一种综合管廊巡检机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110640763A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201911058990.3(22)申请日2019.11.01(71)申请人西安邮电大学地址710000陕西省西安市雁塔区长安南路563号申请人陕西中建建乐智能机器人有限公司(72)发明人江祥奎杨剑乐赵宏亮(74)专利代理机构北京权智天下知识产权代理事务所(普通合伙)11638代理人郭佳(51)Int.Cl.B25J11/00(2006.01)B25J5/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种综合管廊巡检机器人(57)摘要本发明公开了一种综合管廊巡检机器人，包括机器人本体及其控制系统，所述机器人本体包括所述机器人本体底部设置的麦克纳姆轮驱动机构，后部设置的灭火执行机构，前部设置的升降监测机构，以及左右侧部设置的蛇形探测机构,本发明涉及巡检机器人技术领域，通过本综合管廊巡检机器人，解决了目前传统的人工巡检的巡检人员负担，并且可以弥补综合管廊监控系统只能定点监控的缺陷,进一步提高综合管廊监控管理能力，另外，机器人上搭载多种气体传感器，对工作人员进入综合管廊维修提供了安全保障。CN110640763ACN110640763A权利要求书1/2页1.一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，包括机器人本体及其控制系统，所述机器人本体包括所述机器人本体底部设置的麦克纳姆轮驱动机构，后部设置的灭火执行机构，前部设置的升降监测机构，以及左右侧部设置的蛇形探测机构；所述麦克纳姆轮驱动机构包括驱动伺服电机、麦克纳姆轮，可以实现360°无死角运动，实现在综合管廊内部的自由驱动行走；所述灭火执行机构包括固定底盘、转台、机械臂底座，所述固定底盘固定于驱动机构底盘上，且与机械臂底座之间通过转台连接，驱动转台可以实现机械臂底座水平面内的旋转运动，所述机械臂底座由下至上依次设置有第一机械臂、第二机械臂和灭火系统，所述机械臂底座与第一机械臂之间通过第一伺服电机连接，用于驱动第一机械臂运动；所述第一机械臂与第二机械臂之间通过第二伺服电机连接，用于驱动第二机械臂运动；所述第二机械臂和灭火系统之间通过第三伺服电机连接，用于驱动灭火系统运动；所述灭火系统包括高压水喷头、支撑底座、高压水泵，该机构实现综合管廊的灭火功能；所述升降监测机构包括固定基座、升降连杆、搭载平台、支撑座、监测装置，所述固定基座固定于驱动机构底盘上，且与升降连杆通过升降电机连接，所述搭载平台与升降连杆通过铆钉连接，所述支撑座与搭载平台通过固定于搭载平台上的第一驱动电机连接，用于实现监测装置在水平平面内的旋转运动，所述监测装置与支撑座通过第二驱动电机、第三驱动电机连接，用于实现监测装置在竖直平面内的旋转运动，通过配合运动，实现监测装置360°无死角检测；所述蛇形探测机构包括蛇形上关节结构、蛇形下关节结构和微小型驱动电机，蛇形上关节结构和蛇形下关节结构通过微小型驱动电机连接，通过微小型驱动电机运动，可以实现蛇形结构自由运动轨迹，从而完成复杂危险区域的近距离无死角探测；所述控制系统包括软件系统，驱动机构，控制机构和感知机构。2.根据权利要求1所述的一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，所述软件系统包括应用组件和通用组件；所述应用组件主要包括电力电气火灾监测、市政管网监测、煤气监测报警、运营管理、综合监控、视屏监控，主要用于数据的处理显示以及极限值设置后的报警等功能；所述通用组件包括运动控制和通讯模块，此组件都为整个系统中通用型组件，可以实现重复利用。3.根据权利要求1所述的一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，所述驱动机构包括电机驱动器、伺服驱动电机和电源模块，通过控制机构的嵌入式CPU对电机驱动器的程序控制，实现伺服驱动电机的控制，整个机器人的电机控制均采用此驱动机构；所述电源模块用于对各用电模块的电源供应以及电压转换。4.根据权利要求1所述的一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，所述控制机构包括嵌入式CPU，以及其上的可扩展模块，所述的可扩展模块包括A/D、D/A接口、IO接口、Ethernet接口、通讯接口，通过程序的嵌入实现机器人的运动控制。5.根据权利要求1所述的一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，所述感知机构包括烟雾报警传感器、温湿度传感器、氧气监测传感器、可燃气体传感器、压力传感器、液位传感器、液体泄漏传感器、漏电流传感器、3D激光传感器、超声波传感器，通过控制机构可扩展模块各接口的连接，将采集数据传输至嵌入式CPU，数据经过处理后在软件系统的应用组件中进行应用。2CN110640763A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的一种综合管廊巡检机器人，其特征在于，所述3D激光传感器用于