一种地铁转向架巡检机器人的制作方法

1.本发明属于机器人领域，尤其涉及一种地铁转向架巡检机器人。


背景技术：

2.转向架是地铁车辆的行走机构，在地铁的安全运行方面有重要作用。地铁转向架巡检是指列车进维修库后对转向架进行全面检查，包括螺栓连接是否松动、轮对部件是否磨损、保持架有无裂纹等，进而降低列车运行中的安全隐患，保证列车正常运行。
3.目前，我国地铁车辆的转向架日常巡检作业全部采用人工巡检的方法。由于所有检修都安排在午夜列车入库之后进行，检修项点多，人员劳动强度大，造成作业人员易疲劳，导致误检、漏检的问题，且检修效率低，经验依赖性强。
4.而现有的相似专利《一种新型变电站移动巡检机器人》(发布号：cn112171650a)和专利《一种巡检机器人》(发布号：cn113650038a)。具有以下缺点：一是缺少保持平台运动稳定性的维稳设置；二是机械臂缺乏自主保护机构。
5.因此，有必要提供一种用于地铁转向架检测的巡检机器人解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对现有人工巡检转向架存在的问题和提高巡检效率的需求，以及解决现有技术中的不足，本发明提供一种地铁转向架巡检机器人。
7.本发明的一种地铁转向架巡检机器人，包括运动平台、升降机构、机械臂和图像采集模块。
8.运动平台包括车体、导航控制装置和悬挂机构。
9.导航控制装置包括导航传感器和导航控制器；导航传感器包括一号三维激光雷达和二号三维激光雷达，分别安装于车体的前后端；导航控制器集成在车体上，与导航传感器连接，用于控制车体自主导航。
10.悬挂机构包括运动导轨、高精度滑块、弹簧和运动模组；运动导轨与车体连接，弹簧和高精度滑块安装在运动导轨上面，且高精度滑块在弹簧的上面，运动模组与高精度滑块连接。
11.升降机构包括支撑板、丝杆、同步带和伺服驱动机构；丝杆与车体连接，支撑板安装在丝杆顶部；伺服驱动机构安装在支撑板下侧，伺服驱动机构通过同步带带动丝杆旋转，实现支撑板的升降。
12.机械臂的底座固定在支撑板上，机械臂带有力反馈功能，在机械臂末端安装有图像采集模块。
13.进一步的，图像采集模块采用带有自动补光功能的三维彩色相机。
14.本发明的有益技术效果为：
15.1、本发明通过升降平台调整机械臂的高度，并利用机械臂的姿态调整特性，可以驱动图像采集模块全方位、多角度的进行转向架不同部件的图像采集，特别针对位于转向
架的部分复杂狭窄空间中的巡检部件，机械臂末端能够灵活的调整姿态接近巡检目标进行图像采集。
16.2、本发明机械臂带有力反馈功能，可在转向架狭窄复杂的环境中，避免与转向架部件发生硬碰撞，实现对转向架部件和机械臂、图像采集模块的保护。
17.3、本发明通过导航控制装置的多个三维激光雷达，可以实现机器人在检修地沟中准确的导航和转向架下准确的定位。
18.4、本发明通过悬挂机构与运动模组连接，保证机器人在不平整地面上足够的贴合力，提高了驱动能力和运动平稳性。
附图说明
19.图1为本发明地铁转向架巡检机器人结构示意图。
20.图中：1-弹簧，2-高精度滑块，3-运动模组，4-一号三维激光雷达，5-支撑板，6-同步带，7-机械臂，8-图像采集模块，9-伺服驱动机构，10-二号三维激光雷达，11-丝杆，12-运动导轨，13-车体。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
22.本发明的一种地铁转向架巡检机器人如图1所示，包括运动平台、升降机构、机械臂7和图像采集模块8。
23.运动平台包括车体13、导航控制装置和悬挂机构。
24.导航控制装置包括导航传感器和导航控制器；导航传感器包括一号三维激光雷达4和二号三维激光雷达10，分别安装于车体13的前后端；导航控制器集成在车体13上，与导航传感器连接，用于控制车体自主导航。
25.悬挂机构包括运动导轨12、高精度滑块2、弹簧1和运动模组3；运动导轨12与车体13连接，弹簧1和高精度滑块2安装在运动导轨12上面，且高精度滑块2在弹簧1的上面，运动模组3与高精度滑块2连接。悬挂机构保证了机器人在不平整地面上巡检时，始终保持与地面足够的贴合力，提高了驱动能力和运动平稳性。
26.升降机构包括支撑板5、丝杆11、同步带6和伺服驱动机构9；丝杆11与车体13连接，支撑板5安装在丝杆11顶部；伺服驱动机构9安装在支撑板5下侧，伺服驱动机构9通过同步带6带动丝杆11旋转，实现支撑板5的升降。
27.机械臂7的底座固定在支撑板5上，机械臂7带有力反馈功能，悬挂机构保证了机器人在不平整地面上巡检时，始终保持与地面足够的贴合力，提高了驱动能力和运动平稳性。
28.在机械臂7末端安装有图像采集模块8，图像采集模块8采用带有自动补光功能的三维彩色相机。
29.本发明导航控制器根据导航传感器采集的数据控制车体13行走。图像采集模块8通过三维相机采集实时图像画面，通过升降平台带动机械臂升降，通过机械臂位姿调整带动三维相机实现全方位多角度采集数据，巡检效果好。


