一种地下管廊的全自动无人巡检设备的制作方法

[0001]
本发明涉及巡检机器人领域，具体是涉及一种地下管廊的全自动无人巡检设备。


背景技术：

[0002]
对于电力领域，需要定期对电力设备巡检，对于地下管廊或者管道等封闭的场所内的电力设备目前则通常是通过人工巡检，而地下管廊或者管道内的环境较为潮湿阴暗且空间狭小，人工巡检难度大效率低，地下管廊又称共同沟，它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施，地下管廊是在城市地下用于集中敷设电、通讯等市政管线的公共隧道，管廊能够有效避免路面反复开挖、降低路面的维护保养费用、确保道路交通功能的充分发挥。
[0003]
道路的附属设施集中设置于管廊内，使得道路的地下空间得到综合利用，腾出了大量宝贵的城市地面空间，增强道路空间的有效利用，并且可以美化城市环境，创造良好的市民生活环境，由于管廊具有集中大量管线及其附属设施，因此，对于管廊内固有的照明、通风、排水等固有资产的巡检不仅能够起到固定资产普查的作用，更能够对固有设备的损坏进行及时维护更新，保证管廊安全高效运维。
[0004]
当前对于固定资产的巡检多采用人工巡检方式，这种方式不仅数据误差大，易受到人为因素影响，还存在数据更新不及时的缺陷，严重影响了固定资产管理的工作效率和工作质量，并且巡检场地的原因，工作环境相对恶劣，因此，需要设计一种能够全自动的无人巡检以及能够多方位调节观测情况的机器人。


技术实现要素：

[0005]
为解决上述技术问题，提供一种地下管廊的全自动无人巡检设备，本技术方案解决了传统通过人工巡检检测的数据不准确的问题。
[0006]
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
[0007]
一种地下管廊的全自动无人巡检设备，包括：
[0008]
机器人车体，用于自动行走于地下管廊内；
[0009]
高度调节组件，用于通过调整高度来广泛观测，高度调节组件设置于机器人车体的顶部；
[0010]
防护罩，用于高度调节组件的遮盖，防护罩呈可伸缩软管状，防护罩的两端分别固定安装于机器人车体的顶部和高度调节组件的顶端；
[0011]
方位调节组件，用于多方位观测，方位调节组件设置于高度调节组件的顶部；
[0012]
摄像头，设置有两个，用于观察地下管廊内的情况，两个摄像头对称设置于方位调节组件的上方；
[0013]
双头电机，呈水平状态通过一个机架固定设置于方位调节组件的顶部；
[0014]
摆动机构，设置有两个，用于调整每个摄像头的观察角度，两个摆动机构对称设置于方位调节组件的顶部，并且两个摆动机构还分别位于双头电机的两个输出端上；
[0015]
拾音器，设置有两个，用于检测噪音，两个拾音器对称设置于多方位调节组件的两端；
[0016]
烟雾报警器，设置有四个，用于检测高温火烧的情况，四个烟雾报警器分别固定安装于机器人车体的顶部四周。
[0017]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0018]
机器人车体包括：
[0019]
车座；
[0020]
车盖，固定设置于车座的顶部；
[0021]
移动车轮，设置有两个，两个移动车轮对称设置于车座的尾部两端；
[0022]
移动轴，两端能够转动的穿过车座的两端向外伸出，两个移动车轮分别固定套设于移动轴的两端；
[0023]
移动电机，固定安装于车座的底部，移动轴的中部还设有一个套接部；
[0024]
皮带，套设于移动轴的套接部和移动电机的输出端上；
[0025]
转向机构，用于带动车座的转向，转向机构设置于车座的头部。
[0026]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0027]
转向机构包括：
[0028]
