[發明專利]一種多模式巡檢機器人防護系統和防護方法

在審

• 申請號: 202010020517.2
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111152267A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海利淘豪斯機器人有限公司
• 主分類號: B25J19/06
• 分類號: B25J19/06;B25J19/02;B25J19/04
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 李旦

1.一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：包括主控模塊、子系統、防撞模塊以及告警模塊，所述子系統、告警模塊分別與主控模塊連接，所述子系統包括微氣象采集模塊、主控環境采集模塊、距離探測模塊和視覺采集模塊；

所述主控模塊、子系統和告警模塊深度融合，構成被動防護；主控模塊、子系統、告警模塊的構成的巡檢機器人外部凸出部位設置防撞模塊，所述防撞模塊為在所述巡檢機器人的保護外殼上纏繞有一層凸出的防撞條，構成主動防護，在緊急失控狀態下，巡檢機器人與外界發生碰撞后起到防護作用。

2.根據權利要求1所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述微氣象采集模塊包含風速傳感器、風向傳感器、大氣壓傳感器、雨量傳感器，所述風速傳感器、風向傳感器、大氣壓傳感器、雨量傳感器分別探測外界風速、風向、大氣壓、余雨量的大小并轉化為變化的電信號進而傳遞至與之連接的主控模塊；其中，對于風速傳感器測得的風速值、雨量傳感器測得的雨量值，與預設有風速、雨量閾值的比較電路進行比較，當達到或超過閾值時，主控模塊輸出告警信號觸發告警模塊發出警報信號，告警信號通過傳輸至通訊模塊傳輸至遠端后臺，后臺通知機器人返回充電房以進行防護的處理命令。

3.根據權利要求1-2任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述主控環境采集模塊包括用于監測工作電壓的電壓傳感器、用于監測工作電流的電壓傳感器、用于監測工作溫度的溫度傳感器以及用于監測工作濕度的濕度傳感器，巡檢機器人工作過程中，所述巡檢機器人會實時監控主控環境采集模塊的各個傳感器狀態，主控模塊將所述的各傳感器的信息傳輸至后臺，以監控巡檢機器人內各位置的運行環境。

4.根據權利要求1-3任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述距離探測模塊，通過發射超聲波并根據超聲波在空氣中反射的原理來準確計算出機器人到障礙物之間的距離。

5.根據權利要求4所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述距離探測模塊采用兩個與超聲波發射器處于同一平面且與超聲波發射器距離相同的超聲波接收器，其中一個超聲波接收器由側面開槽的容器覆蓋，該容器開槽的方向正對超聲波發射器；兩個超聲波接收器輸出的信號反相疊加，消除超聲波發射器串擾直通波的影響，得到回波信號，完成測距。

6.根據權利要求1-5任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述距離探測模塊包括探溝傳感器，所述探溝傳感器利用的是激光測距，以感知溝壑情況。

7.根據權利要求1-6任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述視覺采集模塊采用雙目深度相機采集外界環境信息，不僅能感知距離信息，還能通過成像來判斷障礙物屬性，雙目深度相機將采集到的圖像傳遞至主控模塊，所述主控模塊對采集到兩個圖像進行拼接，將拼接后的襯砌圖像和熱輻射圖像經由傳輸模塊壓縮加密后傳輸至后臺，所述后臺通過高性能處理計算機系統，由高速存儲磁盤存儲圖像數據，并按圖像分析識別標準完成環境識別。

8.根據權利要求1-7任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述距離探測模塊與視覺采集模塊相互融合，距離探測模塊無法進行判斷時，視覺采集模塊采集的數據顯示斷續或只偶然出現，主控模塊啟動視覺采集模塊動作，轉動并采集距離探測模塊所探測位置，進行確認判斷。

9.根據權利要求1-8任一條所述的一種多模式巡檢機器人防護系統，其特征在于：所述防撞條外包裹一安全氣囊，安全氣囊內設置有與主控模塊連接的加速度傳感器，主控模塊對這些加速度信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其它指標超過預定值，則主控模塊向氣體發體發生器發出點火命令或傳感器直接控制點火，點火后發生爆炸反應，產生N2或將儲氣罐中壓縮氮氣釋放出來充滿碰撞氣袋。

10.一種多模式巡檢機器人的防護方法，其特征在于包括以下步驟：

初始化，所述初始化包括系統初始化、子系統初始化、告警模塊初始化、通訊模塊初始化、驅動電機初始化；

任務創建，包括讀取任務和巡檢任務，所述讀取任務包括微氣象采集模塊讀取任務、主控環境采集模塊讀取任務；其中，所述的微氣象采集模塊讀取任務為通過微氣象采集模塊讀取風速傳感器、風向傳感器、大氣壓傳感器、雨量傳感器的信息；所述的主控環境采集模塊讀取任務為通過主控環境采集模塊讀取監測工作的電壓、電流、溫度、濕度；所述的巡檢任務包括距離探測模塊通過發射超聲波計算與障礙物之間的距離、通過激光測距感知溝壑，視覺采集模塊通過雙目深度相機采集外界環境信息感知距離和判斷障礙物屬性，感知防撞條處加速度變化；

邏輯判斷并輸出狀態監控，所述的主控模塊依據任務創建得到的反饋信息進行邏輯判斷，與預設閾值進行比較判斷是否異常；對于讀取任務，若存在異常，主控模塊觸發告警模塊發出警告信號并上傳遠端后臺，若不存在異常，所述主控模塊不中斷主控模塊的創建，并將信息作為巡檢機器人的狀態監控信息；對于巡檢任務，若存在異常，主控模塊觸發告警模塊發出警告信號并上傳遠端后臺，若不存在異常，所述主控模塊將信息作為巡檢機器人的狀態監控信息；

上傳后臺，對于不存在異常的讀取任務和巡檢任務，主控模塊將信息打包上傳遠端后臺。