巡视机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种轮巡视机器人，包括：运动系统，包括搭载平台和装配于搭载平台上的具备全向运动性能的四个对称分布的Mecanum轮；升降系统，包括固设于搭载平台上的支架和装配于支架上的第一同步带滑轨及装配于第一同步带滑轨中滑块上的第二同步带滑轨；采集系统，包括装配于第二同步带滑轨中滑块上的安装板和装配于安装板上的摄像装置及热成像装置；控制系统控制运动系统到达待巡视设备，控制升降系统在竖直方向上到达待巡视设备的仪表盘位置，控制采集系统对待巡视设备的仪表盘采集图像。能够在拥堵和狭小空间内使用，能够根据待巡视设备中仪表盘的高度调整采集系统的所处位置。

Patrol robot

The invention discloses a patrol robot, including: motion system, including the carrying platform and assembled to have equipped with omnidirectional motion performance of four symmetrical Mecanum wheel platform; lifting system includes a first synchronous belt slide and assembly is fixedly arranged on the bracket is equipped with platform and assembled on a support bracket on the first synchronization with the second slide rail synchronous belt; acquisition system, including camera and thermal imaging device is mounted on the second synchronous belt mounting plate on the slider and the slide rail assembly on the mounting plate; control system motion control system to be patrol equipment, control system to the dashboard for lifting equipment in the vertical position of patrol direction control, instrument panel image acquisition system with inspection equipment. It can be used in congestion and small space, and can adjust the position of the acquisition system according to the height of the instrument panel in the inspection equipment.

【技术实现步骤摘要】
巡视机器人
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种用于对电力设备进行巡视的巡视机器人。
技术介绍
对于电网系统的巡视主要依赖人工巡视，巡视强度大、安全风险高，因为各种各样的原因，比如巡视人员业务水平差、经验不足、责任心不强，又如现场环境原因等不佳，不能及时发现设备缺陷的问题。随着电网系统自动化的不断升级，智能的巡视机器人逐渐成为电网系统安全稳定检测重要手段。然而，现有技术中的巡视机器人由于自身结构条件的限制，很难在拥堵和狭小空间的环境中通行，因而常常不能对电网系统进行全方面的巡视，还是得辅助人工巡视，从而效率低下，且仍存在较高的安全风险。而且，巡视机器人上搭载的数据采集装置通常设置于一固定的高度，不能根据待巡视设备中仪表盘的高度来进行调节，从而影响巡视的准确性。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提供一种巡视机器人及其巡视方法，能够在拥堵和狭小空间内使用，且能够根据待巡视设备中仪表盘的高度调整采集系统的所处位置。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种巡视机器人，包括：运动系统，包括搭载平台以及装配于所述搭载平台上的具备全向运动性能的四个对称分布的Mecanum轮；升降系统，包括固设于所述搭载平台上的支架以及装配于所述支架上的由电机驱动其同步带的第一同步带滑轨以及装配于所述第一同步带滑轨中滑块上的由电机驱动其同步带的第二同步带滑轨，所述第一同步带滑轨中滑块带动所述第二同步带滑轨在竖直方向上升降，所述第二同步带滑轨中滑块亦在竖直方向上升降；采集系统，包括装配于所述第二同步带滑轨中滑块上的安装板以及装配于所述安装板上的摄像装置及热成像装置；以及分别与所述运动系统、所述升降系统及所述采集系统连接的控制系统，所述控制系统控制所述运动系统在平面上到达待巡视设备处，并控制所述升降系统在竖直方向上到达待巡视设备的仪表盘位置，进而控制所述采集系统对待巡视设备的仪表盘进行图像采集。