一种智能巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种智能巡检机器人，包括机器人车体以及安装在机器人车体上用于采集轨道交通系统基础设施实时状态数据的数据采集模块(100)、用于检测机器人车体的运动状态的运动控制模块(200)、用于处理所述实时状态数据的数据处理模块(300)和用于控制运动控制模块(200)以及数据处理模块(300)的主处理模块(400)。本发明专利技术公开的一种智能巡检机器人能够在轨道交通运行的过程中实时监测轨道交通基础设施的状态，及时发现故障或故障隐患，节省安全检查的时间，提高安全检查的效率。

An intelligent inspection robot

The invention discloses an intelligent mobile robot, including the robot body and the installation for data infrastructure rail transit system real-time status data in the robot body (100), for the detection of the motion state of the robot body's motion control module (200), for processing the real-time state data processing module (300) and is used to control the motion control module and data processing module (200) (300) the main processing module (400). The intelligent inspection robot disclosed in the invention can monitor the status of rail transit infrastructure in real time during the operation of rail transit, detect faults or hidden dangers in time, save time for safety inspection, and improve the efficiency of safety inspection.

【技术实现步骤摘要】
一种智能巡检机器人
本专利技术涉及轨道交通用智能机器人领域，具体涉及一种用于轨道交通系统安全检测的智能巡检机器人。
技术介绍
随着大城市的人口日益增多，路上交通越来越无法满足人们急剧增加的交通使用量，城市轨道交通系统的发展为缓解城市交通拥堵起到重要的作用。城市轨道交通作为一个特殊服务性行业，在生产过程中除了职工人身安全，还包括乘客的人身安全以及各种设备设施的运行安全，同时存在着许多不可预测的安全隐患，城市轨道交通系统的安全特性包括：(1)公共设施特性；(2)大流量高密度；(3)封闭性；(4)受定向空气流动影响；(5)防范困难。轨道交通系统的故障多种多样，按照故障表现形式可分为设备磨损、断裂、裂纹；按照故障诱因的物理类型可分为电气故障、信号故障、机械故障和电子故障。现有的故障诊断方法主要为以下四类：(1)经验法：运检师依据经验、目测以及逻辑判断对故障进行诊断；(2)部件替换法：使用新部件替换可能的故障部件，再通过运行进行验证；(3)设备检测法：借助专业仪器、设备进行测试来定位故障点；(4)运行记录查找法：通过对比、参照运行记录寻找故障问题。现有的诊断方法要求运检师熟悉轨道交通各组成部分的工作原理、各种故障信息，工作强度大、效率低，故障诊断的准确性易受人员因素的干扰。为了及时排除故障隐患，需要定期对轨道交通系统的基础设施进行安全检查，目前，这样的检查任务以人工静态检查为主，方法虽然简单易行，但其存在检查速度慢、占用线路时间长、工作效率低等问题，还必须为轨道交通运行预留相应的天窗期，影响轨道交通运营的效率。当然，就更谈不上基础设施的实时检测和运营故障的实时监测。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中在人工进行安全检查时检查速度慢、占用线路时间长、工作效率低，同时需要为安全检查预留天窗期而影响轨道交通运营效率的问题，提供一种智能机器人，能够在轨道交通运行的过程中实时监测轨道交通基础设施的状态，及时发现故障或故障隐患，节省安全检查的时间，提高安全检查的效率。