电缆沟巡查机器人_电缆沟道巡检机器人的制作方法

本实用新型涉电缆沟道巡检技术&＃xff0c;尤其是一种电缆沟道巡检机器人。

背景技术&＃xff1a;

众所周知的&＃xff1a;现有的电缆沟道巡检方式为人工巡检&＃xff0c;人工巡检需要携带大量的检测工具&＃xff0c;同时电缆沟道中充满着一些危险气体&＃xff0c;贸然进入电缆沟道中容易出现意外情况。并且电缆管道发生短路时&＃xff0c;检修人员无法第一时间逃离沟道。

技术实现要素&＃xff1a;

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够通过机械人实现电缆沟道检测&＃xff0c;提高巡检效率&＃xff0c;提高沟道巡检安全性和准确性的电缆沟道巡检机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是&＃xff1a;电缆沟道巡检机器人&＃xff0c;包括电机驱动的履带式小车&＃xff1b;所述履带式小车上设置有无线通讯装置、蓄电池、摄像头云台、co传感器、烟雾传感器以及主控板&＃xff1b;

所述履带式小车的前端设置有灯珠&＃xff1b;所述摄像头云台上设置有摄像头&＃xff1b;所述所述履带式小车的前端设置有机械臂&＃xff1b;所述机械臂上设置有红外线温度传感器&＃xff1b;

所述履带式小车的驱动电机、机械臂的驱动舵机、灯珠、co感器、烟雾传感器以及红外线温度传感器均分别与主控板电连接&＃xff1b;所述无线通讯装置与主控板通讯连接&＃xff1b;所述蓄电池为设备提供电源。

优选的&＃xff0c;所述无线通讯装置采用wifi传输模块。

优选的&＃xff0c;所述机械臂采用六自由度机械臂。

优选的&＃xff0c;所述主控板包括mega2560芯片、l298p芯片&＃xff1b;所述l298p芯片与mega2560芯片的输入端电连接&＃xff1b;

所述履带式小车的驱动电机与l298p芯片电连接&＃xff1b;所述wifi传输模块与mega2560芯片电连接&＃xff1b;

所述co传感器、烟雾传感器以及红外线温度传感器分别与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述摄像头云台与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述机械臂的驱动舵机分别与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述灯珠与mega2560芯片电连接。

优选的&＃xff0c;所述烟雾传感器采用mq-2。

优选的&＃xff0c;所述co传感器采用mq-7。

优选的&＃xff0c;所述红外线温度传感器采用mlx90614。

进一步的&＃xff0c;所述机械臂的前端设置有机械爪。

本实用新型的有益效果是&＃xff1a;本实用新型所述的电缆沟道巡检机器人针对目前的电缆沟道巡检的缺陷&＃xff0c;将机器人应用于电缆沟道之中&＃xff0c;用红外温度传感器来检测电缆管道&＃xff0c;并通过wi-fi传输到电脑中。并且能够通过控制机械臂和摄像头云台的转动&＃xff0c;来控制机械臂的夹取和转动&＃xff0c;能完成简单的维修工作&＃xff1b;其次&＃xff0c;摄像头云台的转动能够增大摄像头拍摄的范围&＃xff1b;再次&＃xff0c;履带式的底盘能够应付任何复杂的地面&＃xff1b;最后&＃xff0c;机器人还能深入一些人工无法巡检到的地方。

因此&＃xff0c;本实用新型所述的电缆沟道巡检机器人能够通过机械人实现电缆沟道检测&＃xff0c;提高巡检效率&＃xff0c;提高沟道巡检安全性和准确性&＃xff0c;同时避免人工巡检存在的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例中电缆沟道巡检机器人的主视图&＃xff1b;

图2是本实用新型实施例中电缆沟道巡检机器人的俯视图&＃xff1b;

图3是本实用新型实施例中控制系统的框图&＃xff1b;

图4是本实用新型实施例中主控板的电路图&＃xff1b;

图中标示&＃xff1a;1-履带式小车&＃xff0c;2-无线通讯装置&＃xff0c;3-蓄电池&＃xff0c;4-摄像头云台&＃xff0c;5-摄像头&＃xff0c;6-主控板&＃xff0c;7-烟雾传感器&＃xff0c;8-co传感器&＃xff0c;9-机械臂&＃xff0c;10-灯珠&＃xff0c;11-红外线温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图4所示&＃xff0c;本实用新型所述的一种电缆沟道巡检机器人&＃xff0c;包括电机驱动的履带式小车1&＃xff1b;所述履带式小车1上设置有无线通讯装置2、蓄电池3、摄像头云台4、co传感器8、烟雾传感器7以及主控板6&＃xff1b;

所述履带式小车1的前端设置有灯珠10&＃xff1b;所述摄像头云台4上设置有摄像头5&＃xff1b;所述所述履带式小车1的前端设置有机械臂9&＃xff1b;所述机械臂9上设置有红外线温度传感器11&＃xff1b;

所述履带式小车1的驱动电机、机械臂9的驱动舵机、灯珠10、co传感器8、烟雾传感器7以及红外线温度传感器11均分别与主控板6电连接&＃xff1b;所述无线通讯装置2与主控板6通讯连接&＃xff1b;所述蓄电池3为设备提供电源。

具体的&＃xff0c;所述无线通讯装置2采用wifi传输模块。所述机械臂9采用六自由度机械臂。所述主控板6包括mega2560芯片、l298p芯片&＃xff1b;所述l298p芯片与mega2560芯片的输入端电连接&＃xff1b;

