信通機房巡檢機器人系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，包括巡檢機器人本體，所述巡檢機器人本體包括：移動平臺，所述移動平臺上設(shè)有六自由度機械臂，所述六自由度機械臂上分別設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元；控制單元，被配置為接收數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元采集的數(shù)據(jù)，并傳送至監(jiān)控后臺；自動導(dǎo)航單元，被配置為帶動移動平臺沿設(shè)定的導(dǎo)引路徑行駛。本發(fā)明專利技術(shù)采用AGV小車與地面鋪設(shè)的色帶進行自動導(dǎo)航，利用六自由度機械臂而不是直動式與云臺的結(jié)構(gòu)來安裝各種傳感器，避免了云臺靈活性不足而引起的某些邊角處不能檢測的問題，使巡檢機器人能夠?qū)崿F(xiàn)無死角地對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測。

Inspection robot system of communication room

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
信通機房巡檢機器人系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及巡檢機器人
，尤其涉及一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
本部分的陳述僅僅是提供了與本專利技術(shù)相關(guān)的
技術(shù)介紹
信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。在信息化社會，生產(chǎn)生活自動化程度不斷提高，信息機房越來越體現(xiàn)出自己的作用。為了保證信息機房內(nèi)各種設(shè)備的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，從而使通信系統(tǒng)保持暢通，需要機房環(huán)境滿足溫濕度、潔凈度、防漏、電源質(zhì)量、防雷、電磁場強度、屏蔽、接地和安全保衛(wèi)等方面的要求。目前信息機房的通信設(shè)備數(shù)量不斷增多，隨之而來的是機房巡檢工作的要求大幅度提高。目前很多信息機房仍采用人工巡檢的方式，但一般信息機房都是24h無間斷工作，很多系統(tǒng)并不能做到每個機房安排專人全天值守，這就存在巡檢質(zhì)量分散，隱患發(fā)現(xiàn)不及時等缺點。為了避免這些問題，迫切需要部署功能完備的監(jiān)控系統(tǒng)，來確保機房的安全可靠運行。現(xiàn)有技術(shù)公開的機房內(nèi)巡檢機器人系統(tǒng)采用直動式與云臺的結(jié)構(gòu)來安裝各種傳感器，這種結(jié)構(gòu)只能夠通過云臺的升降和轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)對于信息機房設(shè)備的巡檢，可能會導(dǎo)致某些邊角處不能檢測的問題，無法實現(xiàn)無死角地對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述問題，本專利技術(shù)提出了一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，利用六自由度機械臂來安裝各種傳感器，使巡檢機器人能夠?qū)崿F(xiàn)無死角地對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測。在一些實施方式中，采用如下技術(shù)方案：一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，包括巡檢機器人本體，所述巡檢機器人本體包括：移動平臺，所述移動平臺上設(shè)有六自由度機械臂，所述六自由度機械臂上分別設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元；控制單元，被配置為接收數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元采集的數(shù)據(jù)，并傳送至監(jiān)控后臺；自動導(dǎo)航單元，被配置為帶動移動平臺沿設(shè)定的導(dǎo)引路徑行駛。作為進一步地改進，還包括：充電單元，用于為巡檢機器人本體進行充電；所述充電單元包括無線通信子單元，所述無線通信子單元與巡檢機器人本體進行通信，在機器人回到充電房時通過控制器使整個充電系統(tǒng)做好充電準(zhǔn)備進行充電工作。作為進一步地改進，所述六自由度機械臂通過各個關(guān)節(jié)處安裝的驅(qū)動電機為其提供設(shè)定的關(guān)節(jié)驅(qū)動角度，使機械臂末端工作點到達預(yù)先設(shè)定的位置；所述關(guān)節(jié)驅(qū)動角度通過逆向運學(xué)分析求解獲得。作為進一步地改進，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：設(shè)置在六自由度機械臂上的氣體傳感器、噪聲傳感器、溫濕度傳感器和漏水監(jiān)測儀。作為進一步地改進，所述圖像采集單元包括設(shè)置在六自由度機械臂末端的雙目攝像頭。作為進一步地改進，采用四輪差速驅(qū)動方式實現(xiàn)移動平臺的移動。作為進一步地改進，所述自動導(dǎo)航單元為電磁導(dǎo)航或光學(xué)導(dǎo)航裝置，所述導(dǎo)引路徑上設(shè)有與電磁導(dǎo)航或光學(xué)導(dǎo)航裝置相匹配的軌道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：采用AGV小車與地面鋪設(shè)的色帶進行自動導(dǎo)航，利用六自由度機械臂而不是直動式與云臺的結(jié)構(gòu)來安裝各種傳感器，避免了云臺靈活性不足而引起的某些邊角處不能檢測的問題，使巡檢機器人能夠?qū)崿F(xiàn)無死角地對設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)測。機器人由四個獨立的麥克納姆輪驅(qū)動，以實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)彎。能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)對機械臂的軌跡規(guī)劃與控制，定位精度可以達到±1cm的要求。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例一中巡檢機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本專利技術(shù)使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬
的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。實施例一在一個或多個實施例中，公開了一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，如圖1所示，包括:巡檢機器人本體、無線傳輸單元、監(jiān)控后臺和充電單元；巡檢機器人本體與監(jiān)控后臺通過無線傳輸單元進行通信，將采集到的檢測信號傳送至監(jiān)控后臺；巡檢機器人本體與充電單元進行通信，充電單元可以及時獲取巡檢機器人的充電狀態(tài)。巡檢機器人本體包括輪式移動平臺，以及設(shè)置在輪式移動平臺上的六自由度機械臂；在六自由度機械臂上設(shè)有各種傳感器，包括：氣體傳感器、噪聲傳感器、溫濕度傳感器、漏水監(jiān)測儀等傳感器；機械臂末端設(shè)置可見光攝像機及紅外熱像儀；分別用于采集圖像和溫度信息；移動底盤上分別設(shè)有SICK激光雷達、超聲波避障模塊、聲光報警器和3D顯示屏。信通機房的巡檢對車體的尺寸以及轉(zhuǎn)向靈活度有要求的同時，又要求移動機構(gòu)能夠承受較大的負(fù)載以負(fù)擔(dān)機器人主體結(jié)構(gòu)。本實施例選取四輪差速驅(qū)動方式作為輪式移動平臺的驅(qū)動方式。由于普通橡膠輪在進行原地轉(zhuǎn)向時車輪與地面之間的摩擦為滑動摩擦，影響移動平臺的轉(zhuǎn)向精度與靈活性，而麥克納姆輪主要由輪轂和具有特殊輪廓曲線的滾子組成，滾子軸線與輪轂軸線成45°角，且滾子可沿各自軸線自由旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)輪式移動平臺的全方位移動，且車輪與地面之間的摩擦力為滾動摩擦，轉(zhuǎn)向更為靈活。本實施方式中選取麥克納姆輪作為輪式移動平臺的車輪。在輪式移動平臺上設(shè)有自動導(dǎo)航單元，自動導(dǎo)航單元為設(shè)置在輪式移動平臺上的電磁導(dǎo)航或光學(xué)導(dǎo)航裝置，導(dǎo)引路徑上設(shè)有與電磁導(dǎo)航或光學(xué)導(dǎo)航裝置相匹配的軌道，使得輪式移動平臺能夠沿著導(dǎo)引路徑自動移動，形成AGV小車的結(jié)構(gòu)形式。巡檢機器人本體還包括控制單元，控制單元與各種傳感器以及雙目攝像頭連接，將接收到的巡檢數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控后臺。另外，控制單元還能夠通過控制機械臂關(guān)節(jié)處的電機給關(guān)節(jié)處施加一定的驅(qū)動角度，以使機械臂末端工作點到達預(yù)先設(shè)定的位置。驅(qū)動角度的確定可以通過逆向運動學(xué)分析求解獲得的。信通機房巡檢機器人系統(tǒng)的充電單元即充電房，由充電座、無線通信系統(tǒng)等組成。在巡檢機器人電量不足或巡檢任務(wù)完成時，機器人自動回到充電房進行充電。充電單元可以通過無線通信系統(tǒng)與巡檢機器人和監(jiān)控后臺通信，在機器人回到充電房時通過控制單元使整個充電系統(tǒng)做好充電準(zhǔn)備進行充電工作。1、機械臂正向運動學(xué)分析六自由度機械臂為多關(guān)節(jié)機械臂，每個關(guān)節(jié)由伺服電機驅(qū)動，要想實現(xiàn)對機械臂的控制，首先要對其進行運動學(xué)建模，目前常用的機械臂運動模型構(gòu)建方法為D-H法。利用D-H法進行機械臂的建模，首先要在各關(guān)節(jié)處分別進行坐標(biāo)系的構(gòu)建；Hi-1，Hi，Hi+1分別代表三個相鄰關(guān)節(jié)的軸線，di為xi和xi+1兩軸在軸線方向上的距離，θi表示連桿i+1繞關(guān)節(jié)i的轉(zhuǎn)動角度，αi為關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)角，表示相鄰兩關(guān)節(jié)軸線的夾角。由一個關(guān)節(jié)的運動推算下一關(guān)節(jié)的運動，需要構(gòu)建相鄰兩關(guān)節(jié)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，D-H法中由關(guān)節(jié)坐標(biāo)系Bi變換到關(guān)節(jié)坐標(biāo)系Bi-1的轉(zhuǎn)換矩陣如下：利用D-H法來計算機械臂末端軌跡還需要知道機械臂的D-H參數(shù)。機械臂關(guān)節(jié)D-H參數(shù)如表1所示本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，包括巡檢機器人本體，其特征在于，所述巡檢機器人本體包括：/n移動平臺，所述移動平臺上設(shè)有六自由度機械臂，所述六自由度機械臂上分別設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元；/n控制單元，被配置為接收數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元采集的數(shù)據(jù)，并傳送至監(jiān)控后臺；/n自動導(dǎo)航單元，被配置為帶動移動平臺沿設(shè)定的導(dǎo)引路徑行駛。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，包括巡檢機器人本體，其特征在于，所述巡檢機器人本體包括：
移動平臺，所述移動平臺上設(shè)有六自由度機械臂，所述六自由度機械臂上分別設(shè)有數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元；
控制單元，被配置為接收數(shù)據(jù)采集單元和圖像采集單元采集的數(shù)據(jù)，并傳送至監(jiān)控后臺；
自動導(dǎo)航單元，被配置為帶動移動平臺沿設(shè)定的導(dǎo)引路徑行駛。


2.如權(quán)利要求1所述的一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，其特征在于，還包括：充電單元，用于為巡檢機器人本體進行充電；所述充電單元包括無線通信子單元，所述無線通信子單元與巡檢機器人本體進行通信，在機器人回到充電房時通過控制器使整個充電系統(tǒng)做好充電準(zhǔn)備進行充電工作。


3.如權(quán)利要求1所述的一種信通機房巡檢機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述六自由度機械臂通過各個關(guān)節(jié)處安裝的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李冬，劉蔭，殷齊林，韓圣亞，張悅，劉子雁，朱韶松，鄭海杰，湯耀庭，馬領(lǐng)，楊冠群，郭小燕，孟令震，李希智，王亮，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司，國網(wǎng)智能科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37