转向块，设置有两个，车座的头部两端分别开设有一个转向口，每个转向块分别设置于每个转向口内，每个转向块的向外端还均设有一个轮杆；
[0029]
转向车轮，设置有两个，两个转向车轮分别固定套设于每个轮杆上；
[0030]
转动座，固定设置于车座的底部，转动座还位于两个转向车轮之间，转动座上还通过一个转杆能够转动的设有一个转向板，每个转向块的顶部还均设有一个矩形块；
[0031]
铰接杆，设置有两个，每个铰接杆的两端分别铰接于转向板的一端和相应矩形块的顶部；
[0032]
转向电机，用于驱动转杆的转动，转向电机呈竖直状态通过一个机架设置于车座的底部，转向电机的输出端面向下；
[0033]
同步带，套设于转向电机的输出端和转杆上。
[0034]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0035]
高度调节组件包括：
[0036]
底板，设置于车盖的顶部中心，底板的两端与车盖之间分别通过一个安装板固定；
[0037]
支撑柱，设置有四个，四个支撑柱均呈矩形结构，四个支撑柱分别呈竖直状态设置于底板的顶部四周；
[0038]
顶升板，用于起到升降，顶升板呈水平状态设置于四个支撑柱的顶部，防护罩的两端分别固定于底板的顶部和顶升板的底部，顶升板的底部四周还分别竖直向下设有一个插接柱，每个插接柱分别插接于每个支撑柱内，每个插接柱的底部还均呈水平状态设有一个圆柱；
[0039]
拨动杆，设置有四个，四个拨动杆分别设置于每个支撑柱的一侧，每个拨动杆位于每个圆柱的一端还均设有一个用于拨动圆柱的u形口；
[0040]
驱动机构，用于带动四个拨动杆的转动，驱动机构设置于底板的顶部中心。
[0041]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0042]
驱动机构包括：
[0043]
支撑座，设置于底板的顶部中心；
[0044]
驱动杆，设置有两个，两个驱动杆均呈水平状态对称设置于支撑座上，每个驱动杆的两端均穿过支撑座的端部向外伸出设有一个固定部，每个拨动杆的自由端分别与每个驱动杆的固定部之间均通过一个螺栓固定；
[0045]
驱动齿轮，设置有两个，两个驱动齿轮分别固定安装于每个驱动杆的中部；
[0046]
螺纹柱，设置于两个驱动齿轮之间，螺纹柱与两个驱动齿轮之间均相互啮合；
[0047]
驱动电机，呈竖直状态固定设置于支撑座的底部，螺纹柱固定设置于驱动电机的输出端上。
[0048]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0049]
方位调节组件包括：
[0050]
基板，固定设置于顶升板的顶部，基板的两侧分别设有一个安装壳，每个拾音器分别安装于每个安装壳内；
[0051]
圆架体，固定设置于基板的顶部中心；
[0052]
行星齿轮机构，用于带动两个摄像头稳定的多方位调节观测，行星齿轮机构设置于圆架体上。
[0053]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0054]
行星齿轮机构包括：
[0055]
旋转电机，呈竖直状态固定设置于圆架体上，旋转电机的输出端面向上设置；
[0056]
内圈齿轮，呈水平状态固定设置于圆架体的顶部内侧壁上；
[0057]
主动齿轮，固定套设于旋转电机的输出端上，并且主动齿轮与内圈齿轮之间共轴线；
[0058]
从动齿轮，设置有三个，三个从动齿轮沿着主动齿轮的圆周方向均匀分布，每个从动齿轮与主动齿轮和内圈齿轮之间均相互啮合；
[0059]
稳定机构，用于三个从动齿轮的稳定转动，稳定机构设置于三个从动齿轮的顶部。
[0060]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0061]
稳定机构包括：
[0062]
人形杆，每个从动齿轮均套设于一个转轴上，人形杆的三边分别固定于每个转轴上；
[0063]
