一种自动巡检机器人的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种自动巡检机器人。

背景技术：

机器人越来越普遍的存在与我们的生活中，机器人可以代替人们做一些重复乏味的工作，且工作效率高，因此，人们也越来越依赖机器人，对机器人的要求也越来越高。如在高尔夫球场以前有专门的球童用于捡球，但由于人类的体制限制，捡球效率低，随着智能化的普及，现在球场也存在自动巡检机器人用于捡球。但是由于球场地面存在高低不平的现象，机器人在捡球过程中容易发生侧翻，不能独自完成远程捡球的任务。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种稳定性强、不易发生侧翻的自动巡检机器人，解决现有机器人容易侧翻、行走稳定性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动巡检机器人，包括机器人底盘和设置在所述机器人底盘上的机器人本体；所述机器人底盘包括安装支架，分别设置在所述安装支架四个角处的车轮，以及固定安装在所述安装支架上方用于安装机器人本体的底板；所述机器人本体包括设置在所述底板上的抓取装置、与所述抓取装置相匹配的存放箱，以及设置在所述底板上的控制器，在所述控制器上通过伸缩架设有全景摄像头；在所述底板的侧面上设有多个红外传感器；在所述底板下表面上位于所述车轮内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置；所述控制器分别与所述抓取装置、全景摄像头、平衡装置和支撑装置电连接。

针对上述技术方案，红外传感器用来感应散落的物体，并将感应信号传输给控制器，由控制器控制抓取装置将感应到的物体捡起，并放置到存放箱中。通过全景摄像头对周边的环境进行录制，方便对周边环境的监视和记录；这里采用车轮使机器人整体更加轻便，车轮可由电机带动进行转动。

通过在底板下方设置平衡装置用来辅助机器人行走过程中的平衡，避免车轮走在凹陷地带发生侧翻的现象，当车轮内侧走在凹陷地带或者两侧的车轮位于不同深度的凹陷地带时平衡装置用来保证机器人底盘两侧的高度一致，保持机器人的平衡；支撑装置在机器人发生侧翻时起到支撑的作用，给予机器人一个斜向上的推力，保证机器人整体的稳定，有效避免机器人发生侧翻。

优选的，所述抓取装置包括设置在所述底板上的转台和通过机械臂与所述转台铰接的抓手，所述机械臂包括与所述转台铰接的第一连接臂，与所述第一连接臂铰接的第二连接臂，以及与所述第二连接臂铰接的第三连接臂；在所述转台和第一连接臂之间、所述第一连接臂和第二连接臂之间、第二连接臂和第三连接臂之间分别通过液压缸连接；所述抓手的内部设有计数传感器。

转台的转动带动机械臂和抓手同时转动，使转手的转动更加灵活，使转手可以实现各个方位的抓取动作；通过液压缸和连接臂相互配合来控制抓手的位置使抓手在抓取东西时更加稳定。在抓手抓取物品时，物品会与计数传感器接触，每次接触均由计数传感器进行计数，当计数达到设定值时机器人返回将存放箱内的物品取出，避免存放箱内的物品溢出。

优选的，所述平衡装置包括设在所述底板下方的距离传感器和平衡机构，且所述距离传感器设置在所述平衡机构的前方；所述平衡机构包括竖直固定设在所述底板下方的丝杆电机、与所述丝杆电机输出端连接的固定块，以及设置在所述固定块底部的万向轮。

距离传感器用来测量底板到地面的距离，当二者之间的距离超过设定值时，由丝杆电机带动固定块和万向轮向下移动，由万向轮临时代替对应的车轮移动，当二者之间的距离位于设定值区间内时，丝杆电机带动万向轮向上移动，远离地面，由车轮继续移动；有效保证了机器人的稳定性。

优选的，所述支撑装置包括倾斜固定在所述底板底部的伺服电机、与所述伺服电机的输出端连接的连接杆，以及设置在所述连接杆底部的滚轮。伺服电机倾斜设置便于给机器人底盘一个倾斜向上的力，有效防止机器人发生侧翻。

优选的，在所述连接杆的底端还设有检测机构，所述检测机构底部所在平面高于所述滚轮底部所在平面；所述检测机构包括固定设在所述连接杆上的支撑板和设置在所述支撑板下方的按压机构和感应机构，所述感应机构包括通过导向杆与所述支撑板固定连接的接近开关；所述按压机构包括固定安装在所述支撑板底部的连杆和设置在所述连杆底端的弹片，所述弹片与接近开关可接触式连接。

