一种适用于轮式机器人的自动升降平台及其工作方法与流程

1.本发明属于海上升压站巡检设备技术领域，具体涉及一种适用于轮式机器人的自动升降平台及其工作方法。


背景技术：

2.近年来，海上风电产业驶入发展的快车道。海上升压站是海上风电场输送电力的关键，其较远的离岸距离给后期运维和日常巡检带来了极大的困难，为此，各大机构积极开发智能巡检装备来解决这一难题。其中，轮式机器人因其灵活、简便的特性有较好的应用前景。
3.由于海上升压站舱室内的地板下需要布置电线或者设置挡鼠板，舱室内部的地面要普遍高于室外地面，内外的高度差成为机器人的通行障碍，导致机器人在通过时可能会出现跌倒，存在中断巡检直至电量耗尽的风险，不利于无人智能巡检的开展。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于轮式机器人的自动升降平台及其工作方法，系统设计合理，解决了轮式机器人进出海上升压站舱室所面临的内外高度差问题。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.本发明公开了一种适用于轮式机器人的自动升降平台，包括升降地板和升降机构，升降机构固定在地面上，升降地板上设有若干重量传感器，重量传感器与升降机构连接；升降地板降下时与室外地板处在同一水平面上，升降地板升起时与室内地板处在同一水平面上。
7.优选地，重量传感器设定有与轮式机器人重量匹配的启动阈值。
8.优选地，重量传感器设在升降地板的中心。
9.优选地，升降地板包括若干独立的模块，每个模块设有一个重量传感器，所有重量传感器相互联动。
10.优选地，室内地板的边缘连接有过渡弧板，升降地板升起时，上平面与过渡弧板的下平面接触。
11.进一步优选地，过渡弧板的下平面设有碰撞传感器，碰撞传感器与升降机构连接。
12.优选地，升降机构为剪叉式升降机构，包括导轨、剪叉式支架、液压机构、支撑杆、滑轮和电动机构；滑轮设在剪叉式支架的两端，并分别与升降地板下平面和地面上平面设置的导轨协同工作；支撑杆的两端分别与剪叉式支架连接；液压机构的两端分别与电动机构和支撑杆连接；电动机构与重量传感器连接。
13.进一步优选地，液压机构包括油箱和液压缸，液压缸的上端通过出油管与油箱的出油口连接，液压缸的下端通过回油管与油箱的回油口连接。
14.进一步优选地，出油管上设有防爆型电磁换向阀；回油管上设有平衡阀、液控单向
阀、节流阀和防爆型电磁换向阀。
15.本发明公开的上述适用于轮式机器人的自动升降平台的工作方法，包括：
16.轮式机器人在巡检过程中，需要从室外通道进入巡检室时，由室外地板行进至处在同一水平面上的升降地板上，触发重量传感器，重量传感器将信号发送至升降机构，升降机构将升降地板升起至与室内地板处在同一水平面上，轮式机器人进入巡检室巡检；巡检室巡检完毕后，轮式机器人行进至升降地板上，升降机构将升降地板降至与室外地板处在同一水平面上，轮式机器人离开升降地板，继续下一轮巡检。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
18.本发明公开的一种适用于轮式机器人的自动升降平台，通过升降机构实现升降地板的升降，通过重量传感器，实现升降平台的自动运行，有效地解决了升压站结构布局中舱室内外高度差的问题，为轮式机器人的日常巡检扫除了障碍。重量传感器配合升降机构，实现了升降平台的智能化自动运行，提高了无人智能巡检的可靠性，具有良好的应用前景。
19.进一步地，重量传感器设定有与轮式机器人重量匹配的启动阈值，避免人或老鼠造成误启动。
20.进一步地，重量传感器设在升降地板的中心，受力均匀，能够较好地感知轮式机器人的重量。
21.进一步地，升降地板包括若干独立的模块，每个模块设有一个重量传感器，所有重量传感器相互联动；一方面，能够避免老鼠误启动，另一方面，当轮式机器人触发全部模块上的重量传感器时，说明轮式机器人已经停稳，此时启动升降机构，能够避免轮式机器人跌落等事故。
22.进一步地，室内地板的边缘连接的过渡弧板，一方面起到限位作用，另一方面，当升降地板与室内地板没有对齐时，过渡弧板能够使轮式机器人平稳过渡。
23.更进一步地，过渡弧板的下平面设有碰撞传感器，能够在升降地板升至最高处时及时停止，提高控制的精度。
24.进一步地，升降机构采用剪叉式升降机构，运行平稳、受力简单、盈利较低、寿命长。
25.更进一步地，平衡阀能够使升降平台下降平稳，制动安全可靠、平衡回路、保持压力，使下降速度不受重物而变化；节流阀能够调节流量，控制升降速度；液控单向阀能够使制动安全可靠，防止发生意外，保证在液压管线意外爆裂时能安全自锁。
26.本发明公开的上述适用于轮式机器人的自动升降平台的工作方法，操作简单、自动化程度高、经济环保。
附图说明
27.图1为本发明的升降地板降下时的结构示意图；
28.图2为本发明的升降地板升起时的主视示意图；
29.图3为本发明的升降地板升起时的侧视示意图。
30.图中：1
‑
地面；2
‑
室内地板；3
‑
升降地板；4
‑
升降机构；5
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导轨；6
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剪叉式支架；7
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支架销；8