技术特征：
1.一种地铁转向架巡检机器人，其特征在于，包括运动平台、升降机构、机械臂(7)和图像采集模块(8)；所述运动平台包括车体(13)、导航控制装置和悬挂机构；所述导航控制装置包括导航传感器和导航控制器；导航传感器包括一号三维激光雷达(4)和二号三维激光雷达(10)，分别安装于车体(13)的前后端；导航控制器集成在车体(13)上，与导航传感器连接，用于控制车体自主导航；所述悬挂机构包括运动导轨(12)、高精度滑块(2)、弹簧(1)和运动模组(3)；运动导轨(12)与车体(13)连接，弹簧(1)和高精度滑块(2)安装在运动导轨(12)上面，且高精度滑块(2)在弹簧(1)的上面，运动模组(3)与高精度滑块(2)连接；所述升降机构包括支撑板(5)、丝杆(11)、同步带(6)和伺服驱动机构(9)；丝杆(11)与车体(13)连接，支撑板(5)安装在丝杆(11)顶部；伺服驱动机构(9)安装在支撑板(5)下侧，伺服驱动机构(9)通过同步带(6)带动丝杆(11)旋转，实现支撑板(5)的升降；所述机械臂(7)的底座固定在支撑板(5)上，机械臂(7)带有力反馈功能，在机械臂(7)末端安装有图像采集模块(8)。2.根据权利要求1所述的一种地铁转向架巡检机器人，其特征在于，所述图像采集模块(8)采用带有自动补光功能的三维彩色相机。

技术总结
本发明公开了一种地铁转向架巡检机器人，包括运动平台、升降机构、机械臂和图像采集模块；运动平台包括车体、导航控制装置和悬挂机构，导航控制装置包括导航传感器和导航控制器，用于控制车体自主导航；悬挂机构包括运动导轨、高精度滑块、弹簧和运动模组，用于保持车体驱动能力和运动平稳性；升降机构包括支撑板、丝杆、同步带和伺服驱动机构，用于控制支撑板的升降；机械臂的底座固定在支撑板上，机械臂带有力反馈功能，在机械臂末端安装有图像采集模块。本发明适应转向架狭窄复杂的环境，运动平稳、驱动能力强，可以全方位、多角度采集转向架不同部件的图像，提高了地铁转向架的巡检效率。效率。效率。


技术研发人员：陈德旺 李沈航 田发存 周辉 陶天平 曾科文 孙永奎 马磊 邓雪 苏宇鑫 严春宏 林逸
受保护的技术使用者：成都运达科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/8/1