本實用新型涉及一種軌道式巡檢機器人。
背景技術(shù)：
在各種生產(chǎn)場合如工礦企業(yè)、倉庫、車間生產(chǎn)線、無人值守的機房，或者是日常生活中的大型教室、走廊都需要使用視頻監(jiān)控設(shè)備對場景進行實時監(jiān)控，特別是在一些特殊場合，傳統(tǒng)固定式視頻監(jiān)控設(shè)備已無法滿足多元化的市場需求，隨即可移動的視頻監(jiān)控機器人便應(yīng)運而生。采用可移動的監(jiān)控機器人可以代替人力對目標(biāo)進行全方位、多角度的巡檢，實現(xiàn)了無人化操作，減小了人員進出危險環(huán)境的安全風(fēng)險，提高了監(jiān)控巡檢質(zhì)量，降低了企業(yè)成本。
目前，可移動的視頻監(jiān)控機器人行走方式通常采用輪式或軌道式。輪式機器人的滾輪可以在工作面上自由行走，移動靈活，但在工作面上行走摩擦較大，還容易碰撞上障礙物，甚至?xí)袆潅麧L輪的風(fēng)險。例如，申請日為2011.04.12，申請?zhí)枮?01110091997.2的中國專利就公開了一種變電站軌道式巡檢機器人，該機器人騎跨在工字型軌道上。機身上于軌道兩側(cè)平行布置兩排滾輪，每排滾輪上下分布，每對上下分布的滾輪分別與工字型的上下兩板滾動配合，從而實現(xiàn)機器人在既定軌道上的行走。但機器人在該開放式軌道上行走容易受到外界環(huán)境的干擾，滾輪有可能會碰撞到障礙物，影響滾輪正常行走；在軌道表面上粘有雜物時，甚至?xí)?dǎo)致滾輪跑偏，直接影響巡檢質(zhì)量，使用效果較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種軌道式巡檢機器人，用于解決傳統(tǒng)巡檢機器人在開放式軌道上行走時，不能正常行走或跑偏的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型軌道式巡檢機器人的技術(shù)方案是：包括軌道和攝像裝置，攝像裝置上設(shè)有滾輪，還包括用于驅(qū)動滾輪沿軌道行走的驅(qū)動裝置，所述軌道為開口向下的C型鋼軌道，所述滾輪與C型鋼軌道開口兩側(cè)的內(nèi)壁面滾動配合。
所述攝像裝置包括箱體，所述驅(qū)動裝置包括設(shè)于箱體內(nèi)部的驅(qū)動電機以及用于將驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給滾輪的傳動結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動電機位于C型鋼軌道開口的正下方且驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動軸線豎直設(shè)置。
所述箱體上端設(shè)有從C型鋼軌道開口伸入到C型鋼軌道內(nèi)部的輪架，所述輪架包括兩個關(guān)于驅(qū)動電機的豎直轉(zhuǎn)動軸線對稱分布的連接臂，所述滾輪設(shè)于輪架上。
所述輪架還包括轉(zhuǎn)動裝配在連接臂上的輪軸，所述滾輪安裝在輪軸兩側(cè)，所述驅(qū)動電機輸出軸向上伸出箱體，通過錐齒輪與輪軸傳動連接。
所述C型鋼軌道外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)有沿C型鋼軌道長度方向延伸的、供所述驅(qū)動電機取電的滑觸線。
所述滑觸線設(shè)于C型鋼軌道右側(cè)外壁面上。
所述箱體上設(shè)有攝像頭，箱體內(nèi)設(shè)有用于控制攝像頭的無線視頻傳輸模塊，所述無線視頻傳輸模塊包括設(shè)于驅(qū)動電機兩側(cè)的帶云臺控制發(fā)射主機和帶485云臺控制接收機。
所述箱體內(nèi)還設(shè)有用于遠程通訊的六路無線遙控開關(guān)，所述六路無線遙控開關(guān)設(shè)于驅(qū)動電機下部。
所述攝像頭為設(shè)于箱體正下方的紅外熱成像攝像頭。
