巡检机器人控制系统的制作方法

本申请涉及电力线路巡检技术领域，特别是涉及一种巡检机器人控制系统。

背景技术：

随着社会的发展，电力在我们生活中的作用越来越重要，电力巡检作为保证电力正常运行的重要手段，已经受到电力行业的重视，并取得了巨大的进步。目前如变电站、电缆隧道等电力场所的设备设施的巡检工作可分为人工巡检和巡检机器人巡检两种方式，人工巡检工作量大且存在一定危险性。随着经济和科技的发展，机器人巡检方式将会逐步取代人工巡检。

目前市面上电力巡检机器人的性能已经能够满足绝大所数电力场所的巡检要求，但仍然存在一些应用问题。例如，巡检机器人的体积较大，在行走时所需要的运行空间会很大，通常都需要一定宽度的路面才能正常执行巡检工作。对于如电缆沟等路面狭窄或空间狭小的环境，巡检机器人无法到达目标位置完成巡检工作。由于巡检机器人在一些相对狭窄环境中行走不灵活，容易导致自动导航系统出错从而难以实现自主行走。针对电缆沟等路面狭窄或者空间狭小的区域，巡检机器人无法完成巡检工作，仍然需要依靠人力巡检方式完成巡检，增加了巡检工作量。

技术实现要素：

基于此，有必要针对巡检机器人体积较大，致使无法完成对路面或者空间狭窄的场所进行巡检的问题，提供一种巡检机器人控制系统。

一种巡检机器人控制系统，包括：

履带式行走机构，包括两个主动轮；

云台机构，设置于所述履带式行走机构；

检测组件，设置于所述云台机构，用于对周围环境和设备进行检测；以及微型控制装置，分别与所述履带式行走机构、所述云台机构和所述检测组件信号连接；

其中，所述微型控制装置通过所述两个主动轮控制所述履带式行走机构的行走速度及方向。

上述巡检机器人控制系统，通过设置履带式行走机构，所述微型控制装置控制所述履带式行走机构的所述两个主动轮，可以实现对所述履带式行走机构的行走速度和方向的控制。所述履带式行走机构体积较小且行动灵活，结合所述微型控制装置，可以减小巡检机器人控制系统的体积，从而实现对狭窄路面或者空间狭窄的场所进行巡检。

在其中一个实施例中，所述履带式行走机构包括：

行走电机，与所述两个主动轮机械连接；以及

行走电机驱动器，与所述微型控制装置信号连接，用于控制所述行走电机转动方向和角度。

在其中一个实施例中，所述云台机构包括：

云台水平电机，用于控制所述云台机构的水平转动；

云台垂直电机，用于控制所述云台机构的俯仰运动；以及

云台电机驱动器，与所述微型控制装置信号连接，且分别与所述云台水平电机和所述云台垂直电机信号连接，用于控制所述云台水平电机和所述云台垂直电机转动方向和角度。

在其中一个实施例中，所述检测组件包括：

温度检测装置，与所述微型控制装置信号连接，用于检测环境和设备的温度；

图像采集装置，与所述微型控制装置信号连接，用于采集环境和设备的图像信息；以及

障碍检测装置，与所述微型控制装置信号连接，用于检测巡检机器人运动前方的障碍物。

在其中一个实施例中，还包括无线通讯装置，与所述微型控制装置信号连接，用于传输所述检测组件采集到的信息。

在其中一个实施例中，所述无线通讯装置包括：

无线收发装置，用于接收控制指令并发送检测信息；以及

无线图像传输装置，与所述微型控制装置信号连接。

在其中一个实施例中，还包括遥控装置，分别与所述无线收发装置和所述无线图像传输装置无线信号连接，用于发送所述控制指令并接收所述检测信息。

在其中一个实施例中，所述遥控装置包括：

显示装置；以及

远程控制装置，与所述显示装置信号连接，且分别与所述无线收发装置和所述无线图像传输装置无线信号连接，用于发送所述控制指令并接收所述检测信息。

在其中一个实施例中，所述遥控装置还包括远程控制遥杆，与所述远程控制装置信号连接，用于远程控制所述履带式行走机构和所述云台机构。

在其中一个实施例中，还包括电源装置，通过所述微型控制装置分别与所述履带式行走机构、所述云台机构和所述检测组件电连接。

在上述实施例中，通过设置所述云台水平电机和所述云台垂直电机，所述云台机构可以在搭载所述检测组件的同时对周围环境和设备进行全方位的检测。通过所述图像采集装置和所述无线图像传输装置相结合，可以确保周围环境可以实时显示在所述显示装置上。结合所述障碍检测装置，可以方便工作人员对所述巡检机器人控制系统的使用，确保所述巡检机器人控制系统可以进入狭窄路面或者空间狭窄的场所进行巡检，进而节约人力资源。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种巡检机器人控制系统连接关系示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种巡检机器人控制系统连接关系示意图。