测机构用来检测滚轮与地面的接触情况，当机器人发生侧翻时，伺服电机带动滚轮和检测机构同时下移，当按压机构接触地面时弹片受地面的挤压向上移动与接近开关接触，当接近开关与弹片接触时伺服电机停止工作，滚轮与地面接触与车轮同时移动并给与机器人底盘向上倾斜的支撑力，保证底盘的稳定，同时分解车轮与地面之间的局部侧压力，有利于延长车轮的使用寿命。

优选的，在所述弹片上与所述接近开关相对应位置处设有对接槽，在所述对接槽内设有海绵层，所述对接槽用来卡装接近开关；所述弹片的自由端向上卷起形成钩角。对接槽对接近开关起到保护作用，防止杂物对接近开关的破坏，同时增加感应的精确性，防止对接近开关的误导；海绵层起到缓冲的作用对接近开关同样起到保护的作用。

优选的，所述导向杆包括弹簧和分别与所述弹簧的两端固定连接的第一导向杆、第二导向杆。在导向杆中添加弹簧使接近开关在受到向上的外力时起到一定的缓冲作用，避免外力过大对接近开关造成的损坏，延长接近开关的使用寿命。

优选的，所述伸缩架包括用于固定所述全景摄像头的固定板和设置在所述固定板底部两侧的导向件，以及设置在两个所述导向件之间的步进电机，所述步进电机的伸缩端与所述固定板的底部固定连接。

优选的，在所述固定板的两侧分别设有贯穿孔，所述导向件套装在所述贯穿孔内沿所述贯穿孔可活动连接。导向件沿贯穿孔上下移动，贯穿孔起到限位的作用，固定板由步进电机带动上下移动，从而增加了全景摄像头的取景范围，使全景摄像头覆盖的范围更广泛。

优选的，所述导向件为套筒式结构，包括固定设置在所述控制器上的第一套管和套装在所述第一套管内的第二套管，所述第二套管的顶部与所述固定板的底部固定连接。将导向件设计成套筒式可以实现全景摄像头的无死角拍摄，避免了导向件对其的遮挡，导向件始终位于固定板的下方。

在底板的前侧板上设有照明灯。用于照明，使机器人可以适应在黑暗环境内工作。

本实用新型的有益效果：通过设置平衡装置和支撑装置保证了机器人的稳定性，有效防止了机器人在不平地带行走时发生侧翻的情况；通过设置检测机构和距离传感器可以更加精确的控制平衡装置和支撑装置的高度，使其达到最佳的支撑和平衡的效果。通过设置机械臂和转台可以灵活的调节抓手的位置，方便各个方位物品的抓取；通过全景摄像头可以使后台人员实时了解机器人的活动范围和周边状况。

本实用新型稳定性强，不易发生侧翻，可实时监测存放箱内物品的个数，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是机器人底盘侧视图；

图3是a部局部放大图；

图4是b部局部放大图。

图中：1安装支架，2底板，3车轮，4距离传感器，5丝杆电机，6固定块，7万向轮，8伺服电机，9连接杆，10计数传感器，11滚轮，12支撑板，13连杆，14弹片，15第一导向杆，16支撑装置，17弹簧，18第二导向杆，19接近开关，20对接槽，21钩角，22转台，23第一连接臂，24第二连接臂，25第三连接臂，26液压缸，27存放箱，28控制器，29第一套管，30第二套管，31步进电机，32全景摄像头，33红外传感器，34照明灯。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种自动巡检机器人，包括机器人底盘和设置在所述机器人底盘上的机器人本体。所述机器人底盘包括安装支架1，分别设置在所述安装支架1四个角处的车轮3，以及固定安装在所述安装支架1上方用于安装机器人本体的底板2；在底板2的前侧板上设有照明灯34。车轮3的传动连接为现有设计，可由电机带动转动，这里不再重述。

所述机器人本体包括设置在所述底板2上的抓取装置、与所述抓取装置相匹配的存放箱27，以及设置在所述底板2上的控制器28，在所述控制器28上通过伸缩架设有全景摄像头32；在所述底板2的侧面上设有多个红外传感器33；在所述底板2下表面上位于所述车轮内侧前后两端位置处分别设有平衡装置，且在所述底板2底部两外侧的中间位置处分别设有支撑装置16；所述控制器28分别与所述抓取装置、全景摄像头32、平衡装置和支撑装置16电连接。

所述抓取装置包括设置在所述底板2上的转台22和通过机械臂与所述转台22铰接的抓手，在所述抓手的内部设有计数传感器10，抓手为现有设计，其控制方式均为现有常规方式。所述机械臂包括与所述转台22铰接的第一连接臂23，与所述第一连接臂23铰接的第二连接臂24，以及与所述第二连接臂24铰接的第三连接臂25；在所述转台22和第一连接臂23之间、所述第一连接臂23和第二连接臂24之间、第二连接臂24和第三连接臂25之间分别通过液压缸26连接。