所述履带式小车1的驱动电机与l298p芯片电连接&＃xff1b;所述wifi传输模块与mega2560芯片电连接&＃xff1b;

所述co传感器8、烟雾传感器7以及红外线温度传感器11分别与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述摄像头云台4与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述机械臂9的驱动舵机分别与mega2560芯片电连接&＃xff1b;所述灯珠10与mega2560芯片电连接。所述烟雾传感器7采用mq-2。所述co传感器采用mq-7。所述红外线温度传感器11采用mlx90614。所述机械臂9的前端设置有机械爪。

在应用过程中&＃xff1a;本实用新型所述的电缆沟道巡检机器人主要以电缆沟道巡检机器人为研究对象&＃xff0c;将机器人分成两个部分&＃xff0c;其中履带式小车、机械臂和摄像头云台这些需要电机驱动的为一个部分&＃xff0c;这部分通过上位机控制&＃xff1b;另一部分由非接触式温度传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器和摄像头这些检测装置组成&＃xff0c;这部分检测到的数据通过无线传输到上位机进行处理。其中上位机一般采用电脑。电脑通过无线通讯模块2与主控板6实现通讯连接。

这两个部分的控制管理&＃xff0c;包括以下几个单元&＃xff1a;

1、履带式小车&＃xff1a;为机器人的搭载各个模块提供平台&＃xff0c;同时也是机器人最主要的驱动模块&＃xff0c;通过控制履带式底盘来控制机器人的前进、后退及转向&＃xff1b;

2、机械臂9&＃xff1a;机械臂上搭载非接触式温度传感器。通过控制机械臂的移动来调整传感器的位置&＃xff0c;以便能够大范围的检测沟道内电缆的温度&＃xff1b;

3、摄像头云台4&＃xff1a;调整云台的旋转角度来增大摄像区域&＃xff0c;能够更加清楚的观测到环境情况&＃xff1b;

4、检测模块&＃xff1a;包括红外线温度传感器11、烟雾传感器7、温湿度传感器、一氧化碳传感器8和摄像头&＃xff0c;通过这些传感器检测到的沟道内环境数据和实时视频&＃xff0c;判断沟道环境是否适合维修人员下去检修&＃xff1b;

5、照明模块&＃xff1a;包括灯珠10&＃xff0c;由于沟道内环境黑暗&＃xff0c;为机器人的检修提供照明&＃xff1b;

6、无线模块2&＃xff1a;将检测到的数据通过无线传输到上位机(电脑)上显示&＃xff1b;

7、电源3模块&＃xff1a;为机器人的运行提供能源。

具体的&＃xff0c;所述红外线温度传感器11采用mlx90614。mlx90614是一款设计中常用的非接触式的红外温度传感器&＃xff0c;最主要的部分是一个红外探测热电堆芯片&＃xff0c;由这个芯片接收物体的红外辐射能量。接收到的数据在一片专门用来信号处理的芯片上处理。除此之外&＃xff0c;还有一个低噪声放大器、十七位的adc和dsp处理单元&＃xff0c;这几个元器件使得测量到的数据十分的精准&＃xff0c;误差较小。mlx90614应用了smbus和pwm两种数字输出方式&＃xff0c;出厂设定位smbus&＃xff0c;在无特殊设定情况下&＃xff0c;pwm位10位&＃xff0c;可测量-20℃—120℃温度范围&＃xff0c;解析度位0.14℃。

具体的&＃xff0c;所述co传感器8采用mq-7。mq-7这个型号的传感器是用高低温循环检测法检测空气中的一氧化碳的浓度。低温是用1.5v电压进行加热&＃xff0c;高温是用5.0v电压进行加热。检测空气中一氧化碳浓度时&＃xff0c;只需要用1.5v电压便可&＃xff0c;检测时&＃xff0c;传感器的电导率与空气中的一氧化碳浓度成正比&＃xff0c;浓度越高&＃xff0c;电导率越大。根据电导率的变化&＃xff0c;就能得知空气中的一氧化碳的含量。由于检测时&＃xff0c;传感器会吸附许多无用的气体&＃xff0c;这些气体会干扰正常的检测&＃xff0c;这就需要使用5.0v的电压对传感器进行加热处理&＃xff0c;将吸附的气体清洗掉&＃xff0c;清洗完以后开始下一次的低温检测气体浓度&＃xff0c;这样便能比较精确的检测出一氧化碳的浓度信息。

具体的&＃xff0c;所述烟雾传感器7采用mq-2&＃xff1b;mq-2型烟雾传感器的主要元件是一个n型半导体&＃xff0c;是由二氧化锡这种材料构成&＃xff0c;原因是二氧化锡在常规环境中电导率较低&＃xff0c;检测烟雾浓度时不会有太大的误差。用mq-2来采集空气中的烟雾浓度时&＃xff0c;是通过电导率的变化将烟雾信号转化为电信号&＃xff0c;根据传感器出厂时设置的信息&＃xff0c;电信号的强弱对应着各自的烟雾浓度信息。半导体的电导率与烟雾浓度成正比关系&＃xff0c;半导体的电导率随空气中烟雾浓度的增加而增大&＃xff0c;输出的模拟信号自然也随之增大[3]。mq-2型传感器许多种类的烟雾都很灵敏&＃xff0c;比如天然气之类的烟雾。除了灵敏度高以外&＃xff0c;还有抗干扰性高的优点&＃xff0c;可以减少其他存在刺激性但是不含烟雾成分的东西的干扰&＃xff0c;提高测量的精确程度。