附图标号说明：

100巡检机器人控制系统

110履带式行走机构

111主动轮

112行走电机

113行走电机驱动器

120云台机构

121云台水平电机

122云台垂直电机

123云台电机驱动器

130检测组件

131温度检测装置

132图像采集装置

133障碍检测装置

140微型控制装置

150无线通讯装置

151无线收发装置

152无线图像传输装置

160遥控装置

161显示装置

162远程控制装置

163远程控制遥杆

170电源装置

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请实施例提供一种巡检机器人控制系统100。所述巡检机器人控制系统100包括履带式行走机构110、云台机构120、检测组件130和微型控制装置140。所述履带式行走机构110包括两个主动轮111。所述云台机构120设置于所述履带式行走机构110。所述检测组件130设置于所述云台机构120，用于对周围环境和设备进行检测。所述微型控制装置140分别与所述履带式行走机构110、所述云台机构120和所述检测组件130信号连接。其中，所述微型控制装置140通过所述两个主动轮111控制所述履带式行走机构110的行走速度及方向。

所述履带式行走机构110负责行走功能，适应于平底和一定坡度的地面行走，结构简单。所述履带式行走机构110可以包括所述两个主动轮111。可以理解，所述履带式行走机构110还可以包括从动轮、诱导轮和负重轮。在一个实施例中，所述两个主动轮111主要起驱动作用，可以通过控制所述两个主动轮111的速度差来控制所述履带式行走机构110的转向。所述巡检机器人控制系统100设置所述履带式行走机构110。通过所述微型控制装置140控制所述履带式行走机构110的所述两个主动轮111，可以实现对所述履带式行走机构110的行走速度和方向的控制，增强所述由所述履带式行走机构110、所述云台机构120、所述检测组件130和所述微型控制装置140组成的机器人本体的灵活性。

所述云台机构120可以搭载所述检测组件130执行检测任务，所述云台机构120起支撑作用。所述云台机构120可以调整所述检测组件130的水平和俯仰的角度，适用于对周围环境和设备进行检测。可以理解，所述云台机构120可以扩大所述检测组件130的检测范围，实现所述巡检机器人控制系统100对周围环境的大范围检测以及全方位观察等作用。

所述检测组件130可以用于实现对周围环境和设备的检测。通过所述检测组件130，可以检测环境和设备的温度是否异常。可以理解，通过所述检测组件130可以实时获取周围环境或者仪表设备的图像。在一个实施例中，所述检测组件130可以对前方障碍物发出提醒。

所述微型控制装置140可以为微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，又称单片微型计算机(singlechipmicroconmputer)或单片机，体积很小。所述mcu可以为巡检机器人控制系统100的主控装置，用于将控制所述云台机构120转动，从而通过所述检测组件130检测设备状态和环境信息，并发送视频和检测结果。同时，所述微型控制装置140可以接收远程控制指令，使所述履带式行走机构110按指定命令行走。本实施例中，所述履带式行走机构110体积较小且行动灵活，结合所述微型控制装置140，可以减小所述机器人本体的体积，从而可以搭载各种检测仪器实现对狭窄路面或者空间狭窄的场所进行巡检。

请一并参见图2，在一个实施例中，所述履带式行走机构110包括行走电机112和行走电机驱动器113。所述行走电机112与所述两个主动轮111机械连接。所述行走电机驱动器113与所述微型控制装置140信号连接，用于控制所述行走电机112转动方向和角度。所述行走电机驱动器113用于接收所述微型控制装置140的控制指令，并控制所述行走电机112转动。从而确保所述履带式行走机构110向指定的方向移动。

在一个实施例中，所述云台机构120包括云台水平电机121、云台垂直电机122和云台电机驱动器123。所述云台水平电机121用于控制所述云台机构120的水平转动。所述云台垂直电机122用于控制所述云台机构120的俯仰运动。所述云台电机驱动器123与所述微型控制装置140信号连接。所述云台电机驱动器123分别与所述云台水平电机121和所述云台垂直电机122信号连接，用于控制所述云台水平电机121和所述云台垂直电机122转动方向和角度。

所述云台水平电机121用于控制所述云台机构120在水平方向的转动，所述转动范围为0度至360度。所述转动范围可以实现所述检测组件130在水平方向上无死角检测。所述云台垂直电机122用于控制所述云台机构120的俯仰角度。所述俯仰角度范围为-45度至90度。所述云台垂直电机122可以实现所述云台机构120在竖直方向上的转动。通过所述云台水平电机121和所述云台垂直电机122的配合，所述云台机构120可以搭载所述检测组件130对周围环境和设备进行全方位的检测。

在一个实施例中，所述检测组件130包括温度检测装置131、图像采集装置132和障碍检测装置133。所述温度检测装置131与所述微型控制装置140信号连接，用于检测环境和设备的温度。所述图像采集装置132与所述微型控制装置140信号连接，用于采集环境和设备的图像信息。所述障碍检测装置133与所述微型控制装置140信号连接，用于检测巡检机器人运动前方的障碍物。

