基于云平台的轨道交通智能巡检机器人的制作方法

1.本发明涉及一种轨道交通自动巡检技术领域，尤其是一种基于云平台的轨道交通智能巡检机器人。


背景技术：

2.城市轨道交通为减缓城市交通而设置，一般将城市轨道交通中具有隧道，然而隧道在使用过程中，尤其是南方地域地下水较为丰富，从而长期在地下水的冲刷效应下，极易在墙壁上形成空鼓，所以经常需要对隧道强度进行空鼓探测，目前很多采用人工探测，但是人工探测不够全面和仔细，并且探测周期长，并且检测麻烦，效率低，因此有自动空鼓探测装置(2)产生，但是该装置仅能一机一用，当需要进行车底保养时需要再配备一专用于车底清扫的车底清扫机，从而导致成本提升，而且非常不方便，并且多个机器较为占用空间，同时也无法进行远程控制，致使清扫和探测距离受限。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种基于云平台的轨道交通智能巡检机器人，其具体方式如下。
4.本发明所设计的基于云平台的轨道交通智能巡检机器人，包括云平台处理系统、移动终端、控制模块、可在地面或轨道上行走的运行车、以及设置于运行车上的空鼓探测装置和车底吹扫装置，云平台处理系统上连接有第一无线收发模块，控制模块上连接有第二无线收发模块，第一无线收发模块与第二无线收发模块配对，并无线连接；运行车包括车体、安装于车体两端的自动顶升机构、位于车体一侧的两个第一驱动轮和位于车体另一侧的两个第二驱动轮，车体的底面安装有驱动两个第一驱动轮和两个第二驱动轮同步向内平移或向外平移的同步平移驱动装置，同步平移驱动装置包括双向螺纹丝杆、两根平移杆、平移驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，一根平移杆的两端分别与两个第一驱动轮的轴体固定，另一根平移杆的两端分别与两个第二驱动轮的轴体固定，双向螺纹丝杆包括第一螺纹和与第二螺纹旋向相反的第二螺纹，第一螺纹上螺接有第一螺套，第二螺纹上螺接有第二螺套，第一螺套与一根平移杆固定相连，第二螺套与另一根平移杆固定相连，双向螺纹丝杆的中部套接固定有从动齿轮，车体的底面固定安装平移驱动电机，平移驱动电机的转轴上套接固定有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，空鼓探测装置、车底吹扫装置、平移驱动电机和自动顶升机构分别与控制模块相连并受其控制；
5.云平台处理系统接收移动终端发出的吹扫控制信息或控股探测信息，并将吹扫控制信息或空鼓探测信息整理形成吹扫控制指令或空鼓探测指令后通过第一无线收发模块与第二无线收发模块配对而发送至控制模块，控制模块识别吹扫控制指令或空鼓探测指令，从而控制自动顶升机构作升降动作，以及控制平移驱动电机正向旋转或反向旋转，以进行空鼓检测和彻底吹扫两种使用方式的自动切换。
6.作为优选，自动切换时的各机构具体切换动作运行方法如下：
7.当需要空鼓检测时，自动顶升机构顶升车体，使得车体高于轨道交通中的轨道，然后平移驱动电机驱动主动齿轮旋转，进而带动从动齿轮和双向螺纹丝杆旋转，此时在第一螺纹和第二螺纹的作用使得第一螺套和第二螺套同步向外侧平移，实现第一驱动轮和第二驱动轮从车体底部伸出，并且第一驱动轮和第二驱动轮分别与轨道交通中的两轨道位置对应，此时控制自动顶升机构控制车体下降，并且自动顶升机构持续收缩至最短长度，使得第一驱动轮和第二驱动轮分别与轨道交通中的两轨道接触，此时第一驱动轮和第二驱动轮旋转而控制运行车在轨道上行走，行走过程中空鼓探测装置对轨道交通隧道内的墙面的进行敲击空鼓检测；
