一种多自由度模块化的巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度模块化的巡检机器人，包括适用于弯直轨的轨道小车、伸缩装置、检测装置；所述轨道小车采用轨道上布置传动链条结构，轨道小车通过链轮于链条配合实现水平运动，将整个巡检机器人输送至待检测的配电房柜体前方，实现精确定位；所述伸缩装置固定在轨道小车下端，以实现伸缩杆上下垂直稳定可靠运动，且保证运动时的同步性；所述检测装置固定在双轨式伸缩装置下端，内部设有传感器、局放传感器探头和高清摄像机、红外热像仪、两轴云台、电动推杆等，实现对配电房柜体的实时检测；本发明专利技术实现了机器人能够在三轴方向运动的稳定性、可靠性和精确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度模块化的巡检机器人
本专利技术属于电力
下，具体涉及一种多自由度模块化的巡检机器人。
技术介绍
随着我国用电用户数量的不断增加，用户对用电质量的要求不断提升，保证配电设备的正常、安全运行变得至关重要，从而使配电房巡检受到了更大的重视。另外，随着电力系统自动化水平的提高以及配电房无人值守的普及，设备运行的安全性受到更加严格的考验。目前，国内大多数配电房还采用传统的人工巡视方式，由于受巡视人员诸多因素的制约，漏检、误检情况时有发生，不仅会造成重大经济损失，而且会发生安全事故。由此可见，传统的人工巡视方式已经不能满足现代化发展的要求，机器巡检代替人工成为了必然趋势。室内巡检机器人通过自身所带高清和红外检测装置完成设定的巡检任务，同时把巡检信息传给到后台计算机，完成巡检工作。但是目前的室内巡检机器人扔存在前后、上下和左右三个方向的运行稳定性差，定位精度不可靠，拆装维修不便等缺陷；因此，由于出于运动的稳定性和定位精度以及维修拆装便利等多方面考虑，设计一种能够在三轴方向上稳定可靠地自主运动、精确定位三轴坐标、维修拆装便利的机械机构是极有必要的。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种多自由度模块化的巡检机器人，以解决目前的室内仍存在巡检机器人在前后、上下和左右三个方向的运行稳定性差，定位精度不可靠，拆装维修不便等问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种多自由度模块化的巡检机器人，包括适用于弯直轨的轨道小车、伸缩装置、检测装置；所述轨道小车采用轨道上布置传动链条结构，轨道小车通过链轮于链条配合实现水平运动，将整个巡检机器人输送至待检测的配电房柜体前方，实现精确定位；所述伸缩装置固定在轨道小车下端，以实现伸缩杆上下垂直稳定可靠运动，且保证运动时的同步性；所述检测装置固定在双轨式伸缩装置下端，内部设有传感器、局放传感器探头和高清摄像机(62)、红外热像仪(50)、两轴云台、电动推杆等，实现对配电房柜体的实时检测。本专利技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本专利技术所设计的适用于弯直轨的轨道小车采用链条传动机构，结合小车编码器和位置检测传感器，保证了小车运动时的定位精度；设计的传动机构能很好的适应弯直轨道，避免在弯轨运动时出现卡轨的情况，同时适应于转弯半径更小的弯轨，适应于配电房狭窄的空间环境；(2)本专利技术所设计的伸缩装置采用双杆式结构，在保证稳定性的基础上保证了双伸缩杆运动时的同步性，结合伸缩杆编码器以精确控制伸缩高度；(3)本专利技术所设计的检测装置采用一体化设计思想，内部部件紧凑；抽屉式结构便于安装和维护。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的巡检机器人的总体结构示意图。图2为轨道小车的总体结构示意图。图3为轨道小车的轴测图。图4为轨道小车的剖视图。图5为转动板上端结构示意图。图6为转动板下端的仰视示意图。图7为伸缩装置的总体结构示意图。图8为检测装置的正视轴测图。图9为检测装置的后视轴测图。