所述温度检测装置131可以为红外热成像仪，用于检测环境和设备的温度是否异常。若发现温度异常则通过所述微型控制装置140将异常信息发送给工作人员。所述图像采集装置132可以为可见光相机，用于拍摄如仪表盘等设备的图像。在一个实施例中，所述可见光相机可以将拍摄的视频或图像通过所述微型控制装置140发送给工作人员。工作人员通过所述图像采集装置132拍摄的前方视频控制所述履带式行走机构110和云台机构120的动作。可以理解，所述检测组件130还包括补光灯。所述补光灯可以用于增加光照度，提高所述可见光相机的拍摄质量。特别是处于阴暗天气或光照度弱的场所，所述可见光相机需要使用补光灯协助工作。所述补光灯可以为led灯。所述障碍检测装置133可以为激光传感器，可以将所述激光传感器设置于所述履带式行走机构110，可以进一步减小所述云台机构120的体积。所述激光传感器用于检测前方障碍物，判断机器人能否继续前进。由于工作人员观测到的视频信息因角度问题可能存在视差，在控制所述履带式行走机构110时可能撞到障碍物，此时通过所述微型控制装置140可以向工作人员发送“前方有障碍物，不能通过”的信息，对工作人员进行提醒。

在一个实施例中，所述巡检机器人控制系统100还包括无线通讯装置150。所述无线通讯装置150与所述微型控制装置140信号连接，用于传输所述检测组件130采集到的信息。可以理解，通过所述无线通讯装置150，当所述温度检测装置131发现温度异常情况时，将所述异常信息上报给所述微型控制装置140。所述异常信息通过所述无线通讯装置150发送给工作人员。在一个实施例中，所述图像采集装置132采集的实时图像通过所述无线通讯装置150进行传输。同样，当所述障碍检测装置133发现障碍物时，所述“前方有障碍物，不能通过”的信息可以通过所述无线通讯装置150进行发送。

在一个实施例中，所述无线通讯装置150包括无线收发装置151和无线图像传输装置152。所述无线收发装置151用于接收控制指令并发送检测信息。所述无线图像传输装置152与所述微型控制装置140信号连接。所述无线收发装置151和所述无线图像传输装置152可以采用射频(radiofrequency，rf)无线收发技术，所述射频为一种高频交流变化电磁波的简称。可以理解，所述无线收发装置151用于接收控制指令并向工作人员发送温度或障碍物等警示信息。所述无线图像传输装置152用于向工作人员发送视频图像，给工作人员提供前方的视频信息。

在一个实施例中，所述巡检机器人控制系统100还包括遥控装置160。所述遥控装置160分别与所述无线收发装置151和所述无线图像传输装置152无线信号连接，用于发送所述控制指令并接收所述检测信息。由所述履带式行走机构110、所述云台机构120和所述检测组件130、所述微型控制装置140和所述无线通讯装置150构成的巡检机器人本体与所述遥控装置160之间通过rf无线收发模块进行信息传输和通信。通过采用所述遥控装置160，解决了由于狭窄空间障碍物过多、地形环境复杂，自主导航系统容易出现错误的问题。

在一个实施例中，所述遥控装置160包括显示装置161和远程控制装置162。所述远程控制装置162与所述显示装置161信号连接。所述远程控制装置162分别与所述无线收发装置151和所述无线图像传输装置152无线信号连接，用于发送所述控制指令并接收所述检测信息。所述显示装置161用于显示从所述无线图像传输装置152传输过来的视频图像，方便工作人员了解前方的环境情况。所述远程控制装置162可以控制所述显示装置161显示异常温度信息和障碍物信息，对工作人员发出警报。工作人员可以依据所述显示装置161显示的信息发送控制指令控制所述履带式行走机构110的行走以及所述云台机构120的姿态。

在一个实施例中，所述遥控装置160还包括远程控制遥杆163。所述控制遥杆163与所述远程控制装置162信号连接，用于远程控制所述履带式行走机构110和所述云台机构120。所述远程控制遥杆163可以为两个。所述两个远程控制遥杆163均可以前后左右移动，其中一个所述远程控制遥杆163控制所述履带式行走机构110前后左右移动，另一个所述远程遥杆163控制所述云台机构120的俯仰和水平旋转。工作人员可通过所述显示装置161显示的视频信息操作所述远程控制摇杆163控制所述巡检机器人本体的移动。

在一个实施例中，所述巡检机器人控制系统100还包括电源装置170。所述电源装置170通过所述微型控制装置140分别与所述履带式行走机构110、所述云台机构120和所述检测组件130电连接。所述电源装置170用于为所述履带式行走机构110、所述云台机构120和所述检测组件130和所述微型控制装置140供电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。