转盘，固定套设于三个转轴的顶端，转盘还与主动齿轮之间共轴线，双头电机通过机架固定设置于转盘的顶部。
[0064]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0065]
摆动机构包括：
[0066]
半齿齿轮，固定套设于双头电机的输出轴一端上；
[0067]
条形键，套设于半齿齿轮上，条形键面向机架的一侧设有一个条形口，机架的一侧设有一个水平块，条形键能够水平移动的通过条形口套设于水平块上；
[0068]
齿条，设置有两个，两个齿条沿着条形键的长度方向对称设置于条形键内部的上下端，半齿齿轮与两个齿条之间均能相互啮合。
[0069]
作为一种地下管廊的全自动无人巡检设备的一种优选方案，
[0070]
摆动机构还包括：
[0071]
条形齿，呈水平状态沿着条形键的长度方向设置于条形键的外侧顶部；
[0072]
活动架，固定设置于转盘的顶部，半齿齿轮的向外端能够转动的设置于活动架上；
[0073]
直齿齿轮，通过一个转柱能够转动的设置于活动架的顶端，直齿齿轮与条形齿之间还相互啮合，转柱的向外端还设有一个固定板，每个摄像头分别固定于每个固定板上。
[0074]
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：操作人员对地下管廊进行巡检时，首先，机器人车体带动两个摄像头移动，两个摄像头对地下管廊内的情况进行观察，两个拾音器感应地下管廊内的噪音情况，四个烟雾报警器更好的感应地下管廊安装的设备是否存在火烧的现象，两个摄像头在观察地下管廊内的情况时，为了两个摄像头的观察范围更加广泛，因此，高度调节组件对两个摄像头进行升高，能够对高处的情况更好的观察，方位调节组件使两个摄像头能够多方位的观察，两个摆动机构对两个摄像头的观察角度进行调整，最终，两个摄像头在各方面调节下能够多地下管廊内的情况进行多方位观察，本发明解决了传统通过人工巡检检测的数据不准确的问题，减少了人力劳动，以及提高了地下管廊内的观察范围。
附图说明
[0075]
图1为本发明的立体结构示意图；
[0076]
图2为机器人车体的立体结构示意图；
[0077]
图3为机器人车体的立体结构分解示意图；
[0078]
图4为高度调节组件的立体结构示意图；
[0079]
图5为高度调节组件的正视图；
[0080]
图6为高度调节组件的侧视图；
[0081]
图7为方位调节组件的立体结构分解示意图；
[0082]
图8为摆动机构的立体结构示意图；
[0083]
图9为摆动机构的正视图；
[0084]
图10为摆动机构的剖视图。
[0085]
图中标号为：防护罩1、摄像头2、双头电机3、机架4、拾音器5、烟雾报警器6、车座7、车盖8、移动车轮9、移动轴10、移动电机11、皮带12、转向块13、转向车轮14、转动座15、转向板16、矩形块17、铰接杆18、转向电机19、同步带20、底板21、支撑柱22、顶升板23、插接柱24、圆柱25、拨动杆26、u形口27、支撑座28、驱动杆29、螺栓30、驱动齿轮31、螺纹柱32、驱动电机33、基板34、安装壳35、圆架体36、旋转电机37、内圈齿轮38、主动齿轮39、从动齿轮40、人形杆41、转盘42、半齿齿轮43、条形键44、条形口45、水平块46、齿条47、条形齿48、活动架49、直齿齿轮50、转柱51、固定板52。
具体实施方式
[0086]
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0087]
参照图1至图10所示，一种地下管廊的全自动无人巡检设备，包括：
[0088]
机器人车体，用于自动行走于地下管廊内；
[0089]
高度调节组件，用于通过调整高度来广泛观测，高度调节组件设置于机器人车体的顶部；
[0090]
防护罩1，用于高度调节组件的遮盖，防护罩1呈可伸缩软管状，防护罩1的两端分别固定安装于机器人车体的顶部和高度调节组件的顶端；
