详情

原文传递巡检机器人系统和位置确定方法

专利名称：	巡检机器人系统和位置确定方法
摘要：	本发明涉及巡检机器人系统和位置确定方法。该巡检机器人系统包括：中空的环形轨道，其具有沿环形轨道延伸的内腔；巡检机器人，其通过巡检机器人平台安装在环形轨道上且能够沿着环形轨道行进，用于对环形轨道所处的环境中的目标进行巡检；传送链，其包括多个链段和间隔开地连接在链段上的多个滚轮组件，多个链段与多个滚轮组件连接形成闭环，传送链布置在环形轨道的内腔中；驱动装置，其设置成通过驱动滚轮组件沿着环形轨道在内腔内滚动而带动传送链在环形轨道的内腔中运行，进而带动巡检机器人沿着环形轨道行进。巡检机器人平台与传送链可操作地连接且能够被传送链带动沿着环形轨道行进。本发明巡检机器人系统的结构简单、方便布置、成本较低。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽容知日新科技股份有限公司
发明人：	贾维银;郭力
专利状态：	有效
申请日期：	2022-05-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202210502611.0
公开号：	CN117068649A
代理机构：	深圳市己任信华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	严志军;叶培勇
分类号：	B65G17/40;B65G23/04;B65G21/22;B25J5/02;B;B65;B25;B65G;B25J;B65G17;B65G23;B65G21;B25J5;B65G17/40;B65G23/04;B65G21/22;B25J5/02
申请人地址：	230088 安徽省合肥市高新区生物医药园支路59号
主权项：	1.一种巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检机器人系统包括：中空的环形轨道，所述环形轨道具有沿所述环形轨道延伸的内腔；巡检机器人，所述巡检机器人通过巡检机器人平台安装在所述环形轨道上且能够沿着所述环形轨道行进，用于对所述环形轨道所处的环境中的目标进行巡检；传送链，所述传送链包括多个链段和间隔开地连接在所述链段上的多个滚轮组件，所述多个链段与所述多个滚轮组件连接形成闭环，所述传送链布置在所述环形轨道的内腔中；和驱动装置，所述驱动装置设置成通过驱动所述滚轮组件沿着所述环形轨道在所述内腔内滚动而带动所述传送链在所述环形轨道的内腔中运行，进而带动所述巡检机器人沿着所述环形轨道行进；其中，所述巡检机器人平台与所述传送链可操作地连接且能够被所述传送链带动沿着所述环形轨道行进。 2.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，每一个所述滚轮组件具有至少一个滚轮，所述至少一个滚轮配置成与所述内腔的壁处于滚动接触；并且所述多个滚轮组件大体等间距地连接在所述多个链段上。 3.根据权利要求2所述的巡检机器人系统，其特征在于，在所述环形轨道的直线轨道段中，所述传送链的所述链段配置成在直线运行过程中基本上不与所述内腔的壁接触。 4.根据权利要求2所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述内腔的横截面大体上呈方形，所述方形的四个转角是倒圆或倒角的；并且所述滚轮组件包括沿着所述链段的延伸方向布置的两个滚轮组，每一滚轮组为四个滚轮，所述每一滚轮组中的四个滚轮布置成分别与所述四个转角处于滚动接触。 5.根据权利要求4所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述四个转角均为第一弧形，所述滚轮组件中各滚轮的滚轮面的截面为第二弧形，所述第一弧形的半径略大于或等于所述第二弧形的半径。 6.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述滚轮组件包括：支撑架，所述支撑架具有中心轴线；和至少一个滚轮组，每一滚轮组为四个滚轮，所述至少一个滚轮组中的每一个滚轮都可转动安装在所述支撑架上；其中，每一滚轮组中的四个滚轮布置成分别与横截面大体上呈方形的所述内腔的所述四个倒圆或倒角的转角处于滚动接触。 7.根据权利要求6所述的巡检机器人系统，其特征在于，每一滚轮组中的四个滚轮的转轴沿着所述中心轴线对齐地或错开地设置。 8.根据权利要求6所述的巡检机器人系统，其特征在于，每一滚轮组中的两个滚轮分别位于所述中心轴线的两侧，并且这两个滚轮中的各个滚轮的转轴都垂直于所述中心轴线所在的第一平面；每一滚轮组中的另两个滚轮分别位于所述中心轴线的两侧，并且这另两个滚轮中的各个滚轮的转轴都垂直于所述中心轴线所在的第二平面；所述第二平面与所述第一平面交叉。 9.根据权利要求8所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述第二平面垂直于所述第一平面。 10.根据权利要求6所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述支撑架为一体成型结构，或者是由多个构件组装而成。 11.根据权利要求6所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述支撑架包括四个支撑件，每一个支撑件位于每一滚轮组中的相邻两个滚轮之间，并且这相邻两个滚轮中的各个滚轮的转轴的一端都固定在这一个支撑件上。 12.