本發(fā)明涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種基于環(huán)形軌道的智能巡檢系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在水電行業(yè)日常巡檢中，需要每天進(jìn)行巡回檢查，目前巡回檢查多使用巡檢儀器進(jìn)行。巡檢人員將設(shè)備巡檢儀與網(wǎng)絡(luò)連接，根據(jù)預(yù)設(shè)的巡檢路線上設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢，采集巡檢監(jiān)測(cè)點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)。巡檢結(jié)束后，巡檢操作人員將的采集巡檢監(jiān)測(cè)點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)上傳到生產(chǎn)管理系統(tǒng)，由生產(chǎn)管理系統(tǒng)來(lái)處理上傳的數(shù)據(jù)。但是，由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般采用工業(yè)相機(jī)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，或者有些地方由于巡檢人員不能到位，導(dǎo)致某些監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)法獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，形成監(jiān)控死角；因此，需要一種能對(duì)巡檢路線上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全方位巡檢的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于環(huán)形軌道的智能巡檢系統(tǒng)；該機(jī)器人能對(duì)巡檢路線上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全方位巡檢。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的基于環(huán)形軌道的智能巡檢系統(tǒng)，包括安裝支架、環(huán)形軌道和巡檢機(jī)器人；所述安裝支架設(shè)置于水輪機(jī)室內(nèi)壁上；所述環(huán)形軌道設(shè)置于安裝支架上；所述巡檢機(jī)器人設(shè)置于環(huán)形軌道上。

進(jìn)一步，還包括傳輸電纜和中心綜合管理平臺(tái)；所述傳輸電纜設(shè)置環(huán)形軌道上；用于為巡檢機(jī)器人提供電能；同時(shí)為巡檢機(jī)器人與中心綜合管理平臺(tái)之間提供通訊通道。

進(jìn)一步，所述環(huán)形軌道內(nèi)設(shè)置碳鋼齒條，所述碳鋼齒條與巡檢機(jī)器人的齒輪嚙合連接，以適于巡檢機(jī)器人沿環(huán)形軌道移動(dòng)。

進(jìn)一步，所述環(huán)形軌道上設(shè)置軌道機(jī)、升降機(jī)構(gòu)和球機(jī)；

所述軌道機(jī)與環(huán)形軌道連接；所述升降機(jī)構(gòu)一端與軌道機(jī)連接；所述升降機(jī)構(gòu)的另一端設(shè)置用于拍攝巡檢機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)的球機(jī)。

進(jìn)一步，所述環(huán)形軌道為圓形導(dǎo)軌。

進(jìn)一步，所述水輪機(jī)室與環(huán)形軌道之間還設(shè)置有不銹鋼護(hù)欄。

進(jìn)一步，所述巡檢機(jī)器人上設(shè)置有軌道控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和承載板；

所述軌道控制模塊用于接收控制中心發(fā)送的控制命令并驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述承載板上一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，另一端與碳鋼齒條連接。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供的基于圓形軌道的智能巡檢機(jī)器人，巡檢機(jī)器人設(shè)置于環(huán)形軌道上，提高了設(shè)備巡檢的準(zhǔn)確性和可靠性、減輕了運(yùn)行維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，降低了巡檢的管理成本；該機(jī)器人能對(duì)巡檢路線上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全方位巡檢，避免了監(jiān)控死角；并實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡檢，同時(shí)減少了人的日常巡檢頻次，大大減少日常巡檢的人工工作量，同時(shí)提高了發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的機(jī)率，降低了因人為巡檢不到位或設(shè)備故障導(dǎo)致的設(shè)備非停帶來(lái)的影響。

在環(huán)形軌道上設(shè)置有通訊軌道總成，采用交流電力電纜通信共載(載波)技術(shù)使得巡檢機(jī)器人和中心綜合管理平臺(tái)之間供電傳輸控制一體化；具有介質(zhì)容錯(cuò)性、寬容性和可靠性等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2a為智能巡檢機(jī)器人原理圖。