本實用新型的有益效果是：軌道式巡檢機器人通過使用開口向下的C型鋼軌道，將攝像裝置懸掛于軌道上，即將攝像裝置上的滾輪置于軌道內(nèi)部，可以避免滾輪碰撞到障礙物而刮傷，或者是避免撞到障礙物后而引起振動，影響其工作性能，并且C型鋼軌道開口向下可以最大程度上減少灰塵、油污等污染物進入軌道內(nèi)，有利于保持C型鋼軌道內(nèi)部環(huán)境的清潔，保證運行穩(wěn)定性。
進一步地，由于驅(qū)動電機較重，將驅(qū)動電機設(shè)于C型鋼軌道開口的正下方，使攝像裝置的重心盡量位于C型鋼軌道開口的豎直中心線上，有利于保持?jǐn)z像裝置運行時的穩(wěn)定性；且驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動軸線豎直設(shè)置，可以使設(shè)置在C型鋼軌道開口正下方的驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動能夠方便的傳遞給位于C型鋼內(nèi)的滾輪，簡化傳動結(jié)構(gòu)。
更進一步地，驅(qū)動電機通過錐齒輪與輪軸傳動連接，即將驅(qū)動電機的繞豎直軸線的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩嗇S的繞水平軸線的旋轉(zhuǎn)運動，可以直接通過兩個錐齒輪實現(xiàn)驅(qū)動電機和輪軸的傳動連接，使傳動結(jié)構(gòu)更為簡單。
更進一步地，在C型鋼軌道右側(cè)設(shè)有滑觸線，供軌道式巡檢機器人取電，簡化了線路布置，同時實現(xiàn)不間斷供電。
更進一步地，通過將無線視頻傳輸模塊和六路無線遙控開關(guān)對稱設(shè)于驅(qū)動電機的兩側(cè)，使整個攝像裝置的重心盡量保持在軌道開口的正下方，保證了攝像裝置行走的穩(wěn)定性；并且通過六路無線遙控開關(guān)進行遠程通訊，保證了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，滿足了對該軌道式巡檢機器人的遠程控制。
更進一步地，攝像頭設(shè)于箱體下側(cè)，且位于C型鋼軌道開口正下方，即將攝像頭置于軌道開口的正下方，有助于保持?jǐn)z像裝置的運行穩(wěn)定性，不至于發(fā)生搖擺。
更進一步地，攝像頭為紅外熱成像攝像頭，通過與置于箱體內(nèi)部的無線視頻傳輸模塊相互配合，能最大限度的滿足對溫度變化視頻畫面的采集需求，利用可視化紅外無線熱成像技術(shù)準(zhǔn)確跟蹤目標(biāo)，能夠發(fā)現(xiàn)微小異常情況，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在既定軌道上的精確行走和定位控制。
附圖說明
圖1為本實用新型的軌道式巡檢機器人具體實施例一的示意圖。
其中，1-C型鋼軌道；2-滾輪；3-滑觸線；4-集電器；5-驅(qū)動電機；6-箱體；7-無線視頻傳輸模塊；71-無線圖像接收模塊；72-圖像采集模塊；73-圖像處理單元；8-紅外熱成像攝像頭；9-六路無線遙控開關(guān)；10-軸承；11-支撐臂；12-大錐齒輪；13-小錐齒輪；14-開關(guān)電源；15-控制系統(tǒng)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步說明。
本實用新型的軌道式巡檢機器人的具體實施例一，如圖1所示，軌道式巡檢機器人包括軌道和倒掛在軌道上的攝像裝置，還包括用于驅(qū)動攝像裝置沿軌道行走的驅(qū)動裝置。攝像裝置包括箱體，箱體上部設(shè)有與軌道滾動配合的滾輪，下部設(shè)有攝像頭，箱體內(nèi)部設(shè)有用于驅(qū)動滾輪沿軌道行走的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過傳動結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)滾輪與軌道的滾動配合。