本专利技术提供一种智能巡检机器人，包括：机器人车体：用于运载数据采集模块、运动控制模块、数据处理模块和主控制模块；数据采集模块：固定安装在机器人车体上，用于采集轨道交通系统实时状态数据，用于将实时状态数据传送至数据处理模块；包括：激光扫描装置：用于对隧道进行三维建模，用于检测隧道裂纹和变形，用于检测隧道内异物，用于检测轨道变形；扫描相机：用于检测隧道裂纹和湿渍，用于检测隧道内异物；摄像头：用于对隧道内环境进行监控；红外成像仪：用于检测隧道内电缆发热，用于检测隧道内人员和动物的侵入；运动控制模块：固定安装在机器人车体上，用于检测机器人车体的运动状态并生成运动状态信息，用于将运动状态信息发送至主处理模块，用于接收主控制模块发送的运动指令，用于根据运动指令调节机器人车体的运动状态；包括：3D惯性测量单元：用于检测机器人车体的姿态和加速度，可选用陀螺仪；定位传感器：用于检测机器人车体的位置信息；电机驱动器：用于为机器人车体提供运行动力；编码器：用于判断机器人车体的移动距离信息；非接触式避障传感器：用于检测轨道上是否存在异物等障碍，例如雷达等；数据处理模块：固定安装在机器人车体上，用于接收所述数据采集模块传送的实时状态数据，用于将实时状态数据与数据库中数据进行对比并生成对比结果，用于将对比结果传送至主控制模块。主处理模块：用于接收数据处理模块传送的对比结果，用于接收运动控制模块发送的运动状态信息，用于向运动控制模块发送运动指令，用于向站台控制中心或中央控制中心发送对比结果和运动状态信息，用于接收站台控制中心或中央控制中心发送的运动指令。激光扫描装置能够进行隧道三维建模、异物侵限检测、隧洞洞体结构和隧道曲率变形检测、铁轨几何形状检测(轨道零件脱落、轨距变形等)；扫描相机能够进行异物检测、隧道壁面裂纹检测、壁面湿渍检测；摄像头能够对隧道内实况环境实时监测；红外成像仪能够进行隧洞内电缆发热检测、人员或动物入侵检测、隧洞内功率回路短路检测等。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，机器人车体包括：车体本体：用于运载数据采集模块、运动控制模块、数据处理模块和主控制模块；驱动装置：通过驱动装置固定支架与车体本体固定连接，用于驱动车体本体进行运动；导向装置：导向装置通过固定支架与车体本体的两侧固定连接，两端通过夹紧装置与几字形导轨的两翼相连，用于在驱动装置驱动车体本体沿导轨的延伸方向运动时，使车体本体随几字形导轨进行水平方向和垂直方向的转向；集电装置：通过碳刷支架与导向装置固定支架固定连接，碳刷支架的另一端与碳刷相连，碳刷的另一端与导轨上的滑触线相连，为驱动装置以及为车体本体运载用电设备提供电源动力。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，导向装置固定支架包括与车体本体固定连接的导向装置固定支架第一面板，垂直设置在导向装置固定支架第一面板一端的导向装置固定支架第二面板，在导向装置固定支架第一面板和导向装置固定支架第二面板之间设有加强筋，在导向装置固定支架第二面板的另一端设有凸台，在凸台的中部设有导向装置固定支架通孔。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，中心回转装置包括穿过导向装置固定支架通孔的水平转轴，水平转轴通过水平转轴套与导向装置固定支架相连，在水平转轴套的两侧设有压盖套，水平转轴穿过压盖套，压盖套通过滚动轴承与中心回转座相连，垂直转轴通过滑动推力轴承与中心回转座相连，垂直转轴一端穿过中心回转座通过螺母与压盖套相连。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，在滚动轴承和中心回转座之间设有橡胶垫，在螺母和压盖套之间设有止推垫圈。橡胶垫能够增加中心回转座与滚动轴承之间的支撑面积，能够是转动平稳并减小运行过程中振动的传递；止推垫圈能够有效的防止螺母在运行过程中因颠簸振动引起的松动或脱落。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，夹紧装置包括与中心回转座相连的弯板，一端通过销轴与弯板固定连接的压紧轮摆杆，压紧轮摆杆的另一端通过弹簧调整螺栓与弯板连接，在弹簧调整螺栓上弯板与压紧轮摆杆之间设有第二碟簧，导向压轮通过螺母与压紧轮摆杆固定连接，凸缘轮通过螺母与弯板固定连接，导向压轮和凸缘轮分别与导轨内外面接触。第二碟簧由若干单片的碟簧叠加组成，在弹簧调整螺栓上设有调节螺母，通过增加或减少碟簧的数量以及调整调节螺母在弹簧调整螺栓上的位置来调节导向压轮所产生的压紧力大小，使导向压轮与凸缘轮夹紧导轨。与普通弹簧相比，碟簧在很小的变形量下能产生更大弹力，能够保证导向压轮和凸缘轮夹紧导轨，同时减小车身在运行过程中的晃动。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，弯板包括与中心回转座相连的弯板第一面板，与弯板第一面板一端垂直连接的弯板第二面板；在弯板第二面板上设有一用于压紧轮摆杆定位的凹槽，用于压紧轮摆杆穿过的弯板第一通孔，用于销轴穿过的弯板第二通孔，用于导向压轮穿过的弯板第三通孔，用于凸缘轮穿过的弯板第四通孔；弯板第三面板垂直设置在弯板第二面板的另一端，在弯板第三面板上设有用于弹簧调整螺栓穿过的弯板第五通孔。