一种城市综合管廊机器人的制作方法

本发明涉及管廊监控技术领域，特别涉及一种城市综合管廊机器人。

背景技术：

随着城市的发展，城市综合管廊的应用也越来越多。但是综合管廊是个半密闭空间，内部线路众多，人工排查危险性比较大。为了保证检查人员的安全，管廊机器人就应运而生了。现有的管廊测控技术需要综合布线，成本高，而且成本随着设备数量的增多呈线性加大；并且施工强度大，难度高。利用综合管廊机器人，一个机器人就可以实现一个片区联控，使用率高。但是现有的综合管廊机器人还存在如下问题：首先，在进行维修时，维修人员需要到地下管廊将机器人取下才能维修，非常的不方便；其次，管廊机器人多为四自由度，在进气摄像拍摄时，只能在水平方向进行拍摄，其拍摄范围单一；再次，现有的综合管廊机器人由于只设有一个摄像机，用于管廊内的整体监控，当摄像机发现异常情况时，无法对异常处进行细节拍摄，需要维护人员下到地下管廊处进行查看，非常的不方便。

技术实现要素：

本发明提出一种城市综合管廊机器人，便于维修，无需维修人员到地下管廊进行机器人的维修，拍摄范围广，能够进行细节拍摄，结构简单，操作方便，检测准确，可靠性高。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种城市综合管廊机器人，包括导轨和管廊机器人，还包括安全岛，所述安全岛安装在管廊通风口上，所述安全岛内安装有管廊机器人充电桩；所述导轨为L形导轨，所述L型导轨的一个支轨垂直安装在安全岛内；所述管廊机器人包括主机、旋转机械臂、弯曲机械臂、伸缩机械臂，所述主机上安装有主控制器和主摄像机，主机底端连接旋转机械臂，旋转机械臂一侧连接弯曲机械臂，弯曲机械臂连接伸缩机械臂一端，所述伸缩机械臂另一端设有可拆卸灭火器喷头和可拆卸细节摄像机；所述旋转机械臂上设有旋转机械臂控制电机，伸缩机械臂上设有伸缩机械臂电机，弯曲机械臂上设有弯曲机械臂电机；主控制器还连接有机械臂控制器，所述旋转机械臂电机、弯曲机械臂电机、伸缩机械臂电机分别与机械臂控制器连接；还包括无线通讯模块和灭火器控制器，所述灭火器控制器与灭火器喷头连接，所述主摄像机、细节摄像机、灭火器控制器、无线通讯模块分别与主控制器连接；所述无线通讯模块与设置在监控室的综合管理系统通讯。

进一步的技术方案，所述主机上还安装有温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器连接。

进一步的技术方案，所述主机上还安装有湿度传感器，所述湿度传感器与所述主控制器连接。

进一步的技术方案，所述主机上还安装有可燃气体传感器，所述可燃气体传感器与所述主控制器连接。

进一步的技术方案，所述主机上还安装有二氧化碳浓度检测器，所述二氧化碳浓度检测器与所述主控制器连接。

本发明的有益效果是：本发明的导轨为L形导轨，导轨一端安装在管廊的通风口处，当机器人需要维修时，只需控制机器人回到通风口处，维修人员在通风口处即可完成维修，维修十分的方便；旋转机械臂还连接有弯曲机械臂，弯曲机械臂连接有伸缩机械臂，伸缩机械臂一端连接灭火器喷头和细节摄像机，能够完成六自由度的运动，方便细节摄像机对异常部位进行细节拍摄。本发明结构简单，操作方便，便于维修，检测准确，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明的系统原理图；