[0091]
方位调节组件，用于多方位观测，方位调节组件设置于高度调节组件的顶部；
[0092]
摄像头2，设置有两个，用于观察地下管廊内的情况，两个摄像头2对称设置于方位调节组件的上方；
[0093]
双头电机3，呈水平状态通过一个机架4固定设置于方位调节组件的顶部；
[0094]
摆动机构，设置有两个，用于调整每个摄像头2的观察角度，两个摆动机构对称设置于方位调节组件的顶部，并且两个摆动机构还分别位于双头电机3的两个输出端上；
[0095]
拾音器5，设置有两个，用于检测噪音，两个拾音器5对称设置于多方位调节组件的两端；
[0096]
烟雾报警器6，设置有四个，用于检测高温火烧的情况，四个烟雾报警器6分别固定安装于机器人车体的顶部四周。
[0097]
操作人员对地下管廊进行巡检时，首先，机器人车体带动两个摄像头2移动，两个摄像头2对地下管廊内的情况进行观察，两个拾音器5感应地下管廊内的噪音情况，四个烟雾报警器6更好的感应地下管廊安装的设备是否存在火烧的现象，两个摄像头2在观察地下管廊内的情况时，为了两个摄像头2的观察范围更加广泛，因此，高度调节组件对两个摄像头2进行升高，能够对高处的情况更好的观察，方位调节组件使两个摄像头2能够多方位的观察，两个摆动机构对两个摄像头2的观察角度进行调整，最终，两个摄像头2在各方面调节下能够多地下管廊内的情况进行多方位观察。
[0098]
机器人车体包括：
[0099]
车座7；
[0100]
车盖8，固定设置于车座7的顶部；
[0101]
移动车轮9，设置有两个，两个移动车轮9对称设置于车座7的尾部两端；
[0102]
移动轴10，两端能够转动的穿过车座7的两端向外伸出，两个移动车轮9分别固定套设于移动轴10的两端；
[0103]
移动电机11，固定安装于车座7的底部，移动轴10的中部还设有一个套接部；
[0104]
皮带12，套设于移动轴10的套接部和移动电机11的输出端上；
[0105]
转向机构，用于带动车座7的转向，转向机构设置于车座7的头部。
[0106]
操作人员对地下管廊进行巡检时，车座7通过两个移动车轮9移动，转向机构对车座7进行转向，移动电机11通过皮带12驱动移动轴10转动，两个移动车轮9随之移动，车座7随之在地下管廊内行走。
[0107]
转向机构包括：
[0108]
转向块13，设置有两个，车座7的头部两端分别开设有一个转向口，每个转向块13分别设置于每个转向口内，每个转向块13的向外端还均设有一个轮杆；
[0109]
转向车轮14，设置有两个，两个转向车轮14分别固定套设于每个轮杆上；
[0110]
转动座15，固定设置于车座7的底部，转动座15还位于两个转向车轮14之间，转动座15上还通过一个转杆能够转动的设有一个转向板16，每个转向块13的顶部还均设有一个
矩形块17；
[0111]
铰接杆18，设置有两个，每个铰接杆18的两端分别铰接于转向板16的一端和相应矩形块17的顶部；
[0112]
转向电机19，用于驱动转杆的转动，转向电机19呈竖直状态通过一个机架4设置于车座7的底部，转向电机19的输出端面向下；
[0113]
同步带20，套设于转向电机19的输出端和转杆上。
[0114]
当转向机构对车座7进行转向时，转向电机19通过同步带20驱动转杆转动，转杆转动随之带动转向板16转动，由于两个铰接杆18的两端分别铰接于每个转向板16和每个矩形块17上，因此，两个转向车轮14随之能够转动来调整行走方向。
[0115]
高度调节组件包括：
[0116]
底板21，设置于车盖8的顶部中心，底板21的两端与车盖8之间分别通过一个安装板固定；
[0117]
支撑柱22，设置有四个，四个支撑柱22均呈矩形结构，四个支撑柱22分别呈竖直状态设置于底板21的顶部四周；
[0118]