进一步地，所述巡视机器人包括分别与所述采集系统、所述控制系统连接的图像处理系统，用于对所述采集系统采集到的图像进行图像处理，进而生成并存储报表。进一步地，所述巡视机器人包括分别与所述图像处理系统、所述控制系统连接的无线通信系统，用于将所述图像处理系统存储的报表发送至外部监控系统。进一步地，所述图像处理系统还用于根据所述采集系统采集的图像计算出待巡视设备中仪表盘的高度，所述控制系统进而根据所述图像处理系统计算出的待巡视设备中仪表盘的高度控制所述升降系统中的第一同步带滑轨和/或第二同步带滑轨工作达到待巡视设备中仪表盘位置。进一步地，所述待巡视设备中仪表盘的高度的计算依据来源于所述采集装置中摄像装置和/或热成像装置所采集的图像。进一步地，所述巡视机器人包括与控制系统连接的激光导航系统，用于在SLAM环境地图中规划所述巡视机器人从初始待命位置到每一个待巡视设备所处位置的导航路径，同时获取所述巡视机器人在SLAM环境地图中的定位；所述控制系统用于根据所述激光导航系统规划的导航路径和对所述巡视机器人的定位控制所述运动系统中的各Mecanum轮运行并依次导航至每一个待巡视设备的前方位置。进一步地，所述巡视机器人还包括与所述控制系统连接的循迹系统，用于对预设的循迹路径进行循迹；所述控制系统，用于在将所述巡视机器人导航至一个待巡视设备的前方位置后，控制所述运动系统中的各Mecanum轮运行并根据所述循迹系统对循迹路径的跟踪循迹进而以合适的姿态到达当前待巡视设备的循迹定位点停车以进行数据采集。进一步地，所述激光导航系统还用于获取地图数据，利用SLAM技术对所述巡视机器人实时定位并同步构造所述SLAM环境地图；并用于在所述巡视机器人对全部待巡视设备完成数据采集后，规划另一导航路径以使得控制系统中的各Mecanum轮运行根据所述另一导航路径将所述巡视机器人直接导航至初始待命位置；所述循迹系统还用于捕捉所述循迹路径的图像，通过图像处理将所述循迹路径从所述图像中分离出来，并获取所述巡视机器人相对所述循迹路径的偏角信息。进一步地，所述循迹系统用于实时获取所述巡视机器人相对于所述循迹路径的位置偏差，所述控制系统从所述运动系统处获取所述巡视机器人的X方向运动速度、Y方向运动速度以及旋转速度，根据逆运动学矩阵推导计算所述巡视机器人每个Mecanum轮纠正位置的角加速度进而实现纠偏进而确保巡视机器人能始终沿循迹路径运动，逆运动学矩阵为：其中，[νXνYωZ]T∈R3×1，分别为四个所述Mecanum轮的角加速度，W为所述巡视机器人的半宽，L为所述巡视机器人的半长，α为所述巡视机器人相对于所述循迹路径的偏角，VX、VY以及ωZ分别为X方向运动速度、Y方向运动速度以及旋转速度。进一步地，所述控制系统还用于检测循迹模式是自动循迹模式还是手动循迹模式，如果所述控制系统检测到是自动循迹模式，则实时获取所述巡视机器人相对于所述循迹路径的位置偏差，并获取所述巡视机器人的X方向运动速度、Y方向运动速度以及旋转速度，根据逆运动学矩阵对所述巡视机器人的各Mecanum轮的角加速度的控制来进行纠偏；如果所述控制系统检测到是手动循迹模式，则实时获取所述巡视机器人相对于所述循迹路径的位置偏差，并获取所述巡视机器人的四个Mecanum轮的角加速度，根据运动学方程控制所述巡视机器人的各Mecanum轮的X方向运动速度、Y方向运动速度以及旋转速度来进行纠偏进而确保巡视机器人能始终沿循迹路径运动，其中，运动学矩阵为：其中，[νXνYωZ]T∈R3×1。本专利技术的巡视机器人，具有如下有益效果：通过设置成具有Mecanum轮的的运动系统的形式，借助Mecanum轮的全向运动性能，能够在拥堵和狭小的空间内运行使用；通过在运动系统的搭载平台上设置装配采集系统的升降系统，能够根据待巡视设备中仪表盘的高度通过调整升降系统的高度进而调整采集系统的所处位置；通过使用SLAM环境地图，能够在室内环境下精确导航至待巡视设备处，尤其是在SLAM环境地图所规划的导航路径的末段设置循迹路径，能够以更合适的姿态和更精确的位置到达待巡视设备处以进行数据采集，使得能够更好地进行数据采集。附图说明图1是本专利技术巡视机器人的巡视方法的工作流程图。图2是本专利技术巡视机器的导航定位示意图。图3是本专利技术巡视机器的运动示意图。图4是本专利技术巡视机器的仰视图。图5是本专利技术巡视机器的功能模块图。图6是本专利技术巡视机器人的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术进行详细说明。请结合图5和图6参阅，本专利技术提供一种巡视机器人。该巡视机器人包括：运动系统1、升降系统6、采集系统7以及分别与运动系统1、升降系统6及采集系统7连接的控制系统2。