[發(fā)明專利]一種軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910669771.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN110341749B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖曉暉;朱丹;高霄;張峻嶺;張浩;周明翔;湯自林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué);中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B61K9/10
• 分類號(hào): B61K9/10;B61D15/12;G06N5/04;G06T7/73;G06T7/00;G05D1/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明公開一種軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法。該系統(tǒng)模擬人類專家的控制知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的控制模塊,其通過搭載在巡檢平臺(tái)上的檢測(cè)模塊和定位模塊獲取軌道病害巡檢機(jī)器人在線的動(dòng)態(tài)信息，并反饋給控制模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)巡檢平臺(tái)做出相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，若達(dá)到預(yù)期行為目標(biāo)則繼續(xù)執(zhí)行接下來的巡檢任務(wù)；若未達(dá)到預(yù)期行為目標(biāo)，則根據(jù)檢測(cè)模塊和定位模塊獲得的信息對(duì)行為命令進(jìn)行重新規(guī)劃和執(zhí)行。本發(fā)明的軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能自主操作，提高了效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，軌道交通日趨完善，隨之而來的是數(shù)量巨大的軌道檢測(cè)、維護(hù)、保養(yǎng)等難題。目前已有的相關(guān)巡檢設(shè)備用于軌道的檢測(cè)，但是普遍使用的方式是人工巡檢和檢測(cè)設(shè)備相結(jié)合的方式，這種巡檢方式耗費(fèi)大量的人力物力，且存在人工漏巡、檢測(cè)效率低下等問題。

中國(guó)發(fā)明專利CN 105857341 A，一種智能鐵路軌道巡檢機(jī)器人，其特征在于：運(yùn)載小車；驅(qū)動(dòng)模塊，安裝在所述運(yùn)載小車底部用于驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)載小車在鐵路軌道上滑動(dòng)；控制器，嵌入在所述運(yùn)載小車內(nèi)部用于控制所述機(jī)器人的工作；機(jī)械臂1安裝有金屬探傷儀1、機(jī)械臂2 安裝有金屬探傷儀2、機(jī)械臂3，安裝有機(jī)械手、GPRS模塊、電源模塊、攝像監(jiān)測(cè)模塊分別耦接于所述控制器；垃圾回收箱，耦接于所述運(yùn)載小車。該發(fā)明能夠有效的縮短巡檢時(shí)間、降低巡檢誤差以及提高巡檢效率，不僅減輕了工作人員負(fù)擔(dān)而且有利于環(huán)保工作。但其更多的是對(duì)整個(gè)流程的概述，數(shù)據(jù)流的傳輸，對(duì)于自主控制還有欠缺。

中國(guó)實(shí)用新型專利CN 207603301 U，一種軌道智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，包括軌道機(jī)器人單元和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，所述軌道機(jī)器人單元和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)之間通過無線信號(hào)雙向連接，所述軌道機(jī)器人包括電動(dòng)滑軌和機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體的頂部和電動(dòng)滑軌滑動(dòng)連接，所述機(jī)器人本體的頂部設(shè)有與電動(dòng)滑軌對(duì)應(yīng)的移動(dòng)平臺(tái)，所述移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有揚(yáng)聲器，所述移動(dòng)平臺(tái)的底部設(shè)有升降裝置，所述升降裝置的底部固定連接有云臺(tái)，所述云臺(tái)內(nèi)設(shè)氣體傳感器、 SF傳感器、局方檢測(cè)儀、紅外熱感儀、可見光攝像機(jī)和數(shù)據(jù)處理芯片。該實(shí)用新型通過多處傳感器的設(shè)置，使裝置的巡檢范圍得到了加強(qiáng)，從而提升了機(jī)器人的巡檢效率，給集控中心的安全帶來了保障。類似的，該實(shí)用新型自主化不夠。

綜上所述，已經(jīng)有相關(guān)的巡檢機(jī)器人產(chǎn)品。但是其智能自主化還不夠，操作人員的工作量還是很大。所以一款能夠智能自主運(yùn)行的軌道巡檢機(jī)器人是目前軌道檢測(cè)行業(yè)需求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決傳統(tǒng)軌道巡檢方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、誤差大、效率低的技術(shù)問題，提出一種軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括

定位模塊：用于確定巡檢機(jī)器人在軌道上的相對(duì)位置；

驅(qū)動(dòng)模塊：用于驅(qū)動(dòng)巡檢機(jī)器人在軌道上前后運(yùn)動(dòng)；

檢測(cè)模塊：用于獲取軌道和隧道圖像信息、對(duì)隧道進(jìn)行三維重建和缺陷檢測(cè)、以及對(duì)軌道焊縫進(jìn)行檢測(cè)；

同時(shí)與定位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及檢測(cè)模塊連接的巡檢平臺(tái)；用于搭載各個(gè)模塊，作為整體支架；

同時(shí)與定位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及檢測(cè)模塊連接的控制模塊；用于規(guī)劃相應(yīng)的動(dòng)作序列，控制各模塊協(xié)調(diào)工作；

所述檢測(cè)模塊包括同時(shí)與控制模塊連接的攝像頭、激光雷達(dá)、超聲探頭，以及與驅(qū)動(dòng)模塊連接的光電編碼器；定位模塊包括同時(shí)與控制模塊通信的里程計(jì)和全站儀，驅(qū)動(dòng)模塊包括，下位機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流伺服電機(jī)；

在上述的一種軌道病害巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，所述控制模塊包括：

特征識(shí)別信息處理單元：用于特征信息匹配，確定障礙物或被巡檢設(shè)備的類型，并將結(jié)果推送給推理機(jī)；

推理機(jī)：用于結(jié)合行為規(guī)則庫(kù)的知識(shí)獲取預(yù)先規(guī)劃好的行為目標(biāo)；