顶升板23，用于起到升降，顶升板23呈水平状态设置于四个支撑柱22的顶部，防护罩1的两端分别固定于底板21的顶部和顶升板23的底部，顶升板23的底部四周还分别竖直向下设有一个插接柱24，每个插接柱24分别插接于每个支撑柱22内，每个插接柱24的底部还均呈水平状态设有一个圆柱25；
[0119]
拨动杆26，设置有四个，四个拨动杆26分别设置于每个支撑柱22的一侧，每个拨动杆26位于每个圆柱25的一端还均设有一个用于拨动圆柱25的u形口27；
[0120]
驱动机构，用于带动四个拨动杆26的转动，驱动机构设置于底板21的顶部中心。
[0121]
当高度调节组件对两个摄像头2进行观察高度的调节时，驱动机构驱动四个拨动杆26转动，四个拨动杆26随之通过相应的u形口27拨动相应的圆柱25，每个插接柱24在相应拨动杆26的拨动下可以在相应的支撑柱22内上下移动，顶升板23随之在四个插接柱24的移动下进行升降，两个摄像头2随之能够调节观察的高度。
[0122]
驱动机构包括：
[0123]
支撑座28，设置于底板21的顶部中心；
[0124]
驱动杆29，设置有两个，两个驱动杆29均呈水平状态对称设置于支撑座28上，每个驱动杆29的两端均穿过支撑座28的端部向外伸出设有一个固定部，每个拨动杆26的自由端分别与每个驱动杆29的固定部之间均通过一个螺栓30固定；
[0125]
驱动齿轮31，设置有两个，两个驱动齿轮31分别固定安装于每个驱动杆29的中部；
[0126]
螺纹柱32，设置于两个驱动齿轮31之间，螺纹柱32与两个驱动齿轮31之间均相互啮合；
[0127]
驱动电机33，呈竖直状态固定设置于支撑座28的底部，螺纹柱32固定设置于驱动电机33的输出端上。
[0128]
当驱动机构驱动时，驱动电机33驱动螺纹柱32转动，螺纹柱32转动带动两个驱动齿轮31同时转动，两个驱动齿轮31转动随之带动相应的驱动杆29转动，每个拨动杆26随之在相应驱动杆29的转动下进行转动，四个插接柱24随之能够被拨动。
[0129]
方位调节组件包括：
[0130]
基板34，固定设置于顶升板23的顶部，基板34的两侧分别设有一个安装壳35，每个拾音器5分别安装于每个安装壳35内；
[0131]
圆架体36，固定设置于基板34的顶部中心；
[0132]
行星齿轮机构，用于带动两个摄像头2稳定的多方位调节观测，行星齿轮机构设置于圆架体36上。
[0133]
当方位调节组件调节两个摄像头2的观察方向时，行星齿轮机构稳定的带动两个摄像头2转动。
[0134]
行星齿轮机构包括：
[0135]
旋转电机37，呈竖直状态固定设置于圆架体36上，旋转电机37的输出端面向上设置；
[0136]
内圈齿轮38，呈水平状态固定设置于圆架体36的顶部内侧壁上；
[0137]
主动齿轮39，固定套设于旋转电机37的输出端上，并且主动齿轮39与内圈齿轮38之间共轴线；
[0138]
从动齿轮40，设置有三个，三个从动齿轮40沿着主动齿轮39的圆周方向均匀分布，每个从动齿轮40与主动齿轮39和内圈齿轮38之间均相互啮合；
[0139]
稳定机构，用于三个从动齿轮40的稳定转动，稳定机构设置于三个从动齿轮40的顶部。
[0140]
当行星齿轮机构驱动时，旋转电机37驱动主动齿轮39转动，主动齿轮39随之带动三个从动齿轮40转动，三个从动齿轮40在稳定机构的作用下转动的更加稳定。
[0141]
稳定机构包括：
[0142]
人形杆41，每个从动齿轮40均套设于一个转轴上，人形杆41的三边分别固定于每个转轴上；
[0143]
转盘42，固定套设于三个转轴的顶端，转盘42还与主动齿轮39之间共轴线，双头电机3通过机架4固定设置于转盘42的顶部。
[0144]
当三个从动齿轮40转动时，由于三个从动齿轮40通过人形杆41的连接，因此，三个从动齿轮40转动更加稳定，转盘42随之在三个从动齿轮40的转动下进行转动，两个摄像头2也随之通过转盘42的转动进行方向调节。
[0145]
摆动机构包括：
[0146]
半齿齿轮43，固定套设于双头电机3的输出轴一端上；
[0147]
