全自动井盖维护智能机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全自动井盖维护智能机器人，包括履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱。本实用新型专利技术通过设计的井盖提取机构，实现了对不同型号的井盖的抓取、抬升和布放功能；利用井盖清理机构，实现了对井盖全方位的清理和清扫功能；并且利用井盖清洗机构，实现了对井盖上污物的去除和清洗的功能。另外，本实用新型专利技术还提出了对应井盖的三种不同的清洗模式。总之，本实用新型专利技术降低了现有的井盖清理、更换和回收成本，节约了大量的劳动力，机械结构简单、高效，机器人工作效率高、自动化程度高，具有较高的社会经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种针对小区或市政道路上的井盖进行清理、自动安装更换、自动回收等维护工作的智能机器人，属于自动化、智能机器人领域。
技术介绍
在城市小区、城市道路或环境绿化区域经常会有设置井盖，通过井盖来实现方便对相应区域的地下各类疏通管道的开口检查或维护等管理工作。井盖上的通孔的作用很大，一来方便工人维修下水道，揭开井盖；二来也起到释放沼气避免爆炸的作用。然而由于这些井盖的安装位置较低，由于路面上垃圾较多，很容易在井盖面的漏水通孔处形成堵孔现象，这直接不利于发挥井盖漏水通孔的功能，甚至是造成地面严重积水现象，导致安全隐患产生。此时需要环卫工人或相关工作人员时常对井盖维护，包括清理井盖、启封井盖清理淤泥，以便及时排除堵塞。因此井盖上的通孔的是否畅通，直接关系到人民的生命财产安全。另外，传统的施工工艺，井盖座会直接把来自上方的压力垂直传到检查井井口端面，随着重型车辆行驶的日益增多，在不断受到压力的冲击后，容易造成井盖碎裂、下沉，破坏了路面结构，减少了道路的使用寿命。当井盖发生断裂等故障时，为了保障行人及行车的安全，必须及时更换，此时需要环卫工人或相关工作人员使用专门的工具插入盖体通孔中，将损坏的井盖吊起，然后更换上新的井盖。但是这种方式需要工作人员亲自操作，费时费力。目前市场上尚未出现能实现自动对井盖进行清理、自动安装更换、自动回收的智能机器人。例如技术专利201510453182.2公布了一种井盖通孔清理装置，包括设有漏水通孔的井盖本体，相邻漏水通孔之间设有盖体通孔连接体，在盖体通孔连接体背面设有向上凹进的收纳槽，收纳槽内设有升降旋转清扫刷以及驱动升降旋转清扫刷的驱动电机及控制电路，平时升降旋转清扫刷收纳在盖体连接体背部的收纳槽内，需要进行清理漏水通孔时，打开清扫刷，刷体从收纳槽内下降出来至漏水通孔底部并旋转至通孔孔位底部处实现对漏水通孔的清理去堵；清扫刷采用朝向漏水通孔的钢丝毛刷体，清扫刷设在清扫横杆上，清扫横杆连接在升降杆底部处。可以及时有效自动实现对井盖安装面上的通孔进行清理去堵，可保持井盖漏水通孔通畅性，充分发挥井盖漏水通孔本身应有功效作用。但是该机构仍然需要工人操作，费时费力。并且该机构只是简单的对井盖上通孔进行清理去堵，并不能对井盖进行边缘处等的清理、井盖的自动更换、自动回收等操作。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种全自动井盖维护智能机器人。本技术的技术方案如下：一种全自动井盖维护机器人智能机器人，包括：履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱。机器视觉系统、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱均安装于履带式智能移动平台上，履带式智能移动平台的前端还连接有井盖提取机构、井盖清理机构，履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、供电系统、井盖清洗机构均与控制及通讯系统连接，供电系统与机器人的用电器件连接并为其供电。所述履带式智能移动平台为全地形履带机器车，该移动平台结构紧凑、适应性能强，运行平稳，适用于恶劣环境中作业。该移动平台可以实现直行、原地转圈、转弯和后退等功能，而且独有的履带系统可以轻松越过普通的路障或者沟壑等。此外，通过设置承载履带的尼龙托辊，减少了履带使用时的损坏，降低使用成本。所述机器视觉系统用于为整套智能机器人提供视觉导航等功能，具体的包括：道路导航视觉摄像机、双目视觉摄像机、道路导航视觉摄像机云台、双目视觉摄像机支架。其中，道路导航视觉摄像机用于为智能机器人行进过程中提供前方路况信息，并实时反馈给控制器供其分析、决策，当然道路导航视觉摄像机还可以为智能机器人的避障提供重要信息。其中的双目视觉摄像机则用来为当智能机器人进行井盖清理、安装和回收时提供井盖、井盖通风口的三维坐标信息，供井盖提取机构和井盖清理机构使用并进行相关的后续动作。具体的连接和安装方式为：道路导航视觉摄像机安装在道路导航视觉摄像机云台上，道路导航视觉摄像机云台固定在履带式智能移动平台，并且随道路导航视觉摄像机云台的运动而实现对空间中任意位置的摄像。双目视觉摄像机固定在双目视觉摄像机支架上，双目视觉摄像机支架则固定在井盖提取机构上。所述井盖提取机构包括：井盖提取机械臂、井盖提取主爪管、井盖提取副爪管、井盖提取爪管纵向伸缩机构、井盖提取爪管横向伸缩机构。所述井盖提取机械臂为普通的机械臂，固定在全地形履带机器车的前端，其自由度至少为4个，自由度越高，当井盖提取机械臂到达三维空间中的任意坐标点时越灵活。所述井盖提取主爪管包括：主爪管本体、主爪管分散头、主爪管导杆、主爪管伸缩电机、主爪管伸缩电机支架、主爪管弹簧。所述主爪管本体为筒状结构，主爪管本体的顶端部为封闭结构，沿径向留有均匀的孔，主爪管分散头安装在主爪管本体径向的孔中，且主爪管分散头为前细后粗结构，套有主爪管弹簧。主爪管导杆为光滑的导杆，前端较粗，呈现锥形结构，设置在主爪管本体中，且前端的位置与主爪管分散头所在位置平齐，主爪管导杆的末端连接主爪管伸缩电机，主爪管伸缩电机机身固定在连接主爪管伸缩电机支架，主爪管伸缩电机支架则固定在井盖提取主爪管纵向伸缩机构前端。效果为：①主爪管伸缩电机向前运动时，带动主爪管导杆向前运动，进而推动主爪管分散头在主爪管本体径向的孔中沿径向向外运动，即：从主爪管本体凸出，此时如果主爪管本体位于井盖的通风口中，则会将通风口堵死，便于对井盖进行抓取操作。②相反的，当主爪管伸缩电机向后运动时，带动主爪管导杆向后运动，进而推动主爪管分散头在主爪管本体径向的孔中沿径向向内运动，即：从主爪管本体凹入，此时如果主爪管本体位于井盖的通风口中，则会将通风口松开，便于对井盖进行分离操作。相对应的，所述井盖提取副爪管包括：副爪管本体、副爪管分散头、副爪管导杆、副爪管伸缩电机、副爪管伸缩电机支架。所述副爪管本体为筒状结构，副爪管本体的顶端部为封闭结构，沿径向留有均匀的孔，副爪管分散头安装在副爪管本体径向的孔中，且副爪管分散头为前细后粗结构，套有副爪管弹簧。副爪管导杆为光滑的导杆，前端较粗，呈现锥形结构，设置在副爪管本体中，且前端的位置与副爪管分散头所在位置平齐，副爪管导杆的末端连接副爪管伸缩电机，副爪管伸缩电机机身固定在连接副爪管伸缩电机支架，副爪管伸缩电机支架则固定在井盖提取副爪管纵向伸缩机构前端。效果为：①副爪管伸缩电机向前运动时，带动副爪管导杆向前运动，进而推动副爪管分散头在副爪管本体径向的孔中沿径向向外本文档来自技高网...