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液压机构；9
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支撑杆；10
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滑轮；11
‑
重量传感器；12
‑
电动机构；13
‑
过渡弧板。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
32.本发明的适用于轮式机器人的自动升降平台，包括升降地板3和升降机构4，升降机构4固定在地面1上，升降地板3上设有若干重量传感器11，重量传感器11与升降机构4连接；升降地板3降下时与室外地板处在同一水平面上，如图1；升降地板3升起时与室内地板2处在同一水平面上，如图2和图3。
33.关于重量传感器11的设置，可以采取以下两种方案：
34.方案一：重量传感器11设定有与轮式机器人重量匹配的启动阈值。如将重量传感器11的启动阈值设定为轮式机器人平均重量
±
10％，以排除小动物(如老鼠)或人造成的误启动。优选地，重量传感器11设在升降地板3的中心。
35.方案二：升降地板3划分成若干独立的模块，升降地板3的总面积略大于轮式机器人，每个模块的面积大于老鼠的面积，每个模块设有一个重量传感器11，所有重量传感器11相互联动，当所有重量传感器11均启动时，才会向升降机构4发送信号。如此，当老鼠踩到单独的模块时不会启动，轮式机器人部分刚进入升降地板3还未完全停稳时也不会启动。
36.在本发明的一个较优的实施例中，室内地板2的边缘连接有过渡弧板13，升降地板3升起时，上平面与过渡弧板13的下平面接触。优选地，过渡弧板13的下平面设有碰撞传感器，碰撞传感器与升降机构4连接。
37.在本发明的一个较优的实施例中，升降机构4为剪叉式升降机构，包括导轨5、剪叉式支架6、液压机构8、支撑杆9、滑轮10和电动机构12；剪叉式支架6之间通过支架销7连接，滑轮10设在剪叉式支架6的两端，并分别与升降地板3下平面和地面1上平面设置的导轨5协同工作；支撑杆9的两端分别与剪叉式支架6连接；液压机构8的两端分别与电动机构12和支撑杆9连接；电动机构12与重量传感器11连接。液压机构8包括油箱和液压缸，液压缸的上端通过出油管与油箱的出油口连接，液压缸的下端通过回油管与油箱的回油口连接。优选地，出油管上设有防爆型电磁换向阀；回油管上设有平衡阀、液控单向阀、节流阀和防爆型电磁换向阀。
38.本发明的上述适用于轮式机器人的自动升降平台的工作方法，包括：
39.轮式机器人在巡检过程中，需要从室外通道进入巡检室时，由室外地板行进至处在同一水平面上的升降地板3上，触发重量传感器11，重量传感器11将信号发送至升降机构4，升降机构4将升降地板3升起至与室内地板2处在同一水平面上，轮式机器人进入巡检室巡检；巡检室巡检完毕后，轮式机器人行进至升降地板3上，升降机构4将升降地板3降至与室外地板处在同一水平面上，轮式机器人离开升降地板3，继续下一轮巡检。
40.具体的，海上升压站的轮式机器人巡检的舱室较多，一般需要从室外通道进入到室内进行巡检，而室内地板2高度一般要高于室外平台，室外地板采用机器人支撑活动平台，沿着机器人巡检路线在升降地板3上安装有重量传感器11。轮式机器人未通过时，升降机构4的剪叉式支架6收缩置于升降地板3下方。轮式机器人开始通过升降地板3时，首先沿着路线经过重量传感器11，重量传感器11将质量信号转换成电信号，并将电信号传输至电动机构12，电动控制机构通过驱动液压机构8带动剪叉式支架6的滑轮10，滑轮10沿着导轨5运动，从而带动轮式机器人与升降地板3一起上升至室内地板2高度。
41.轮式机器人巡检完毕后，需要从室内来到室外。这时，升降地板3高度仍然和室内地板2高度保持一致。轮式机器人沿着巡检路线再次通过重量传感器11，触发电动机构12启动，液压机构8开始动作，并通过平衡回路和保持压力，液压油均匀流回油箱，带动剪叉式支架6的滑轮10沿着导轨5向相反的方向运动，直至剪叉式支架6完全收起，轮式机器人再次下降至室外平台高度，完成此次巡检。
42.重量传感器11将质量信号转换成可测量的电信号进行输出，并触发电动机构12动作。轮式机器人首次通过重量传感器11为信号1，电机控制油泵启动，油箱中的液压油通过油泵并形成一定的压力，经滤油器、隔爆型电磁换向阀、节流阀、液控单向阀、平衡阀进入液缸下端，使液缸的活塞向上运动，轮式机器人的升降地板3上升至室内平台高度，液缸上端回油经隔爆型电磁换向阀回到油箱，其额定压力通过溢流阀进行调整，可通过压力表观察压力表读数值。
43.室内巡检完毕，轮式机器人从室内来到室外，此时升降地板3高度仍与室内保持一致。轮式机器人再次通过重量传感器11为信号0，电机控制系统启动，液压油经防爆型电磁换向阀进入液缸上端，液缸下端回油经平衡阀、液控单向阀、节流阀、防爆型电磁换向阀回到油箱，此时升降地板3下降至室外平面高度。为使轮式机器人下降平稳，制动安全可靠，在回油路上设置平衡阀，平衡回路、保持压力，使下降速度不受重物而变化，由节流阀调节流量，控制升降速度。为使制动安全可靠，防止意外，增加液控单向阀，即液压锁，保证在液压管线意外爆裂时能安全自锁
44.以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。