一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人及救援方法

文档序号:160944 发布日期:2021-10-29 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人及救援方法 (Rescue robot and rescue method for comprehensive pipe rack rail-mounted robot ) 是由 陈荣顺 朱丹 耿明 张�浩 殷勤 罗存喜 邱绍峰 周明翔 游鹏辉 刘辉 张俊岭 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人和故障机器人均为综合管廊挂轨式机器人,行走于管廊内的轨道,其特征在于:沿轨道依次间隔设有多个RFID射频标签,故障机器人载有射频标签识别器,用于经过RFID射频标签时反馈其位置;救援机器人包括安装在救援机器人本体上的障碍物识别装置、测距装置、防撞缓接装置、拖拽装置;障碍物识别装置检测前方是否存在故障机器人,测距装置测量救援机器人与故障机器人的距离,防撞缓接装置用于缓冲和粗对接,拖拽装置用于将救援机器人拖回。挂轨式机器人在管廊内发生故障后,挂轨式救援机器人将故障机器人拖拽出故障地点,避免机器人故障导致对管廊的巡检效率的影响。(The invention discloses a rescue robot of a comprehensive pipe rack rail-mounted robot, wherein the rescue robot and a fault robot are both comprehensive pipe rack rail-mounted robots and run on rails in a pipe rack, and the rescue robot is characterized in that: a plurality of RFID radio frequency tags are arranged at intervals along the track in sequence, and the fault robot is provided with a radio frequency tag identifier for feeding back the position of the fault robot when the fault robot passes through the RFID radio frequency tags; the rescue robot comprises an obstacle identification device, a distance measuring device, an anti-collision slow-connection device and a dragging device which are arranged on a rescue robot body; obstacle recognition device detects the place ahead and whether has trouble robot, and range unit measures rescue robot and trouble robot&#39;s distance, and anticollision buffer device is used for buffering and thick butt joint, drags the device and is used for dragging rescue robot back. Hang rail formula robot and break down the back in the piping lane, hang rail formula rescue robot and pull out trouble place with trouble robot, avoid the robot trouble to lead to the influence of efficiency of patrolling and examining to the piping lane.)

一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人及救援方法

技术领域

本发明属于综合管廊挂轨式机器人救援领域,具体涉及一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人及救援方法。

背景技术

随着城市的发展,地下综合管廊的应用越来越多。综合管廊内部线路众多且环境复杂,现利用管廊机械人代替人工实现检修功能。

管廊挂轨式机器人为其中一种常用的巡检机器人。随着机器人的频繁使用,一旦机器人在巡检过程中发生故障,第一,会影响管廊的巡检效率;第二,如何将故障的机器人拖拽出管廊也变成一个难题。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种,本发明提供了一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,挂轨式机器人在管廊内发生故障后,挂轨式救援机器人将故障机器人拖拽出故障地点,避免机器人故障导致对管廊的巡检效率的影响。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人和故障机器人均为综合管廊挂轨式机器人,行走于管廊内的轨道,其特征在于:

沿轨道依次间隔设有多个RFID射频标签,所述故障机器人载有射频标签识别器,用于经过所述RFID射频标签时反馈其位置;

所述救援机器人包括安装在救援机器人本体上的障碍物识别装置、测距装置、防撞缓接装置、拖拽装置;

所述障碍物识别装置检测前方是否存在故障机器人,所述测距装置测量救援机器人与故障机器人的距离,所述防撞缓接装置用于缓冲和粗对接,所述拖拽装置用于将救援机器人拖回。

优选地,所述障碍物识别装置采用图像识别装置。

优选地,所述图像识别装置安装在救援机器人本体的前端。

优选地,所述测距装置采用红外测距装置。

优选地,所述红外测距装置安装在救援机器人本体的前端。

优选地,所述防撞缓接装置包括电磁弹簧,安装在救援机器人本体的前端;

在第一状态下,所述电磁弹簧保持收回状态;所述第一状态为所述障碍物识别装置检测到前方没有故障机器人;

在第二状态下,所述电磁弹簧伸出;所述第二状态为所述障碍物识别装置检测到前方有故障机器人。

优选地,所述防撞缓接装置还包括电磁铁,安装在所述电磁弹簧的前端;

在所述第一状态下,所述电磁铁不通电;

在所述第二状态下,所述电磁铁通电,用于吸附故障机器人。

优选地,所述拖拽装置采用机械臂。

优选地,所述机械臂的前端具有吸盘。

为实现上述目的,按照本发明的另一个方面,还提供了一种如前所述的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人的救援方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、当救援机器人收到管廊内有故障机器人的指令时,进入管廊环境准备救援;

S2、故障地点区间和里程估算:

根据故障机器人最后一次经过的RFID射频标签以及相邻的未经过的RFID射频标签所反馈的区间,确定为故障区间,初步估算救援机器人距离故障机器人的里程;

S3、根据里程,确定救援机器人驶向故障区间的速度;

S4、在驶向故障区间的过程中,根据障碍物识别装置检测前方是否存在故障机器人,确定救援机器人是否进行减速操作;若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则救援机器人进行减速,反之不减速、甚至加速;

S5、若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则同时开启测距装置,测量救援机器人与故障机器人的距离;

S6、若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则同时伸出防撞缓接装置包括的电磁弹簧;

S7、当测距装置所测距离,达到防撞缓接装置包括的电磁铁的吸附范围内,则电磁铁通电,救援机器人的电磁铁产生电磁吸附力与故障机器人的磁铁相互吸引,两台机器人前后吸附紧贴;

S8、救援机器人伸出拖拽装置,抓住救援机器人,将其拖回;具体地,救援机器人伸出救援用的机械臂,通过机械臂上的吸盘将故障机器人吸附挟紧,拖拽出管廊。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:

1、本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,挂轨式机器人在管廊内发生故障后,挂轨式救援机器人将故障机器人拖拽出故障地点,避免机器人故障导致对管廊的巡检效率的影响。

2、本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,管廊机器人的轨道线路上设置RFID射频标签,能够根据射频标签信息初步确定故障机器人的故障地点(粗定位)。

3、本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人通过图像识别结合红外测距,判断是否存在故障机器人及测量距离(精定位)。

4、本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人设有电磁铁,电磁铁通电后带有电磁吸附能力,将故障机器人吸附住,故障机器人上同时设有电磁铁或永磁铁装置,为配套的特定被吸附对象。

5、本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,挂轨式救援机器人两侧均带有机械臂,机械臂上带有吸盘;通过机械臂上的吸盘吸附住故障机器人,拖拽离开综合管廊现场。

附图说明

图1是本发明实施例的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人的侧视示意图;

图2是本发明实施例的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人的前视示意图;

图3是本发明实施例的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人在救援接近过程中的示意图;

图4是本发明实施例的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人在救援拖拽时的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式,如图1-4所示,本发明提供一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人和故障机器人均为综合管廊挂轨式机器人,行走于管廊内的轨道。救援机器人运行能够实现变频调速功能。

如图3所示,沿轨道依次间隔设有多个RFID射频标签5,所述故障机器人载有射频标签识别器,用于经过所述RFID射频标签时反馈其位置。

如图1-2所示,所述救援机器人包括安装在救援机器人本体1上的障碍物识别装置、测距装置、防撞缓接装置、拖拽装置。

所述障碍物识别装置检测前方是否存在障碍物,并通过识别机器人上的反光标识,分辨是故障机器人还是其他障碍物,所述测距装置测量救援机器人与故障机器人或其他障碍物的距离,所述防撞缓接装置用于缓冲和粗对接,所述拖拽装置用于将救援机器人拖回。

如图2所示,优选地,所述障碍物识别装置采用图像识别装置4。优选地,所述图像识别装置4安装在救援机器人本体1的前端下方、处于中间位置。

如图2所示,优选地,所述测距装置采用红外测距装置7。优选地,所述红外测距装置7安装在救援机器人本体1的前端中部两侧。根据距离的远近,救援机器人调整行进的速度。

优选地,所述防撞缓接装置包括电磁弹簧2,安装在救援机器人本体1的前端;在第一状态下,所述电磁弹簧2不弹出保持收回状态;所述第一状态为所述障碍物识别装置检测到前方没有故障机器人;在第二状态下,所述电磁弹簧2伸出,起到缓冲作用,保护机器人;所述第二状态为所述障碍物识别装置检测到前方有故障机器人。

优选地,所述防撞缓接装置还包括电磁铁3,安装在所述电磁弹簧2的前端;在所述第一状态下,所述电磁铁3不通电;在所述第二状态下,所述电磁铁3通电,用于吸附故障机器人。

优选地,所述拖拽装置采用机械臂6。优选地,所述机械臂6的前端具有吸盘61,如图4所示。

如图3-4所示,本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人的救援方法,包括如下步骤:

S1、当救援机器人收到管廊内有故障机器人的指令时,进入管廊环境准备救援;

S2、故障地点区间和里程估算:

根据故障机器人最后一次经过的RFID射频标签以及相邻的未经过的RFID射频标签所反馈的区间,确定为故障区间,初步估算救援机器人距离故障机器人的里程;

S3、根据里程,确定救援机器人驶向故障区间的速度;

S4、在驶向故障区间的过程中,根据障碍物识别装置检测前方是否存在故障机器人,确定救援机器人是否进行减速操作;若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则救援机器人进行减速,反之不减速、甚至加速,即前期以较快速度安全靠近,并在检测到目前时安全减速缓行;

S5、若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则同时开启测距装置,测量救援机器人与故障机器人的距离;

S6、若障碍物识别装置检测前方存在故障机器人,则同时伸出防撞缓接装置包括的电磁弹簧2;

S7、当测距装置所测距离,达到防撞缓接装置包括的电磁铁3的吸附范围内,则电磁铁3通电,救援机器人的电磁铁产生电磁吸附力与故障机器人后方的永磁铁8相互吸引,两台机器人前后吸附紧贴;救援机器人的后端也设有永磁体8,以便自身被其他救援机器人救援;

S8、救援机器人伸出拖拽装置,抓住救援机器人,将其拖回;具体地,救援机器人伸出救援用的机械臂6,通过机械臂6上的吸盘61将故障机器人吸附挟紧,拖拽出管廊。

综上所述,与现有技术相比,本发明的方案具有如下显著特点和优势:

本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,挂轨式机器人在管廊内发生故障后,挂轨式救援机器人将故障机器人拖拽出故障地点,避免机器人故障导致对管廊的巡检效率的影响。

本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,管廊机器人的轨道线路上设置RFID射频标签,能够根据射频标签信息初步确定故障机器人的故障地点(粗定位)。

本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人通过图像识别结合红外测距,判断是否存在故障机器人及测量距离(精定位)。

本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,救援机器人设有电磁铁,电磁铁通电后带有电磁吸附能力,将故障机器人吸附住,故障机器人上同时设有电磁铁或永磁铁装置,为配套的特定被吸附对象。

本发明的综合管廊挂轨式机器人的救援机器人,挂轨式救援机器人两侧均带有机械臂,机械臂上带有吸盘;通过机械臂上的吸盘吸附住故障机器人,拖拽离开综合管廊现场。

可以理解的是,以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,既可以位于一个地方,或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。

另外,本领域内的技术人员应当理解的是,在本发明实施例的申请文件中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中,说明了大量具体细节。然而应当理解的是,本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。类似地,应当理解,为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中,本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明,本领域的技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

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