运动系统1包括搭载平台101以及装配于搭载平台101上的具备全向运动性能的四个对称分布的Mecanum(麦克纳姆)轮102。举例而言，每个Mecanum轮102负载可以为40Kg，直径可以为127mm；该搭载平台101大小可以控制在500×500mm以内；以满足较高负载和稳定性要求。进一步地，每个Mecanum轮102分别通过一个独立的电机11驱动；每个电机11分别通过一个独立的电机驱动器12驱动；控制系统2与运动系统1之间通过CAN总线通信，具体为控制系统2与各电机驱动器12连接，且各电机驱动器12与CAN总线之间分别通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巡视机器人，其特征在于，包括：运动系统，包括搭载平台以及装配于所述搭载平台上的具备全向运动性能的四个对称分布的Mecanum轮；升降系统，包括固设于所述搭载平台上的支架以及装配于所述支架上的由电机驱动其同步带的第一同步带滑轨以及装配于所述第一同步带滑轨中滑块上的由电机驱动其同步带的第二同步带滑轨，所述第一同步带滑轨中滑块带动所述第二同步带滑轨在竖直方向上升降，所述第二同步带滑轨中滑块亦在竖直方向上升降；采集系统，包括装配于所述第二同步带滑轨中滑块上的安装板以及装配于所述安装板上的摄像装置及热成像装置；以及分别与所述运动系统、所述升降系统及所述采集系统连接的控制系统，所述控制系统控制所述运动系统在平面上到达待巡视设备处，并控制所述升降系统在竖直方向上到达待巡视设备的仪表盘位置，进而控制所述采集系统对待巡视设备的仪表盘进行图像采集。

【技术特征摘要】
1.一种巡视机器人，其特征在于，包括：运动系统，包括搭载平台以及装配于所述搭载平台上的具备全向运动性能的四个对称分布的Mecanum轮；升降系统，包括固设于所述搭载平台上的支架以及装配于所述支架上的由电机驱动其同步带的第一同步带滑轨以及装配于所述第一同步带滑轨中滑块上的由电机驱动其同步带的第二同步带滑轨，所述第一同步带滑轨中滑块带动所述第二同步带滑轨在竖直方向上升降，所述第二同步带滑轨中滑块亦在竖直方向上升降；采集系统，包括装配于所述第二同步带滑轨中滑块上的安装板以及装配于所述安装板上的摄像装置及热成像装置；以及分别与所述运动系统、所述升降系统及所述采集系统连接的控制系统，所述控制系统控制所述运动系统在平面上到达待巡视设备处，并控制所述升降系统在竖直方向上到达待巡视设备的仪表盘位置，进而控制所述采集系统对待巡视设备的仪表盘进行图像采集。2.根据权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于：所述巡视机器人包括分别与所述采集系统、所述控制系统连接的图像处理系统，用于对所述采集系统采集到的图像进行图像处理，进而生成并存储报表。3.根据权利要求2所述的巡视机器人，其特征在于：所述巡视机器人包括分别与所述图像处理系统、所述控制系统连接的无线通信系统，用于将所述图像处理系统存储的报表发送至外部监控系统。4.根据权利要求2所述的巡视机器人，其特征在于：所述图像处理系统还用于根据所述采集系统采集的图像计算出待巡视设备中仪表盘的高度，所述控制系统进而根据所述图像处理系统计算出的待巡视设备中仪表盘的高度控制所述升降系统中的第一同步带滑轨和/或第二同步带滑轨工作达到待巡视设备中仪表盘位置。5.根据权利要求4所述的巡视机器人，其特征在于：所述待巡视设备中仪表盘的高度的计算依据来源于所述采集装置中摄像装置和/或热成像装置所采集的图像。6.根据权利要求1所述的巡视机器人，其特征在于：所述巡视机器人包括与控制系统连接的激光导航系统，用于在SLAM环境地图中规划所述巡视机器人从初始待命位置到每一个待巡视设备所处位置的导航路径，同时获取所述巡视机器人在SLAM环境地图中的定位；所述控制系统用于根据所述激光导航系统规划的导航路径和对所述巡视机器人的定位控制所述运动系统中的各Mecanum轮运行并依次导航至每一个待巡视设备的前方位置。7.根据权利要求6所述的巡视机器人，其特征在于：所述巡视机器人还包括与所述控制系统连接的循迹系统，用于对预设的循迹路径进行循迹；所述控制系统，用于在将所述巡视机器人导航至一个待巡视设备的前方位置后，控制所述运动系统中的各Mecanum轮运行并根据所述循迹系统对循迹路径的跟踪循迹进而以合适的姿态到达当前待巡视设备的循迹定位点停车以进行数据采集。8.根据权利要求7所述的巡视机器人，其特征在于：所述激光导航系统还用于获取地图数据，利用SLAM技术对所述巡视机器人实时定位并同步构造所述SLAM环境地图；并用于在所述巡视机器人对全部待巡视设备完成数据采集后，规划另一导航路径以使得控制系统中的各Mecanum轮运行根据所述另一导航路径将所述巡视...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小兵，
申请(专利权)人：南京国电南思科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32