一种级联式轨道巡检机器人论文和设计-刘爽

全文摘要

本实用新型公开了一种级联式轨道巡检机器人，包括第一车体、第二车体和第三车体，所述第一车体、第二车体、第三车体之间均通过连接装置连接，第一车体上安装有超声避障模块、电源、烟雾传感器和编码器，第二车体上安装有气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器和射频模块，第三车体上安装有WIFI模块、工控机、24‑12V电源模块和单板机，所述超声避障模块、电源、烟雾传感器、编码器、气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器、射频模块、WIFI模块均与单板机信号连接，WIFI模块通过交换机与工控机连接，工控机与显示屏连接。本实用新型的机器人可以高速运行，实现较大坡度的爬坡，由于各部件柔性连接的缘故，所以使得整个机构运行更加平稳。

主设计要求

1.一种级联式轨道巡检机器人，其特征在于：包括第一车体、第二车体和第三车体，所述第一车体、第二车体、第三车体之间均通过连接装置连接，所述第一车体上安装有超声避障模块、电源、烟雾传感器和编码器，第二车体上安装有气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器和射频模块，所述第三车体上安装有WIFI模块、工控机、24-12V电源模块和单板机，所述超声避障模块、电源、烟雾传感器、编码器、气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器、射频模块、WIFI模块均与单板机信号连接，WIFI模块通过交换机与工控机连接，工控机与显示屏连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的级联式轨道巡检机器人，其特征在于：所述第一车体、第二车体和第三车体上分别安装有一级电机、二级电机和三级电机，所述一级电机为大扭矩低速电机，所述二级电机为普通电机，所述三级电机为高速电机。

3.根据权利要求1所述的级联式轨道巡检机器人，其特征在于：所述连接装置为柔性连接装置。

4.根据权利要求3所述的级联式轨道巡检机器人，其特征在于：所述柔性连接装置呈H型，具有固定在车体底部的固定部以及连接固定部的连接部。

5.根据权利要求4所述的级联式轨道巡检机器人，其特征在于：所述连接部与固定部之间均通过轴承连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种级联式轨道巡检机器人，属于机器人领域。

背景技术

公路、铁路、电力、国防、市政等领域的重要设施需要定期进行巡检和维护，并在紧急情况下，展开紧急救援工作，但由于这些设施数量众多、布局分散，目前多依赖人工巡检和维护，导致巡检维护工作量大，成本高昂，且有一定的安全隐患。当有重大事故发生时，可能事故发生地与救援人员距离较远，救援设施无法及时发挥救援作用。轨道式移动巡检机器人利用自动化、通信、机械等技术，在架设的双轨式轨道上自由移动，不仅可按照要求，定期对重要设施进行巡检和维护，当发生事故时，还可准确移动到事故现场，及时展开救援工作。现有轨道巡检机器人运行稳定性较差，体积较大，运行速度太低，功能不齐全，不具扩展功能。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种级联式轨道巡检机器人，机器人可以高速运行，实现较大坡度(45°)的爬坡，由于各部件柔性连接的缘故，所以使得整个机构运行更加平稳。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的级联式轨道巡检机器人，包括第一车体、第二车体和第三车体，所述第一车体、第二车体、第三车体之间均通过连接装置连接，所述第一车体上安装有超声避障模块、电源、烟雾传感器和编码器，第二车体上安装有气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器和射频模块，所述第三车体上安装有WIFI模块、工控机、24-12V电源模块和单板机，所述超声避障模块、电源、烟雾传感器、编码器、气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器、射频模块、WIFI模块均与单板机信号连接，WIFI模块通过交换机与工控机连接，工控机与显示屏连接。

作为优选，所述第一车体、第二车体和第三车体上分别安装有一级电机、二级电机和三级电机，所述一级电机为大扭矩低速电机，所述二级电机为普通电机，所述三级电机为高速电机。

作为优选，所述连接装置为柔性连接装置。

作为优选，所述柔性连接装置呈H型，具有固定在车体底部的固定部以及连接固定部的连接部。

作为优选，所述连接部与固定部之间均通过轴承连接。

有益效果：本实用新型的级联式轨道巡检机器人，机器人可以高速运行，实现较大坡度(45°)的爬坡，由于各部件柔性连接的缘故，所以使得整个机构运行更加平稳；系统组成完善，功能齐全，布局考虑机器人配重和EMC，每段车体组件布置科学合理。

附图说明

图1为机器人的结构图。

图2为机器人的系统组成图。

图3为本实用新型中接装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图3所示，本实用新型的级联式轨道巡检机器人，包括第一车体1、第二车体2和第三车体3，所述第一车体1、第二车体2、第三车体3之间均通过连接装置连接，所述第一车体1上安装有超声避障模块、电源、烟雾传感器和编码器，第二车体2上安装有气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器和射频模块，所述第三车体3上安装有WIFI模块7、工控机5、24-12V电源模块和单板机8,24-12V电源模块给各个模块供电，所述超声避障模块、电源、烟雾传感器、编码器、气体传感器、扬声器、光照传感器、温度传感器器、射频模块、WIFI模块7均与单板机8信号连接，WIFI模块7通过交换机6与工控机5连接，工控机5与显示屏4连接。

在本实用新型中，所述第一车体1、第二车体2和第三车体3上分别安装有一级电机、二级电机和三级电机，所述一级电机为大扭矩低速电机，所述二级电机为普通电机，所述三级电机为高速电机，工控机5控制三级电机的运动，三个车体通过电机带动运动。

在本实用新型中，所述连接装置为柔性连接装置，所述柔性连接装置呈H型，具有固定在车体底部的固定部33以及连接固定部33的连接部31，即分别安装在车体上的固定部33以及连接部31呈H型，固定部33设有通孔，在通孔内设有凸台，连接部31为螺杆，连接部两端设有台阶，在连接部31两端安装有轴承，轴承32通过螺母固定在连接部上。

在本实用新型中，主要硬件构成包括：工控机5、STM32嵌入式单板、智能一体化云台、视屏采集模块、热成像模块、RFID定位模块、避障检测模块、触边开关、无线通讯模块、电池受电模块、锂电池组、对讲系统、环境气体及温湿度检测模块、烟雾报警模块、光照检测模块。

机器人硬件组件分布于机器人的第一车体1、第二车体2和第三车体3，超声避障模块、电源、烟雾传感器、编码器、灯带、天线充电器受电端、锂电池组BMS、锂电池组位于第一车体1上，四合一气体传感器、扬声器、拾音器、双光云台、光照传感器、温度传感器器和射频模块位于第二车体2上，WIFI模块7、工控机5、24-12V电源模块和单板机8位于第三车体3上。机器人运行过程中，工控机5作为整机核心，搭载机器人控制系统；STM32嵌入式单板负责机器人运动控制；云台搭载视频采集模块和热成像模块负责相关数据采集；射频模块负责机器人位置校准；避障检测模块检测机器人运行方向是否有障碍物，触边开关作为机器人防撞最后一道屏障；无线通信模块负责机器人与集控中心建立通信网络；电池受电模块为无线充电系统的一部分，负责给锂电池组充电；锂电池组给机器人提供动力；四大气体传感器检测管廊内有害气体含量、判断是否超标；机器人搭载的光照传感器检测周围光照是否满足摄像机工作要求，作为补光灯开启依据；管廊内工作人员通过语音对讲系统与集控中心管理人员语音对讲，实现现场情况汇报实时监控。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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