本专利技术所述的一种智能巡检机器人，作为优选方式，压紧轮摆杆包括压紧轮摆杆第一面板，在压紧轮摆杆第一面板的一端设有用于销轴穿过的压紧轮摆杆第一通孔，在压紧轮摆杆第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能巡检机器人，其特征在于：包括：机器人车体：用于运载数据采集模块(100)、运动控制模块(200)、数据处理模块(300)和主控制模块(400)；数据采集模块(100)：固定安装在所述机器人车体上，用于采集轨道交通系统实时状态数据，用于将所述实时状态数据传送至所述数据处理模块(300)；包括：激光扫描装置(110)：用于对隧道进行三维建模，用于检测隧道限界和变形，用于检测隧道内异物，用于检测轨道变形；扫描相机(120)：用于检测隧道裂纹和湿渍，用于检测隧道内异物；摄像头(130)：用于对隧道内环境进行监控；红外成像仪(140)：用于检测隧道内电缆发热，用于检测隧道内人员和动物的侵入；运动控制模块(200)：固定安装在所述机器人车体上，用于检测所述机器人车体的运动状态并生成运动状态信息，用于将所述运动状态信息发送至所述主处理模块(400)，用于接收所述主控制模块(400)发送的运动指令，用于根据所述运动指令调节所述机器人车体的运动状态；包括：3D惯性测量单元(210)：用于检测所述机器人车体的姿态和加速度；定位传感器(220)：用于检测所述机器人车体的位置信息；电机驱动器(230)：用于为所述机器人车体提供运行动力；编码器(240)：用于检测所述机器人车体的移动距离信息；非接触式避障传感器(250)：用于检测轨道(5)上是否存在异物等障碍；数据处理模块(300)：固定安装在所述机器人车体上，用于接收所述数据采集模块(100)传送的所述实时状态数据，用于将所述实时状态数据与数据库中数据进行对比并生成对比结果，用于将所述对比结果传送至主控制模块(400)；主处理模块(400)：用于接收所述数据处理模块(300)传送的所述对比结果，用于接收所述运动控制模块(200)发送的所述运动状态信息，用于向所述运动控制模块(200)发送所述运动指令，用于向站台控制中心、中央控制中心发送所述对比结果和所述运动状态信息，用于接收站台控制中心、中央控制中心发送的所述运动指令和数据更新信息。...

【技术特征摘要】
1.一种智能巡检机器人，其特征在于：包括：机器人车体：用于运载数据采集模块(100)、运动控制模块(200)、数据处理模块(300)和主控制模块(400)；数据采集模块(100)：固定安装在所述机器人车体上，用于采集轨道交通系统实时状态数据，用于将所述实时状态数据传送至所述数据处理模块(300)；包括：激光扫描装置(110)：用于对隧道进行三维建模，用于检测隧道限界和变形，用于检测隧道内异物，用于检测轨道变形；扫描相机(120)：用于检测隧道裂纹和湿渍，用于检测隧道内异物；摄像头(130)：用于对隧道内环境进行监控；红外成像仪(140)：用于检测隧道内电缆发热，用于检测隧道内人员和动物的侵入；运动控制模块(200)：固定安装在所述机器人车体上，用于检测所述机器人车体的运动状态并生成运动状态信息，用于将所述运动状态信息发送至所述主处理模块(400)，用于接收所述主控制模块(400)发送的运动指令，用于根据所述运动指令调节所述机器人车体的运动状态；包括：3D惯性测量单元(210)：用于检测所述机器人车体的姿态和加速度；定位传感器(220)：用于检测所述机器人车体的位置信息；电机驱动器(230)：用于为所述机器人车体提供运行动力；编码器(240)：用于检测所述机器人车体的移动距离信息；非接触式避障传感器(250)：用于检测轨道(5)上是否存在异物等障碍；数据处理模块(300)：固定安装在所述机器人车体上，用于接收所述数据采集模块(100)传送的所述实时状态数据，用于将所述实时状态数据与数据库中数据进行对比并生成对比结果，用于将所述对比结果传送至主控制模块(400)；主处理模块(400)：用于接收所述数据处理模块(300)传送的所述对比结果，用于接收所述运动控制模块(200)发送的所述运动状态信息，用于向所述运动控制模块(200)发送所述运动指令，用于向站台控制中心、中央控制中心发送所述对比结果和所述运动状态信息，用于接收站台控制中心、中央控制中心发送的所述运动指令和数据更新信息。2.根据权利要求1所述的一种智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人车体包括：车体本体(1)：用于固定安装所述数据采集模块(100)、所述运动控制模块(200)、所述数据处理模块(300)和所述主处理模块(400)；驱动装置(2)：通过驱动装置固定支架(21)与所述车体本体(1)固定连接，用于驱动所述车体本体(1)进行运动；导向装置(3)：通过导向装置固定支架(31)与所述车体本体(1)的两侧固定连接，两端通过夹紧装置(33)与几字形导轨(5)的两翼相连，用于在所述驱动装置(2)驱动所述车体本体(1)沿所述导轨(5)的延伸方向运动时，使所述车体本体(1)随几字形导轨(5)进行水平方向和垂直方向的转向；集电装置(4)：通过碳刷支架(41)与所述导向装置固定支架(31)固定连接，所述碳刷支架(41)的另一端与碳刷(42)相连，所述碳刷(42)的另一端与所述导轨(5)上的滑触线(51)相连，为所述驱动装置(2)以及为车体本体(1)运载用电设备提供电源动力。3.根据权利要求2所述的一种智能巡检机器人，其特征在于：所述导向装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春梅，
申请(专利权)人：北京瑞途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11