圖2b為軌道機(jī)連接示意圖。

圖3為水輪機(jī)層智能巡檢機(jī)器人安裝示意圖。

圖4為水輪機(jī)層智能巡檢機(jī)器人安裝立體圖。

圖中，1為安裝支架、2為環(huán)形軌道、3為巡檢機(jī)器人、4為水輪機(jī)室、5為不銹鋼護(hù)欄；31為軌道機(jī)、32為升降機(jī)構(gòu)、33為球機(jī)。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖所示，本實(shí)施例提供一種基于環(huán)形軌道的智能巡檢系統(tǒng)，包括安裝支架1、環(huán)形軌道2和巡檢機(jī)器人3；

所述水輪機(jī)室4與環(huán)形軌道之間還設(shè)置有不銹鋼護(hù)欄5。

所述環(huán)形軌道上設(shè)置軌道機(jī)31、升降機(jī)構(gòu)32和球機(jī)33；

所述巡檢機(jī)器人上設(shè)置有軌道控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和承載板；

所述安裝支架設(shè)置于水輪機(jī)室內(nèi)壁上；所述環(huán)形軌道設(shè)置于安裝支架上；所述巡檢機(jī)器人設(shè)置于環(huán)形軌道上。

本實(shí)施例提供的軌道機(jī)31、升降機(jī)構(gòu)32和球機(jī)33也可以設(shè)置于環(huán)形軌道上的巡檢機(jī)器人上，以巡檢機(jī)器人作為載體，在環(huán)形軌道上運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)室的環(huán)境信息以及巡檢機(jī)器人的工作狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，并傳輸獲取的數(shù)據(jù)信息到中心綜合管理平臺(tái)進(jìn)行分析處理。

本實(shí)施例提供安裝支架沿水平方向設(shè)置于水輪機(jī)室的內(nèi)壁上，環(huán)形軌道沿水平方向設(shè)置于安裝支架之上，巡檢機(jī)器人套設(shè)于環(huán)形軌道上，并可沿環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)，在巡檢機(jī)器人上可設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，然后巡檢機(jī)器人將數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息通過(guò)電力電纜通信共載技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)與接收數(shù)據(jù)的中心綜合管理平臺(tái)之間通訊傳輸，同時(shí)為相關(guān)設(shè)備和巡檢機(jī)器人供電。

所述環(huán)形軌道內(nèi)設(shè)置碳鋼齒條，所述碳鋼齒條與巡檢機(jī)器人連接，

所述軌道機(jī)與環(huán)形軌道連接；所述升降機(jī)構(gòu)一端與軌道機(jī)連接；所述球機(jī)設(shè)置于升降機(jī)構(gòu)的另一端。

所述環(huán)形軌道為O形導(dǎo)軌。

所述環(huán)形軌道上設(shè)置有通訊軌道總成，所述通訊軌道總成用于將巡檢機(jī)器人獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行木C合管理平臺(tái)。

所述軌道控制模塊用于接收控制中心發(fā)送的控制命令并驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述承載板上一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，另一端與碳鋼齒條連接。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種基于環(huán)形軌道的智能巡檢系統(tǒng)，可根據(jù)需求對(duì)電廠風(fēng)洞、水機(jī)室進(jìn)行智能巡檢，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的環(huán)境情況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、作業(yè)人員作業(yè)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、自動(dòng)巡視、定點(diǎn)拍照、循環(huán)錄像、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)分析匯總等功能。

本實(shí)施例提供的智能巡檢系統(tǒng)由中心綜合管理平臺(tái)(后臺(tái)軟件平臺(tái))、傳輸網(wǎng)絡(luò)(智能巡檢機(jī)器人及系統(tǒng)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互)及智能軌道式巡檢機(jī)器人三大部分組成。

其中，分布于現(xiàn)場(chǎng)的軌道機(jī)器人采用現(xiàn)場(chǎng)信息后，通過(guò)區(qū)域交換機(jī)傳遞于核心交換機(jī)上，再有核心交換機(jī)通過(guò)總線分別中心綜合管理平臺(tái)連接；并在該平臺(tái)上通過(guò)制定相應(yīng)邏輯策略，實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警輸出及自動(dòng)分析匯總。

在巡檢機(jī)器人上掛載各類攝像機(jī)和各類傳感器實(shí)現(xiàn)音視頻采集、煙霧探測(cè)、異物監(jiān)測(cè)、噪音監(jiān)測(cè)、再將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸，其中，通過(guò)TCP/IP或RS485來(lái)控制攝像機(jī)(智能球機(jī))等設(shè)備的在線控制。