軌道采用開口向下的C型鋼軌道1，C型鋼軌道1開口兩側(cè)的水平內(nèi)壁面分別與兩個滾輪2滾動配合，使?jié)L輪2處于C型鋼軌道1的內(nèi)部，采用這樣的封閉式結(jié)構(gòu)可以避免滾輪2碰撞到障礙物，避免滾輪碰傷劃傷的危險，有助于保持軌道式巡檢機器人的整體運行穩(wěn)定性，同時雜物或灰塵也不會進入C型鋼軌道內(nèi)部，避免了雜物或灰塵粘結(jié)在軌道上。
兩個滾輪2采用耐高溫、耐磨的柔性材料制成，采用柔性材料可以減小滾輪2在C型鋼軌道1內(nèi)運行時由于軌道內(nèi)壁不平整或雜物的存在而引起的振動，起到保護軌道式巡檢機器人的作用；由于滾輪2在C型鋼軌道1上滾動時會產(chǎn)生摩擦和生熱，采用耐高溫、耐磨材料可以保證滾輪2的工作性能，延長滾輪2的使用壽命。
滾輪2設(shè)于輪架上，輪架還包括連接兩個滾輪2的輪軸，輪軸上還設(shè)有兩個分別靠近兩邊兩個滾輪2的軸承10，兩個軸承10關(guān)于C型鋼開口長度方向延伸的中心線對稱布置，輪架還包括分別套設(shè)在兩個軸承10上的兩個支撐臂11，支撐臂11下部連接于箱體6，即依靠兩個支撐臂11將箱體6懸掛在輪軸上，實現(xiàn)箱體6與滾輪2的連接。
箱體6采用具有較高機械強度的高分子材料碳纖維而制成，該材料抗拉強度高，密度小，重量輕，使得該箱體在軌道式巡檢機器人運動過程中不僅起到支撐作用，還降低了巡檢機器人的重量以及起到減震作用。
箱體6內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動電機5，驅(qū)動電機5置于C型鋼開口的正下方，且其輸出軸豎直設(shè)置，這樣驅(qū)動電機能夠通過錐齒輪直接與輪軸傳動連接，簡化傳動結(jié)構(gòu)；而且也能夠使得箱體的重心在左右方向和前后方向均位于輪架的正下方，使得C型鋼內(nèi)安裝在輪架上的兩個滾輪受力均勻，保證了在箱體移動時的穩(wěn)定性。
驅(qū)動電機5的輸出軸末端設(shè)有一個小錐齒輪13，此小錐齒輪13與連接在輪軸上的大錐齒輪12嚙合，通過啟動驅(qū)動電機5，輸出軸旋轉(zhuǎn)帶動小錐齒輪13轉(zhuǎn)動，通過小錐齒輪13與大錐齒輪12的嚙合傳動驅(qū)動滾輪2沿軌道滾動，從而帶動箱體沿C型鋼軌道1運行。
C型鋼軌道1右側(cè)設(shè)有連接外接電源的滑觸線3，滑觸線3連接有集電器4，集電器4在滑觸線3上滑動并取電，集電器4還導(dǎo)線連接有設(shè)于箱體內(nèi)部的開關(guān)電源14，即集電器4集電后通過開關(guān)電源14給整個系統(tǒng)供電，實現(xiàn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)無外露牽引，避免了使用錯綜復(fù)雜的線纜。
箱體下部懸掛設(shè)有紅外熱成像攝像頭8，箱體內(nèi)部設(shè)有無線視頻傳輸模塊7，紅外熱成像攝像頭8和無線視頻傳輸模塊7組成攝像裝置，無線視頻傳輸模塊7能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離傳輸，并且具有良好的微波抗干擾能力。
無線視頻傳輸模塊7包括帶云臺控制發(fā)射主機和帶485云臺控制接收機，帶485云臺控制接收機包括無線圖像接收模塊71、圖像采集模塊72，圖像處理單元73。
紅外熱成像攝像頭8連接著箱體內(nèi)部的無線視頻傳輸模塊7，通過無線視頻傳輸模塊7中云臺控制發(fā)射主機的控制能夠使攝像頭對準(zhǔn)任何角度并采集圖像，紅外熱成像攝像頭8將拍攝的紅外熱成像信號通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給帶485云臺控制接收機內(nèi)的無線圖像接收模塊，然后經(jīng)圖像采集模塊采集所述紅外熱成像信號并輸入給圖像處理單元，并與預(yù)先采集的標(biāo)志物基準(zhǔn)圖像進行自適應(yīng)匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，微調(diào)機器人的運動方向與位移，再進行特征像素自適應(yīng)校正，直至采集的標(biāo)志物圖像與基準(zhǔn)圖像完全吻合，從而實現(xiàn)對預(yù)定位置的精確定位，實現(xiàn)軌道式巡檢機器人在C型鋼軌道1上的行走完成對設(shè)備的巡檢。