具体实施方式为了说明本专利技术的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。结合图1，本专利技术的一种多自由度模块化的巡检机器人，包括适用于弯直轨的轨道小车、伸缩装置、检测装置；所述轨道小车采用轨道上布置传动链条结构，轨道小车通过链轮于链条配合实现水平运动，将整个巡检机器人输送至待检测的配电房柜体前方，实现精确定位；所述伸缩装置固定在轨道小车下端，以实现伸缩杆上下垂直稳定可靠运动，且保证运动时的同步性；所述检测装置固定在双轨式伸缩装置下端，内部设有传感器、局放传感器探头和高清摄像机(62)、红外热像仪(50)，对柜体的工作环境进行实时检测。所述红外摄像仪50还与过两轴云台52连接，所述两轴云台52用以实现红外摄像仪50的水平回转及俯仰运动，所述局放传感器探头与电动推杆71相连，电动推杆71带动探头水平且垂直于柜体方向运动。除轨道小车的水平运动、伸缩装置的垂直运动，两轴云台和电动推杆可进一步增加检测装置的多自由度运动。进一步的，结合图2-图5，所述轨道小车，包括轨道3、安装底板10、与安装底板10相连的驱动电机14、与驱动电机14相连的减速器15、设置在轨道3上的传动带29、与传动带29啮合的传动齿轮6、设置在安装底板10上端的两个转动板9，行走轮4、传动机构；所述两个转动板9分别通过一个转轴80与安装底板10相连，转轴80与转动板9和安装底板10之间分别通过轴承81连接；所述转动板9上对称的设有两个行走轮4，两个行走轮4对称的设置在轨道3两端，行走轮4通过第一支架12连接在安装底板10上，并可在轨道3上滚动行走，同时支撑整个小车的重量；所述传动机构包括主动传动机构和从动传动机构；所述主动传动机构与减速器15相连，从动传动机构与转轴80相连，转轴80上端与传动齿轮6相连；工作时，驱动电机14工作带动主动传动机构工作，主动传动机构带动从动传动机构工作，从动传动机构带动转轴80转动，转轴80带动传动齿轮6转动，传动齿轮沿传动带29行走；在传动齿轮6带动下，行走轮4沿轨道3转动行走；当行走轮4处于轨道3弯道时，行走轮4带动转动板9相对安装底板10占地，调整行走轮4姿态与弯道适应，具有很好的自适应作用。在一些实施方式中，所述传动机构为齿轮传动机构，主动传动机构为主动齿轮，从动传动机构为两个从动轮，两个从动轮分别与转动板9上的转轴80相连，主动齿轮与从动齿轮啮合。在另外一些实施方式中，结合图6，所述传动机构为带轮传动机构，主动传动机构为主动带轮16，从动传动机构为两个从动带轮30，两个从动带轮30分别与转动板9上的转轴80相连，主动带轮16与从动带轮30通过传动皮带17相连。进一步的，所述安装底板10上还设有张紧轮13，所述传动皮带17张紧轮13相连，以保证传动皮带17始终处于张紧状态。进一步的，所述皮带轮式传动机构为V形或齿形皮带轮。在另外一些实施方式中，所述传动机构为链轮传动机构。在一些实施方式中，所述两个传动齿轮6位于轨道3同一侧，通过同一个传动带29啮合行走。进一步的，所述行走轮4的轴向内侧与轨道贴合，使得传动轮6与传动带29紧密啮合，保证传动行走平稳。在另外一些实施方式中，所述两个传动齿轮6分别位于轨道3两侧，轨道两侧分别设有一个传动带29，两个齿轮6分别从轨道两侧与传动带29啮合，保证传动行走的平稳。进一步的，所述主动传动机构还通过转轴与主动齿轮8相连，转动板9的转轴80上还连接有从动齿轮18，主动齿轮8与从动齿轮18啮合，所述从动齿轮18与编码器11相连；所述编码器11与随从动轮转动18转动，以记录下轨道小车移动的距离，通过控制装置实现对轨道小车的启动、停止、加速、减速动作，从而实现轨道小车的精确定位。进一步的，所述轨道小车上还设有接近开关2，所述接近开关2通过第二支架1固定在安装底板10上；所述轨道3上等间距的布置有金属片48，金属片48用以触发所述接近开关2，用来给所述第一编码器11提供校准信号以保证编码器11数值的准确性，同时提供机器人的原点信号。进一步的，所述转动板9上还设有两组导向轮5，每组行走轮4包括两个对称设置在轨道3两端的导向轮5，所述导向轮5通过转轴与转动板9相连；所述导向轮5轴向与链轮6轴向平行；所述轨道3两端设有凸缘3-1，所述导向轮5周向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，包括适用于弯直轨的轨道小车、伸缩装置、检测装置；所述轨道小车采用轨道上布置传动链条结构，轨道小车通过链轮于链条配合实现水平运动，将整个巡检机器人输送至待检测的配电房柜体前方，实现精确定位；所述伸缩装置固定在轨道小车下端，以实现伸缩杆上下垂直运动；所述检测装置固定在双轨式伸缩装置下端，内部设有传感器、局放传感器探头和高清摄像机(62)、红外热像仪(50)，对柜体的工作环境进行实时检测。