采用O形導(dǎo)軌避免了直軌巡檢機(jī)器人存在的巡檢死角，同時(shí)還使得機(jī)器人數(shù)量減少。在導(dǎo)軌內(nèi)安裝碳鋼齒條，可提高機(jī)器人移動(dòng)定位的精確及穩(wěn)定性，防止滑動(dòng)、后溜等現(xiàn)象。

實(shí)施例3

本實(shí)施例采用通訊軌道總成技術(shù)，即基于交流電力電纜通信共載技術(shù)，摒除了傳統(tǒng)的隨行電纜及通訊電纜的使用，不僅更加節(jié)省空間，還有效杜絕了線纜被卷入轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的風(fēng)險(xiǎn)。

電力載波通訊通過(guò)PLC調(diào)制解調(diào)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

控制過(guò)程中通過(guò)正反旋轉(zhuǎn)增量編碼器記錄實(shí)際坐標(biāo)，控制中心檢測(cè)實(shí)際坐標(biāo)后和設(shè)定坐標(biāo)對(duì)比控制軌道機(jī)器人的行走路徑，再通過(guò)電力載波把相關(guān)數(shù)據(jù)返回至數(shù)據(jù)中心。在運(yùn)行軌道上設(shè)置基準(zhǔn)位置校準(zhǔn)點(diǎn)，每次軌道車路過(guò)校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)會(huì)對(duì)正反轉(zhuǎn)增量編碼器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，以消除系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的累計(jì)誤差。

容錯(cuò)性：支持動(dòng)態(tài)鄰居防干擾技術(shù)，電力線和無(wú)線連接均采用加密算法保障安全，可以穩(wěn)定傳輸大流量數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)；

寬容性：產(chǎn)品采用通用通訊協(xié)議和多種傳輸方式，可滿足于各種類型的監(jiān)控系統(tǒng)，并提供二次開發(fā)支持，能實(shí)現(xiàn)不同廠商、不同型號(hào)規(guī)格的設(shè)備或系統(tǒng)間的無(wú)縫對(duì)接。

可靠性：從元件、部件的選型到具體的實(shí)施方案，都考慮到系統(tǒng)可靠性的問(wèn)題。

本實(shí)施例的軌道機(jī)采用多重防死機(jī)技術(shù)最大程度地讓機(jī)器正常運(yùn)行，同時(shí)也能夠避免突然掉電對(duì)系統(tǒng)的損壞和遇到一般性軟件故障時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)重新啟動(dòng)，保證系統(tǒng)工作的可靠性；

本實(shí)施例的軌道機(jī)包括分別與控制中心連接的水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和垂直電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，控制中心通過(guò)通訊模塊與軌道通訊總成連接；垂直電機(jī)驅(qū)動(dòng)與升降系統(tǒng)連接；水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)連接；升降系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)均與承載板連接；承載板上可以分別設(shè)置攝像機(jī)、拾音器、投影儀、音響、射燈和風(fēng)扇等用電設(shè)備。

規(guī)范性：支持通過(guò)web對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置管理，支持路由、橋接兩種工作模式。支持homeplug AV標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能環(huán)保滿足歐洲最新節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)(cocv4第二階段要求)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)均符合國(guó)家的規(guī)范要求及建設(shè)方的管理和使用要求?？刂茀f(xié)議、視頻編解碼、接口協(xié)議、視頻文件格式、傳輸協(xié)議均遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

可擴(kuò)展性：系統(tǒng)可擴(kuò)展性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理并保持一致的情況下，系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)的需要增加或減少系統(tǒng)設(shè)備。另外一個(gè)是系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性，在所采集的道路交通基本信息的基礎(chǔ)之上，由于設(shè)備的接口豐富和功能完善還可以擴(kuò)展更多處理功能。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)客戶投資目的。

傳輸速率：支持802.11n，采用雙天線MIMO技術(shù)，電力無(wú)線速率高達(dá)500Mbps，無(wú)線速率高達(dá)300Mbps，兼容802.11b/g。

