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