根据权利要求11所述的巡检机器人系统，其特征在于，各支撑件沿着与所述中心轴线大体上平行的方向延伸，并且各支撑件包括底板和分别连接在所述底板的两侧的两个侧板；并且一个滚轮的转轴的一端固定在一个相应支撑件的侧板上，这一个滚轮的转轴的另一端固定在另一个相应支撑件的侧板上。 13.根据权利要求12所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述滚轮组件还包括第一对连接柱和第二对连接柱；所述第一对连接柱可拆卸地安装在两个相对支撑件的两个底板上；并且所述第二对连接柱可拆卸地安装在另两个相对支撑件的两个底板上。 14.根据权利要求13所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述滚轮组件还包括第一连接杆和第二连接杆；并且所述第一连接杆和第二连接杆沿着所述中心轴线设置，其中所述第一对连接柱中的一个连接柱和所述第二对连接柱中的一个连接柱均穿过所述第一连接杆，所述第一对连接柱中的另一个连接柱和所述第二对连接柱中的另一个连接柱均穿过所述第二连接杆。 15.根据权利要求14所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述第一连接杆和所述第二连接杆的彼此远离的两个末端上均开设有插孔。 16.根据权利要求15所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述末端通过变形而将链段的一端紧固在所述插孔内。 17.根据权利要求6所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述支撑架具有两个端部，所述两个端部中的至少一个用于接受沿着所述中心轴线的推力。 18.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述环形轨道的外轮廓的横截面呈方形，所述方形的四个转角均为第三弧形；并且所述巡检机器人平台包括平台主体和可转动地安装在所述平台主体上的多个滚动轮，各滚动轮的滚轮面的截面为第四弧形，所述多个滚动轮设置成使得所述四个转角中的每一个与至少一个滚动轮接触。 19.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述链段是柔性索，每两个所述柔性索之间连接一个所述滚轮组件。 20.根据权利要求19所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述柔性索选自金属缆、钢丝、铁丝、金属链、缆绳中的一者。 21.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述链段是刚性段，每两个所述刚性段之间连接一个所述滚轮组件。 22.根据权利要求21所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述刚性段选自金属杆、金属条、尼龙杆、复合材料杆中的一者。 23.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述驱动装置包括两个链轮和围绕所述两个链轮设置的环形链条，所述两个链轮的旋转轴线大体上平行，所述环形链条上安装有多个推动组件；并且所述多个推动组件在所述环形链条上间隔开地布置；在所述环形链条围绕所述两个链轮转动时，其中一个推动组件与所述传送链上的其中一个滚轮组件推动配合，并且与所述一个推动组件邻近的另一个推动组件随着所述环形链条的转动而移动至与邻近所述一个滚轮组件的另一个滚轮组件推动配合。 24.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述推动组件上设有与所述环形链条的移动方向垂直且与所述旋转轴线大体上平行的导引柱；并且所述驱动装置还包括直线导引轨道，所述直线导引轨道沿着在两个所述旋转轴线之间的一段环形链条设置，用于引导经过所述直线导引轨道的导引柱沿直线移动。 25.根据权利要求24所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述直线导引轨道包括定位部和导引部，所述定位部与所述导引部固定连接并将所述导引部固定设置。 26.根据权利要求25所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述导引部包括两个导杆，所述两个导杆之间限定直线导引槽，所述直线导引槽收容并导引所述导引柱。 27.根据权利要求26所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述推动组件的两侧均设有导引柱，所述直线导引轨道同时导引所述推动组件两侧的导引柱。 28.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述多个推动组件的数量为至少两个；并且所述多个推动组件在所述环形链条上大体等间距地布置，其中，相邻的两个所述推动组件之间的间距大体上对应于相邻的两个所述滚轮组件之间的间距。 29.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述推动组件包括安装部和推杆部，所述安装部固定在所述环形链条上，所述推杆部固定在所述安装部上并且与所述环形链条的移动方向垂直地向所述环形链条外延伸。 30.根据权利要求29所述的巡检机器人系统，其特征在于，两个相邻推动组件的推杆部的间距等于或略大于一个滚轮组件的长度与两个相邻滚轮组件之间的距离之和。 31.