【技术保护点】
全自动井盖维护智能机器人，其特征在于，包括履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱，机器视觉系统、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱均安装于履带式智能移动平台上，履带式智能移动平台的前端还连接有井盖提取机构、井盖清理机构，履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、供电系统、井盖清洗机构均与控制及通讯系统连接，供电系统与机器人的用电器件连接并为其供电。

【技术特征摘要】
1.全自动井盖维护智能机器人，其特征在于，包括履带式智能移动平台、机器视觉系统、
井盖提取机构、井盖清理机构、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱，机器
视觉系统、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱均安装于履带式智能移动平
台上，履带式智能移动平台的前端还连接有井盖提取机构、井盖清理机构，履带式智能移动
平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、供电系统、井盖清洗机构均与控制及
通讯系统连接，供电系统与机器人的用电器件连接并为其供电。
2.如权利要求1所述的全自动井盖维护智能机器人，其特征在于，机器视觉系统包括道
路导航视觉摄像机、双目视觉摄像机、道路导航视觉摄像机云台、双目视觉摄像机支架，道
路导航视觉摄像机安装在道路导航视觉摄像机云台上，道路导航视觉摄像机云台固定在履带
式智能移动平台，且随道路导航视觉摄像机云台的运动而实现对空间中任意位置的摄像，双
目视觉摄像机固定在双目视觉摄像机支架上，双目视觉摄像机支架固定在井盖提取机构上。
3.如权利要求1所述的全自动井盖维护智能机器人，其特征在于，所述井盖提取机构包
括：井盖提取机械臂、井盖提取主爪管、井盖提取副爪管、井盖提取爪管纵向伸缩机构、井
盖提取爪管横向伸缩机构。
4.如权利要求3所述的全自动井盖维护智能机器人，其特征在于，所述井盖提取机械臂
为普通的机械臂，固定在履带式智能移动平台的前端，其自由度至少为4个；
所述井盖提取主爪管包括主爪管本体、主爪管分散头、主爪管导杆、主爪管伸缩电机、
主爪管伸缩电机支架、主爪管弹簧，所述主爪管本体为筒状结构，主爪管本体的顶端部为封
闭结构，沿径向留有均匀的孔，主爪管分散头安装在主爪管本体径向的孔中，且主爪管分散
头为前细后粗结构，套有主爪管弹簧，主爪管导杆为光滑的导杆，前端较粗，呈现锥形结构，
设置在主爪管本体中，且前端的位置与主爪管分散头所在位置平齐，主爪管导杆的末端连接
主爪管伸缩电机，主爪管伸缩电机机身固定连接主爪管伸缩电机支架，主爪管伸缩电机支架
固定在井盖提取主爪管纵向伸缩机构前端；
所述井盖提取副爪管包括副爪管本体、副爪管分散头、副爪管导杆、副爪管伸缩电机、
副爪管伸缩电机支架，所述副爪管本体为筒状结构，副爪管本体的顶端部为封闭结构，沿径
向留有均匀的孔，副爪管分散头安装在副爪管本体径向的孔中，且副爪管分散头为前细后粗
结构，套有副爪管弹簧，副爪管导杆为光滑的导杆，前端较粗，呈现锥形结构，设置在副爪
管本体中，且前端的位置与副爪管分散头所在位置平齐，副爪管导杆的末端连接副爪管伸缩
电机，副爪管伸缩电机机身固定连接副爪管伸缩电机支架，副爪管伸缩电机支架固定在井盖
提取副爪管纵向伸缩机构前端；
所述井盖提取主爪管纵向伸缩机构包括主爪管纵向伸缩伺服电机、主爪管纵向伸缩伺服

\t电机支架，主爪管纵向伸缩伺服电机固定在主爪管纵向伸缩伺服电机支架上，且主爪管纵向
伸缩伺服电机支架通过螺栓结构固定在井盖提取主爪管横臂的顶端；
所述井盖提取副爪管纵向伸缩机构包括副爪管纵向伸缩伺服电机、副爪管纵向伸缩伺服
电机支架，副爪管纵向伸缩伺服电机固定在副爪管纵向伸缩伺服电机支架上，且副爪管纵向
伸缩伺服电机支架通过螺栓结构固定在井盖提取副爪管横臂的顶端；
所述井盖提取爪管横向伸缩机构包括井盖提取主爪管横臂、井盖提取主爪管滑竿、主爪
管横臂伸缩电机、井盖提取副爪管横臂、井盖提取副爪管滑竿、副爪管横臂伸缩电机，井盖
提取主爪管横臂连接主爪管横臂伸缩电机的机身，主爪管横臂伸缩电机的主轴固定在井盖提
取主爪管滑竿，通过主爪管横臂伸缩电机的伸缩作用，从而带动井盖提取主爪管横臂和井盖
提取主爪管滑竿之间相对距离的改变，并且，由于主爪管纵向伸缩伺服电机支架通过螺栓结
构固定在井盖提取主爪管横臂的顶端，从而带动井盖提取主爪管纵向伸缩机构使之与井盖提
取主爪管横臂的距离改变；
井盖提取副爪管横臂连接副爪管横臂伸缩电机的机身，主爪管横臂伸缩电机的主轴固定
在井盖提取副爪管滑竿，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明松，郭亭亭，鲍威，张浩文，
申请(专利权)人：山东国兴智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37