[实用新型]一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统

权利要求书

1.一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：包括集成式超声传感器阵列、云台、升降减振平台及轮式机器人平台；

所述集成式超声传感器阵列包括超声传感器阵列、高清摄像头、照明灯和姿态信息感知模块；所述超声传感器阵列能够接收超声信号；所述高清摄像头以及照明灯能够对靠近超声源的区域进行拍照；所述姿态信息感知模块能够获取超声传感器阵列的方位、俯仰和横滚三个自由度的旋转姿态；

所述集成式超声传感器阵列安装在云台上，所述云台能够实现集成式超声传感器阵列在方位、俯仰和横滚三个自由度的旋转运动；

所述云台安装在升降减振平台上，所述升降减振平台能够实现云台高度方向的移动，并隔离轮式机器人平台的颠簸振动；

所述轮式机器人平台包括主体支架、激光雷达、控制模块、无线收发模块和轮式运动机构；所述升降减振平台、控制模块、无线收发模块和激光雷达安装在主体支架上；所述激光雷达用于感知周围环境，并将数据发送给控制模块；所述控制模块能够根据预置的室内工业环境巡检路线控制运动机构实现轮式机器人平台运动，并结合激光雷达数据，实现在发现超声源后的抵进运动；所述控制模块能够接收超声传感器阵列的信号，并对超声源进行定位，将定位数据、拍摄照片、轮式机器人平台拍照时在室内工业环境中所处的位置发送给监控中心。

2.根据权利要求1所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述主体支架采用多层多孔板在高度方向上利用双头螺柱拼接组成。

3.根据权利要求1所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述轮式运动机构采用带有里程计的步进驱动电机及单独控制的塑胶车轮。

4.根据权利要求1所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述无线收发模块采用WI-FI、Zigbee、蓝牙、UWB、GPRS或CDMA通信模式。

5.根据权利要求2所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述升降减振平台包括蜗轮螺杆升降机构和斜拉式弹簧减振机构；

所述蜗轮螺杆升降机构包括升降螺杆、升降蜗轮、升降蜗轮安装支座和升降蜗轮驱动电机；所述升降蜗轮驱动电机以及升降蜗轮安装支座安装在所述主体支架中部的多孔板上；所述升降蜗轮安装在升降蜗轮安装支座内；沿高度方向布置的所述升降螺杆通过外螺纹与带有内螺纹的升降蜗轮旋合，所述升降螺杆顶部与所述主体支架顶部的多孔板固定连接，通过所述升降蜗轮驱动电机驱动升降蜗轮转动，能够带动所述升降螺杆沿轴向运动，使所述主体支架顶部的多孔板沿高度方向移动；

所述斜拉式弹簧减振机构包括减振台以及带有导柱的空气阻尼减振弹簧；所述减振台的四角分别与一根带有导柱的空气阻尼减振弹簧一端连接，带有导柱的空气阻尼减振弹簧另一端连接固定在顶部多孔板上的立柱顶端。

6.根据权利要求5所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述云台包括俯仰支架、俯仰步进电机、横滚机械臂、横滚步进电机、左右旋转机械臂以及左右旋转步进电机；所述俯仰支架安装在集成式超声传感器阵列背面，并与俯仰步进电机通过销轴连接，通过俯仰步进电机驱动俯仰支架，实现集成式超声传感器阵列的俯仰运动；所述横滚机械臂一端与俯仰步进电机固定连接，另一端与横滚步进电机通过销轴连接，通过横滚步进电机驱动横滚机械臂，实现集成式超声传感器阵列的横滚运动；所述左右旋转机械臂一端与横滚步进电机固定连接，另一端与左右旋转步进电机通过销轴连接，通过左右旋转步进电机驱动左右旋转机械臂，实现集成式超声传感器阵列的方位运动；所述左右旋转步进电机固定安装在所述减振台上。

7.根据权利要求1所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述集成式超声传感器阵列的安装板为防潮多孔板，超声传感器阵列、高清摄像头、照明灯和姿态信息感知模块集成固定在防潮多孔板上。

8.根据权利要求1所述一种用于室内工业环境超声检测的巡检机器人系统，其特征在于：所述超声传感器阵列采用平面最优随机阵列。