【技术特征摘要】
2017.12.20 CN 20171138607241.一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，包括适用于弯直轨的轨道小车、伸缩装置、检测装置；所述轨道小车采用轨道上布置传动链条结构，轨道小车通过链轮于链条配合实现水平运动，将整个巡检机器人输送至待检测的配电房柜体前方，实现精确定位；所述伸缩装置固定在轨道小车下端，以实现伸缩杆上下垂直运动；所述检测装置固定在双轨式伸缩装置下端，内部设有传感器、局放传感器探头和高清摄像机(62)、红外热像仪(50)，对柜体的工作环境进行实时检测。2.根据权利要求1所述的一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，所述红外摄像仪(50)还与两轴云台(52)连接，所述两轴云台(52)用以实现红外摄像仪(50)的水平回转及俯仰运动，所述局放传感器探头与电动推杆(71)相连，电动推杆(71)带动探头水平且垂直于柜体方向运动。3.根据权利要求1所述的一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，所述轨道小车，包括轨道(3)、安装底板(10)、与安装底板(10)相连的驱动电机(14)、与驱动电机(14)相连的减速器(15)、设置在轨道(3)上的传动带(29)、与传动带(29)啮合的传动齿轮(6)、设置在安装底板(10)上端的两个转动板(9)，行走轮(4)、传动机构；所述两个转动板(9)分别通过一个转轴(80)与安装底板(10)相连，转轴(80)与转动板(9)和安装底板(10)之间分别通过轴承(81)连接；所述转动板(9)上对称的设有两个行走轮(4)，两个行走轮(4)对称的设置在轨道(3)两端，行走轮(4)通过第一支架(12)连接在安装底板(10)上，并可在轨道(3)上滚动行走；所述传动机构包括主动传动机构和从动传动机构；所述主动传动机构与减速器(15)相连，从动传动机构与转轴(80)相连，转轴(80)上端与传动齿轮(6)相连。4.根据权利要求3所述的一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，所述两个传动齿轮(6)分别位于轨道(3)两侧，轨道两侧分别设有一个传动带(29)，两个齿轮(6)分别从轨道两侧与传动带(29)啮合。5.根据权利要求3所述的一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，所述主动传动机构还通过转轴与主动齿轮(8)相连，转动板(9)的转轴(80)上还连接有从动齿轮(18)，主动齿轮(8)与从动齿轮(18)啮合，所述从动齿轮(18)与编码器(11)相连；所述编码器(11)与随从动轮转动(18)转动，以记录下轨道小车移动的距离。6.根据权利要求5所述的一种多自由度模块化的巡检机器人，其特征在于，所述轨道小车上还设有接近开关(2)，所述接近开关(2)通过第二支架(1)固定在安装底板(10)上；所述轨道(3)上等间距的布置有金属片(48)，金属片(48)用以触发所述接近开关(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益飞，金立伟，郭健，陈庆伟，陶卫军，关妍，陈鑫，范成旺，高熠，高珺宁，张通，丛宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32