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述推动组件包括两个拨爪，各拨爪包括安装部和推杆部，所述安装部固定在所述环形链条上，所述推杆部固定在所述安装部上并且与所述环形链条的移动方向垂直地向所述环形链条外延伸；所述推动组件的两个推杆部之间形成容置空间，所述容置空间用于收容一个滚轮组件的受推部。 32.根据权利要求31所述的巡检机器人系统，其特征在于，在所述环形链条的移动方向上，每一个推动组件中的靠前拨爪和与所述每一个推动组件相邻的另一个推动组件中的靠前拨爪之间的距离是固定的。 33.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述驱动装置还包括电机，其中，所述两个链轮中的至少一个为通过所述电机驱动的驱动轮。 34.根据权利要求33所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述电机为伺服电机，其中，所述伺服电机配置成能够顺时针和逆时针驱动所述驱动轮，使得所述环形链条上的所述推动组件能够正向和反向推动所述滚轮组件。 35.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述环形轨道开设有避让槽，所述避让槽用于允许所述推动组件进入所述内腔而推动所述滚轮组件。 36.根据权利要求23所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述推动组件设有避让凹口，所述避让凹口构造成在所述推动组件与所述传送链上的滚轮组件推动配合时避免所述推动组件与所述传送链的链段之间发生干涉。 37.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述环形轨道设计成允许在巡检机器人平台通过的壁部沿着所述环形轨道的延伸方向开设有长槽。 38.根据权利要求1所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述环形轨道包括沿直线延伸的直线轨道段和沿曲线延伸的弯曲轨道段，所述弯曲轨道段具有弯曲内腔和彼此相对的轨道外侧壁和轨道内侧壁；多个滚动支撑轮相对于所述弯曲轨道段可旋转地安装，用于至少部分地取代所述轨道内侧壁，所述多个滚动支撑轮中的部分或全部用于滚动支承移动经过所述轨道内侧壁的链段；其中，所述弯曲轨道段在布置所述多个滚动支撑轮的所述轨道内侧壁的位置是至少部分地开槽的或者是镂空的。 39.根据权利要求38所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述多个滚动支撑轮中的至少一部分滚动支撑轮的支撑面突出到所述弯曲轨道段的所述轨道内侧壁的内侧；或者所述多个滚动支撑轮中的至少一部分滚动支撑轮的支撑面与所述弯曲轨道段的所述轨道内侧壁齐平；或者所述多个滚动支撑轮中的至少一部分滚动支撑轮的支撑面位于所述弯曲内腔之外。 40.根据权利要求38所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述多个滚动支撑轮直接且可转动地安装在所述弯曲轨道段上。 41.根据权利要求38所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述巡检机器人系统包括固定架，所述固定架固定安装在所述弯曲轨道段上，所述多个滚动支撑轮可转动地安装在所述固定架上，并且各滚动支撑轮部分地突出到所述弯曲内腔中。 42.根据权利要求41所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述固定架包括中间板和两个侧部板，所述中间板固定安装在所述轨道内侧壁上，所述两个侧部板自所述中间板的两侧垂直远离所述轨道内侧壁延伸；并且各滚动支撑轮通过连接在所述两个侧部板上的转轴设置在所述两个侧部板之间。 43.根据权利要求42所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述轨道内侧壁上至少在对应各滚动支撑轮的部位设有侧壁通孔，所述中间板上至少在对应各滚动支撑轮的部位设有通过孔，以使各滚动支撑轮的部分依次穿过所述通过孔和所述侧壁通孔而伸入所述弯曲内腔中。 44.根据权利要求38所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述弯曲轨道段在水平方向上延伸、在竖直方向上延伸和/或在相对于水平方向倾斜的方向上延伸。 45.根据权利要求1-44中任一项所述的巡检机器人系统，其特征在于，所述滚轮组件构造成使得在沿所述环形轨道运动时其滚轮仅与所述环形轨道的内腔的壁处于滚动接触，并且所述滚轮的侧面不与所述内腔的壁摩擦。 46.一种位置确定方法，用于确定根据权利要求1-45中任一项所述的巡检机器人系统中的巡检机器人的实时位置，其中所述驱动装置包括伺服电机和直径为D的链轮，所述伺服电机驱动所述链轮转动，所述方法包括：确定所述巡检机器人在开始移动前在所述传送链上的初始位置；所述驱动装置驱动所述传送链带动所述巡检机器人从所述初始位置开始移动，并获取所述伺服电机自所述巡检机器人从所述初始位置开始移动后的转数N；和通过所述转数N和所述直径D，计算得到所述巡检机器人从所述初始位置开始移动的距离，进而确定所述巡检机器人在所述传送链上的实时位置。 47.根据权利要求46所述的位置确定方法，其特征在于，所述伺服电机包括编码器，所述编码器用于确定所述转数N。 48.根据权利要求1-45中任一项所述的巡检机器人系统在矿井井下、码头运输场所、工业生产线、长距离轨道输送场合、长距离带式输送场合或防爆场所中进行巡检的用途。