变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置及方法.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CN107443383A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710834909.0G01C21/00(2006.01)(22)申请日2017.09.15(71)申请人国家电网公司地址100031北京市西城区长安街86号申请人国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院(72)发明人郎福成涂超冯利国王宇鹍王祎菲刘芮彤(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通合伙)21115代理人周智博宋铁军(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)B25J5/00(2006.01)B25J13/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置及方法(57)摘要一种变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置，其特征在于：该装置包括激光传感器（1）、信号转换模块（2）、机器人工业控制器（3）、无线通讯模块（4）、监控计算机（5）、运动驱动器（6）、伺服电机（7）和编码器（8）,变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航系统将激光位置检测技术和Scan算法地图创建技术相结合，实现了巡检机器人位置精确定位和远程监管。系统具有精度高、可靠性好、安全系数高等优点，为巡检机器人位置定位和导航技术的发展奠定基础。另外，碰撞缓冲装置有效的缓解了碰撞给整个装置带来的损害，尤其很好的保护了行走轮与底盘之间的连接处，可以大大减小返修的概率。CN107443383ACN107443383A权利要求书1/2页1.一种变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置，其特征在于：该装置包括激光传感器(1)、信号转换模块(2)、机器人工业控制器(3)、无线通讯模块(4)、监控计算机(5)、运动驱动器(6)、伺服电机(7)和编码器(8)；其中激光传感器(1)的输出单元与信号转换模块(2)和无线通讯模块(4)的信号输入端相连接，信号转换模块(2)的输出端与机器人工业控制器(3)的信号输入端相连接，机器人工业控制器(3)的信号输出端与运动驱动器(6)及无线通讯模块(4)的信号输入端相连接，无线通讯模块(4)的信号输出端与监控计算机(5)的信号输入端相连接，运动驱动器(6)的信号输出端与伺服电机(7)的控制信号输入端相连接，伺服电机(7)的位置信号检测端与与编码器(8)的信号测量端相连接，编码器(8)的信号输出端与运动驱动器(6)的信号反馈输入端相连接，运动驱动器(6)的位置信号输出端与机器人工业控制器(3)的信号输入端相连接，机器人工业控制器(3)的控制指令输入端与无线通讯模块(4)的控制指令输入出端相连接，无线通讯模块(4)的控制指令输入端与监控计算机(5)的控制指令相连接。2.根据权利要求1所述的变电站智能巡检机器人环境地图激光定位导航装置，其特征在于：激光传感器(1)、信号转换模块(2)、机器人工业控制器(3)、无线通讯模块(4)、监控计算机(5)、运动驱动器(6)、伺服电机(7)和编码器(8)均设置在机器人行走底盘(9)上，底盘(9)的下端为行走轮(10)；该底盘上还设置有碰撞缓冲装置，该碰撞缓冲装置包括缓冲板(11)、缓冲盒(12)和升降插杆；缓冲板(11)设置在底盘(9)的侧面，缓冲板(11)的下部通过支点转轴设置在底盘(9)的侧面形成活动的杠杆结构；支点转轴设置在缓冲板(11)的靠近底部端点的位置使得缓冲板(11)的上部形成省力杠杆；该支点转轴的位置也处在底盘(9)的侧面的底部；缓冲盒(12)设置在底盘(9)的底部的中间位置，缓冲盒(12)的底部连接T形连接管，T形连接管为由立管(14)和横管(15)构成的T字形结构，缓冲盒(12)的底部连接T形连接管的立管(14)，行走轮(10)的轴插入T形连接管的底部的横管(15)两端且行走轮(10)的轴能相对于横管(15)做轴向的抽插动作；缓冲盒(12)内设置有齿轮(16)和两根齿条(17)，两根齿条(17)设置在齿轮(16)的两侧并与齿轮(16)啮合，两根齿条(17)能做平行于底盘(9)地面的移动，且在移动时驱动齿轮(16)转动，两根齿条(17)的运动方向相反；两根齿条(17)分别通过活动连接杆(18)连接至底盘(9)两侧的缓冲板(11)底部，活动连接杆(18)的一端通过转轴连接至齿条(17)，另一端通过转轴连接至缓冲板(11)底端，齿轮(16)的中心为带有内螺纹的套孔；升降插杆为由主杆(13)和两个分叉的支杆(19)构成的开口朝下的Y形结构，主杆(13)的上端设置有外螺纹拉杆，该外螺纹拉杆与主杆(13)之间能相对转动且轴向距离不变；外螺纹拉杆伸进齿轮(16)的套孔内与该套孔螺纹配合，通过齿轮(16)的旋转控制升降插杆的升降；在T形连接管的横管(15)的壁上开有通