条形键44，套设于半齿齿轮43上，条形键44面向机架4的一侧设有一个条形口45，机架4的一侧设有一个水平块46，条形键44能够水平移动的通过条形口45套设于水平块46上；
[0148]
齿条47，设置有两个，两个齿条47沿着条形键44的长度方向对称设置于条形键44内部的上下端，半齿齿轮43与两个齿条47之间均能相互啮合。
[0149]
当每个摆动机构带动相应摄像头2进行穿插角度的调整时，双头电机3驱动每个半齿齿轮43转动，每个半齿齿轮43的轮齿与每个齿条47进行啮合时，条形键44随之在相应水平块46上移动，每个半齿齿轮43转动一圈后，每个条形键44随之在相应的水平块46上来回移动。
[0150]
摆动机构还包括：
[0151]
条形齿48，呈水平状态沿着条形键44的长度方向设置于条形键44的外侧顶部；
[0152]
活动架49，固定设置于转盘42的顶部，半齿齿轮43的向外端能够转动的设置于活动架49上；
[0153]
直齿齿轮50，通过一个转柱51能够转动的设置于活动架49的顶端，直齿齿轮50与条形齿48之间还相互啮合，转柱51的向外端还设有一个固定板52，每个摄像头2分别固定于每个固定板52上。
[0154]
当条形键44来回移动时，每个直齿齿轮50由于与相应的条形齿48啮合，因此，每个直齿齿轮50随之通过相应条形齿48的啮合进行转动，每个摄像头2随之能够来回摆动，每个摄像头2最终能够对观察角度进行调整，两个摄像头2在各方面调节下能够多地下管廊内的情况进行多方位观察。
[0155]
本发明的工作原理：
[0156]
本设备/装置/方法通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：
[0157]
步骤一、操作人员对地下管廊进行巡检时，车座7通过两个移动车轮9移动，转向机构对车座7进行转向，移动电机11通过皮带12驱动移动轴10转动，两个移动车轮9随之移动，车座7随之在地下管廊内行走，转向机构对车座7进行转向时，转向电机19通过同步带20驱动转杆转动，转杆转动随之带动转向板16转动，由于两个铰接杆18的两端分别铰接于每个转向板16和每个矩形块17上，因此，两个转向车轮14随之能够转动来调整行走方向。
[0158]
步骤二、当高度调节组件对两个摄像头2进行观察高度的调节时，驱动电机33驱动螺纹柱32转动，螺纹柱32转动带动两个驱动齿轮31同时转动，两个驱动齿轮31转动随之带动相应的驱动杆29转动，每个拨动杆26随之在相应驱动杆29的转动下进行转动，四个拨动杆26随之通过相应的u形口27拨动相应的圆柱25，每个插接柱24在相应拨动杆26的拨动下可以在相应的支撑柱22内上下移动，顶升板23随之在四个插接柱24的移动下进行升降，两个摄像头2随之能够调节观察的高度。
[0159]
步骤三、当方位调节组件调节两个摄像头2的观察方向时，旋转电机37驱动主动齿轮39转动，主动齿轮39随之带动三个从动齿轮40转动，由于三个从动齿轮40通过人形杆41的连接，因此，三个从动齿轮40转动更加稳定，转盘42随之在三个从动齿轮40的转动下进行转动，两个摄像头2也随之通过转盘42的转动进行方向调节。
[0160]
步骤四、当每个摆动机构带动相应摄像头2进行穿插角度的调整时，双头电机3驱动每个半齿齿轮43转动，每个半齿齿轮43的轮齿与每个齿条47进行啮合时，条形键44随之在相应水平块46上移动，每个半齿齿轮43转动一圈后，每个条形键44随之在相应的水平块46上来回移动，每个直齿齿轮50由于与相应的条形齿48啮合，因此，每个直齿齿轮50随之通过相应条形齿48的啮合进行转动，每个摄像头2随之能够来回摆动，每个摄像头2最终能够对观察角度进行调整，两个摄像头2在各方面调节下能够多地下管廊内的情况进行多方位观察。
[0161]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其
等同物界定。