傳輸距離：可達(dá)300米

本實(shí)施例提供的智能軌道式巡檢機(jī)器人主要由軌道總成系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。軌道總成系統(tǒng)主要由運(yùn)行軌道、通信系統(tǒng)和供電系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡檢線路、供電和通訊支撐。運(yùn)行軌道按巡檢路線分為直線軌道和轉(zhuǎn)彎軌道兩種，按材料分為玻璃鋼軌道和鋁合金軌道兩種，按結(jié)構(gòu)可分為C型軌道和I型軌道兩種。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由能源供給系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)等模塊組成。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、導(dǎo)航定位、能源管理補(bǔ)給以及狀態(tài)信息上傳等功能，結(jié)合基站控制系統(tǒng)，完成機(jī)器人的遙控巡視和自動(dòng)規(guī)劃巡視等功能。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由通信模塊、控制中心、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感器定位檢測(cè)等系統(tǒng)組成。

控制中心采用高性能嵌入式CPU控制，采用ARM構(gòu)架，全工業(yè)化元器件，模塊化熱插拔設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行控制邏輯和多元化功能。負(fù)責(zé)采集導(dǎo)航定位信息的采集處理，根據(jù)監(jiān)控主站控制命令，控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，控制檢測(cè)傳感器，進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集和上傳，并上傳機(jī)器人狀態(tài)信息。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括機(jī)器人的車輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行駛運(yùn)動(dòng)。包括供電管理、電源管理器、通信組合及分離等模塊，為機(jī)器人的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供保障，可以實(shí)現(xiàn)能源的分配、管理，提供供電及通信的集成解決方案。

智能軌道式巡檢機(jī)器人，在出廠時(shí)已在控制中心下發(fā)機(jī)器人最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速，用戶可以在最高最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)0～64級(jí)無(wú)極變速。

巡檢機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的往返移動(dòng)，移動(dòng)采用進(jìn)口直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，啟動(dòng)與停止具有S曲線減速緩沖功能且加減速緩沖時(shí)間，實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的啟動(dòng)和停止的運(yùn)行穩(wěn)定功能。

智能軌道式巡檢機(jī)器人接受控制，可以手動(dòng)控制巡檢機(jī)器人的左右、上下移動(dòng)及停止，并能斷電保存在行走過(guò)程中的位移坐標(biāo)，形成巡檢路線，實(shí)現(xiàn)軌道機(jī)完全在線受控于指令中心的手動(dòng)控制模式和定時(shí)自動(dòng)巡檢功能。

智能軌道式巡檢機(jī)器人掛載部分主要由電源部分和通訊部分組成。電源部分為掛載設(shè)備提供穩(wěn)定的可控工作電源，通訊部分提供RJ45接口和RS485接口，負(fù)責(zé)把掛載設(shè)備的數(shù)據(jù)信息透?jìng)骰財(cái)?shù)據(jù)中心。

軌道采用鋁合金6063-T5材質(zhì)，采用模具化生產(chǎn)切割保證生產(chǎn)工藝精度。軌道連接安裝采用專用的歐標(biāo)槽條一字連接件和加強(qiáng)連接板連接。

升降系統(tǒng)采用絞剪架形式，具備頂端位置、實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置、故障報(bào)警反饋等功能。具備現(xiàn)場(chǎng)意外斷電再來(lái)電時(shí)首先自檢升降系統(tǒng)，當(dāng)升降系統(tǒng)自檢完成并回到最頂端后再反饋指令給水平系統(tǒng)自檢，避免了再自檢過(guò)程中遇到狹窄空間時(shí)，升降系統(tǒng)會(huì)碰觸障礙物的情況。軌道總成系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了高強(qiáng)度的碳鋼齒條，具有耐磨損、耐腐蝕的特性，是傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。負(fù)責(zé)把電機(jī)的扭矩傳遞到軌道車上，提供行走的動(dòng)力，和有效的防止軌道車滑動(dòng)、后滯等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

通過(guò)智能巡檢機(jī)器人對(duì)電廠內(nèi)重要設(shè)備的巡檢監(jiān)視，有效的提高了設(shè)備巡檢的準(zhǔn)確性和可靠性、減輕了運(yùn)行維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，降低了巡檢的管理成本；智能巡檢機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的環(huán)境情況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、作業(yè)人員作業(yè)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、自動(dòng)巡視、定點(diǎn)拍照、循環(huán)錄像、火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能、自動(dòng)分析匯總等功能；智能巡檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與電廠工業(yè)電視系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，有效的整合了電廠資源，提升了電廠的信息化及智能化水平。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。其具體結(jié)構(gòu)和尺寸可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。