箱體內(nèi)還設(shè)有控制系統(tǒng)15和六路無線遙控開關(guān)9；控制系統(tǒng)15用于對整個軌道式巡檢機器人進行控制；六路無線遙控開關(guān)9具有高保密性，存儲量大，性能穩(wěn)定、功耗低的特點，且使用方便，通過無線遙控器與箱體內(nèi)置的六路控制器相互配合，能夠?qū)崿F(xiàn)六路無線遙控開關(guān)9對機器人進行遠程通訊。
無線視頻傳輸模塊7設(shè)于箱體內(nèi)驅(qū)動電機5的一側(cè)，控制系統(tǒng)15和六路無線遙控開關(guān)9設(shè)于驅(qū)動電機5的另一側(cè)，將不同的模塊分別設(shè)于較重的驅(qū)動電機5的兩側(cè)，有利于將重量均衡設(shè)置，盡量使軌道式巡檢機器人的重心位于C型鋼開口的正下方，使得運行平穩(wěn)，擺動幅度較小。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例二，與實施例一的不同之處在于無線視頻傳輸模塊傳輸方式采用射頻光纖傳輸，此時需要在箱體內(nèi)配備與之相配合的調(diào)制解調(diào)器、功率推動級和天線。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例三，與實施例一的不同之處在于不使用遙控器，通過在箱體內(nèi)設(shè)置通訊模塊與WIFI進行網(wǎng)絡(luò)連接，從而形成遠程信號通道，實現(xiàn)網(wǎng)上遠程控制。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例四，與實施例一的不同之處在于傳動結(jié)構(gòu)采用渦輪蝸桿傳動，同樣能夠?qū)Ⅱ?qū)動電機的繞豎直軸線轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩嗇S的繞水平軸線的旋轉(zhuǎn)運動。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例五，與實施例一的不同之處在于驅(qū)動電機可以不與輪軸直接傳動，而在C型鋼開口一側(cè)的水平下壁面上設(shè)置沿C型鋼長度方向延伸的齒條，箱體內(nèi)的驅(qū)動電機水平設(shè)置，其輸出端上安裝與齒條嚙合的齒輪，此時，通過齒輪齒條的嚙合驅(qū)動攝像裝置沿C型鋼軌道移動。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例六，與實施例一的不同之處在于驅(qū)動電機水平放置，其輸出端安裝有直齒輪，通過與安裝于輪軸上的直齒輪相互嚙合，帶動輪軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)滾輪沿C型鋼軌道行走，在其他實施例中，傳動結(jié)構(gòu)還可以是帶傳動或者是鏈傳動。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例七，與實施例一的不同之處在于將滑觸線設(shè)于C型鋼軌道開口相對面的內(nèi)壁面上，將滑觸線設(shè)在軌道內(nèi)部，可以有效避免滑觸線受損受潮，保護其工作性能，在其他實施方式中，滑觸線還可以設(shè)置在C型鋼軌道內(nèi)部與滾輪輪端面相對的側(cè)面的內(nèi)壁上。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例八，與實施例一的不同之處在于攝像頭設(shè)于箱體側(cè)壁上。
作為本實用新型軌道式巡檢機器人的具體實施例九，與實施例一的不同之處在于攝像頭是其他類型的攝像頭。