所述平衡装置包括设在所述底板2下方的距离传感器4和平衡机构，且所述距离传感器4设置在所述平衡机构的前方；所述平衡机构包括竖直固定设在所述底板2下方的丝杆电机5、与所述丝杆电机5输出端连接的固定块6，以及设置在所述固定块6底部的万向轮7。

所述支撑装置16包括倾斜固定在所述底板2底部的伺服电机8、与所述伺服电机8的输出端连接的连接杆9，以及设置在所述连接杆9底部的滚轮11。

在所述连接杆9的底端还设有检测机构，所述检测机构底部所在平面高于所述滚轮11底部所在平面；所述检测机构包括固定设在所述连接杆9上的支撑板12和设置在所述支撑板12下方的按压机构和感应机构。所述感应机构包括通过导向杆与所述支撑板12固定连接的接近开关19；所述导向杆包括弹簧17和分别与所述弹簧17的两端固定连接的第一导向杆15、第二导向杆18。

所述按压机构包括固定安装在所述支撑板12底部的连杆13和设置在所述连杆13底端的弹片14，所述弹片14的自由端向上卷起形成钩角21。在所述弹片14上与所述接近开关19相对应位置处设有对接槽20，在所述对接槽20内设有海绵层，所述对接槽20用来卡装接近开关19；所述弹片14与接近开关19可接触式连接。

所述伸缩架包括用于固定所述全景摄像头32的固定板和设置在所述固定板底部两侧的导向件，以及设置在两个所述导向件之间的步进电机31，所述步进电机31的伸缩端与所述固定板的底部固定连接。在所述固定板的两侧分别设有贯穿孔，所述导向件套装在所述贯穿孔内沿所述贯穿孔可活动连接。

所述控制器28分别与所述夹取装置、全景摄像头32、步进电机31、红外传感器33、接近开关19、转台22、丝杆电机5、距离传感器4、液压缸26、伺服电机8电连接。

实施例2

如图1-4所示，一种自动巡检机器人，与实施例1相比本实施例的不同之处在于导向件的结构不同，具体为：所述导向件为套筒式结构，包括固定设置在所述控制器28上的第一套管29和套装在所述第一套管29内的第二套管30，所述第二套管30的顶部与所述固定板的底部固定连接。在步进电机31的带动下第一套管29沿第二套管30上下移动，该结构的导向件始终位于固定板14的下方，确保全景摄像头32不被遮挡，保证拍摄效果。

控制器28、全景摄像头32、步进电机31、红外传感器33、接近开关19、丝杆电机5、距离传感器4、液压缸26、伺服电机8、转台22、抓手、液压缸26等如无特别说明均为常规设计，控制器28与其之间的连接方式、控制方式均为常规方式。

本实用新型的工作原理：如该机器人在高尔夫球场捡球时，在机器人移动的过程中红外线传感器对周围环境进行检测，当检测到高尔夫球时，控制器28控制机械臂和转台22调节抓手的位置使抓手可以准确的对检测到的球体进行抓取，然后将抓取到的球体放置到存放箱27内，同时在球体与抓手接触时接近开关19进行计数，以记录存放箱27内球体的数量。机器人在行走过程中通过平衡装置和支撑装置16的相互调节配合使机器人始终处于平稳的状态，有效避免机器人发生侧翻。全景摄像头32用来对侦查地区进行全方位的记录，通过控制步进电来调节全景摄像头32的位置高度，避免出现拍摄死角。照明灯34用于在黑暗环境中进行照明。

本实用新型底盘防侧翻的操作方法：在机器人工作时，机器人本体随机器人底盘一起移动的过程中，距离检测仪用来检测底板2与地面之间的距离，并将相应的数据传输给控制器，并与控制器内设定的数值范围进行比较，当数值大于设定值时机器人会向其内部发生侧翻，这时丝杆电机5启动带动万向轮7向下移动至与地面接触，此时万向轮7临时代替相应的车轮移动，保持这个机器人的稳定；在检测数值位于设定数值范围内时丝杆电机5带动万向轮7上移，车轮继续向前移动。当检测数值小于设定值时，伺服电机8启动带动连接杆9向下移动，当接近开关19与弹片14上的对接槽20接触时，接近开关19将相关信号传输给控制器，控制器控制伺服电机8停止移动，滚轮11与地面接触与履带系统3一起移动，有效保证机器人的稳定；当接近开关19与弹片14分离时，且检测数值不大于设定值时，控制器控制伺服电机8回缩，滚轮11上移。通过支撑装置16和平衡装置的配合作用使机器人在工作过程中始终保持平稳状态，避免了机器人侧翻的情况。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除