裝在變電站不同小室內(nèi)和小室之間。
7.如權(quán)利要求1所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述多連桿抓取裝置，包括飛輪，所述飛輪與飛輪電機(jī)連接，所述飛輪的邊緣鉸接一個(gè)三角架，所述三角架的第一端點(diǎn)與飛輪的邊緣連接，所述三角架的第三端點(diǎn)通過連接結(jié)構(gòu)與抓取機(jī)構(gòu)連接。
8.如權(quán)利要求7所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述飛輪電機(jī)的輸出軸與飛輪通過鍵槽軸向固定連接。
9.如權(quán)利要求7所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述連接機(jī)構(gòu)包括依次連接的第一伸縮桿、擺桿和拉桿，所述第一伸縮桿的一端與三角架的第三端點(diǎn)連接，所述拉桿還與抓取機(jī)構(gòu)連接；第一伸縮桿的另一端與擺桿鉸接，在該鉸接點(diǎn)上安裝有驅(qū)動(dòng)擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
10.如權(quán)利要求7所述一種室內(nèi)多維軌道式智能巡檢機(jī)器人，其特征是， 所述抓取機(jī)構(gòu)包括支撐架，所述支撐架通過兩個(gè)支撐桿與拉桿連接，所述支撐架上的中心豎直導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有第二伸縮桿，所述第二伸縮桿與第一推桿固接，所述第一推桿的兩側(cè)分別通過若干第二推桿與第三推桿連接，所述第三推桿與機(jī)械手臂固接。
【文檔編號】G05D1/02GK204143260SQ201420611055
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】劉永成, 蔣克強(qiáng), 孫昊, 李運(yùn)廠, 張永生, 孟杰, 隋吉超 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司