图3为本发明的导轨及管廊机器人的结构原理图；

图4为本发明的管廊机器人结构原理图；

在图中：1—导轨；2—管廊机器人；3—主机；4—旋转机械臂；5—弯曲机械臂；6—伸缩机械臂；7—主摄像机；8—灭火器喷头；9—细节摄像机；10—温度传感器；11—湿度传感器；12—可燃气体传感器；13—二氧化碳浓度检测器；14—天线；15—伸缩臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图3所示，本发明提出的一种城市综合管廊机器人，包括导轨1和管廊机器人2，管廊机器人2卡接在导轨1上，管廊机器人2于导轨1接触处设有动力轮，在动力轮的作用下实现管廊机器人2的行走。还包括安全岛，安全岛安装在管廊通风口上，安全岛内安装有管廊机器人2充电桩，导轨1为L形导轨1，L型导轨1的一个支轨垂直安装在安全岛内。管廊机器人2可在安全岛内实现充电，设备维护管理和易耗品更换等，易可在发生突发危险情况时作为其紧急避难场所。如图1和2所示，管廊机器人2包括主机3、旋转机械臂4、弯曲机械臂5、伸缩机械臂6，主机3上安装有主控制器和主摄像机7，主控制器型号为Freescale(飞思卡尔)imx6Q工业主控。主机3底端连接旋转机械臂4，旋转机械臂4一侧连接弯曲机械臂5，弯曲机械臂5连接伸缩机械臂6一端，伸缩机械臂6另一端设有可拆卸灭火器喷头8和可拆卸细节摄像机9。旋转机械臂4上设有旋转机械臂控制电机，伸缩机械臂6上设有伸缩机械臂电机，弯曲机械臂5上设有弯曲机械臂电机。如图2所示，主控制器连接有机械臂控制器，其型号为STM32，旋转机械臂电机、弯曲机械臂电机、伸缩机械臂电机分别与机械臂控制器连接。还包括无线通讯模块和灭火器控制器，灭火器控制器与灭火器喷头8连接，主摄像机7、细节摄像机9、灭火器控制器、无线通讯模块分别与主控制器连接，灭火器采用电触发式气溶胶灭火器。无线通讯模块上设有天线14，无线通讯模块与设置在监控室的综合管理系统通讯。主摄像头和细节摄像头均为1200万像素防爆摄像头。

主机3上还安装有温度传感器10、湿度传感器11、可燃气体传感器12及二氧化碳浓度检测器13，温度传感器10型号为SHT20，可燃气体传感器12型号为WSP4110，二氧化碳浓度检测器13型号为MH-410D，可燃气体传感器12型号为WSP4110分别与所述主控制器连接。这些传感器可实现对管廊内当前环境进行综合监测和数据收集，主机3上的无线通讯模块与位于监控室的综合管理系统通讯，综合管理系统发送控制指令，主控制器接收控制指令进行监控，当然无线通讯模块还能实现数据回传。主控制器实现管廊机器人2自身控制，主机3上还设有定位模块，定位模块与主控制器连接，通过定位模块实现机器人位置的确定。多台管廊机器人2根据上述传感器收集数据，进行预处理后回传至综合管理中心，经由综合管理中心深度处理再发送指令至综合管廊内的基础设施，如通风装置、及湿度调节装置等，对基础设施进行控制。当某一台管廊机器人2监测到某一区域数据异常时，管廊机器人2有权限直接控制该区域的基础设备调节该区域环境质量。

本发明硬件电路及机械结构均采用模块化设计，可以随着综合管廊内需要检测的项目增多而增加，从而极大的节约了后期维护及增项的成本。例如，硬件上，主机3上可根据实际需要增加或更换其他的检测模块，增设其他种类的传感器，以检测相应指标；机械结构上，灭火器和细节摄像机9为可拆卸设计，两个部件为独立的两个模块，可从伸缩机械臂6上旋下，可根据实际需要更换为其他设备。

本发明采用顶挂式设计，在管廊顶部加装管廊机器人2专用导轨1，机器人采用轮式倒挂设计，沿导轨1行走。主机3上安装有主摄像头9，而主机3与细节摄像头8、灭火器之间通过机械臂连接，主机3上的主控制器连接有机械臂控制器，机械臂控制器连接各机械臂电机。如图4所示，主机3底部为旋转机械臂4，通过旋转机械臂4带动旋转机械臂4下的弯曲机械臂5、伸缩机械臂6以及安装在伸缩机械臂6上的灭火器、细节摄像头9旋转。同理，弯曲机械臂5带动伸缩机械臂6上下运动，从而带动细节摄像头9、灭火器上下运动。伸缩机械臂6在伸缩机械臂电机的控制下实现伸缩臂15的伸缩，从而带动细节摄像头9、灭火器在水平方向上运动。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。