8.当需要车底吹扫时，自动顶升机构伸长而顶升车体，使得第一驱动轮和第二驱动轮离开轨道交通中的轨道，然后平移驱动电机驱动主动齿轮反向旋转，进而带动从动齿轮和双向螺纹丝杆反向旋转，此时在第一螺纹和第二螺纹的作用使得第一螺套和第二螺套同步向内侧平移，实现第一驱动轮和第二驱动轮收入车体底部，此时控制自动顶升机构控制车体下降，并且自动顶升机构持续收缩至最短长度，使得第一驱动轮和第二驱动轮分别与地面接触，此时第一驱动轮和第二驱动轮旋转而控制运行车在地面上行走，行走过程中车底吹扫装置对轨道交通中的列车车底进行清理。
9.作为优选，车体的底面设置有框体、第一支撑板、位于框体两侧的第二支撑板和第三支撑板，第一支撑板的一端和第二支撑板上均设置有第一长形孔，第一支撑板的另一端和第三支撑板上设置有第二长形孔，并且第一平移杆两端部分别贯穿第一支撑板一端的第一长形孔和第二支撑板上的第一长形孔，第二平移杆两端部分别贯穿第一支撑板另一端的第二长形孔和第三支撑板上的第二长形孔，平移驱动电机贴靠框体外壁，主动齿轮位于框体的内腔中。
10.作为优选，两自动顶升机构均包括顶升电机、顶升主动齿轮、顶升齿圈、顶升螺柱和顶升螺套，车体两端分别设置有圆孔，圆孔的下端口处固定有固定套，圆孔内通过轴承固定顶升螺柱，固定套套于顶升螺柱的下部，顶升齿圈套接固定于顶升螺柱的上端，顶升螺套与顶升螺柱的下部螺纹连接，顶升电机固定于车体上的容置腔内，顶升主动齿轮套接固定于顶升电机上，顶升主动齿轮与顶升齿圈啮合，顶升螺套的外壁上端设置有定位块，固定套的内壁设置有竖直长形定位槽，定位块对应插入竖直长形定位槽内，顶升电机与控制模块相连并受其控制。
11.作为优选，竖直长形定位槽的下端口处设置有对定位块进行限位的卡位块。
12.作为优选，空鼓探测装置包括两个错位设置的第一可折叠伸展机械臂，第一可折叠伸展机械臂的检测端设置有探测球，探测球内设置有声音传感器和振动传感器，声音传感器、振动传感器和两个第一可折叠伸展机械臂分别与控制模块相连并受其控制。
13.作为优选，还包括设置与颜料箱和抽取泵，抽取泵的进料口通过管道与颜料箱底部连接，探测球内还设置有颜料喷射通道，抽取泵的出料口通过管道与颜料喷射通道连接，抽取泵与控制模块相连并受其控制。
14.作为优选，还包括防尘罩，防尘罩固定于车体上具有空鼓探测装置的位置处，防尘罩上设置有供两个第一可折叠伸展机械臂伸出的窗口，位于窗口的下方设置有红外感应器，窗口上设置有自动关闭或打开窗口的自动运行遮挡帘，自动运行遮挡帘包括折页帘和两个第一无刷电机，窗口的相对应两内壁设置有长形凹陷，长形凹陷的底面固定有齿条，折
页帘的相对两侧分别陷入两长形凹陷内，齿条上啮合有运行齿圈，两运行齿圈分别套接固定于两个第一无刷电机的转子上，折页帘的一端与窗口的一端固定，折页帘的一端两侧分别设置有连接套，两个连接套分别与两个第一无刷电机的定子上的固定轴连接，红外感应器、第一无刷电机分别与控制模块相连并受其控制。
15.作为优选，车底吹扫装置包括视觉摄像头、两个并列且间隔设置的第二可折叠伸展机械臂和两个风机，两个第二可折叠伸展机械臂的终端分别设置有吹扫嘴，两个吹扫嘴分别与两个风机的出风口连接，第二可折叠伸展机械臂和两个风机分别与控制模块相连并受其控制。
16.作为优选，第一驱动轮和第二驱动轮均包括轮圈和安装于轮圈内孔中的第二无刷电机，第二无刷电机的定子上固定有轴体，轮圈套接固定于第二无刷电机的转子上，轮圈外表面设置有与轨道交通中的轨道配合的环槽，第二无刷电机与控制模块相连并受其控制。
17.本发明所设计的一种基于云平台的轨道交通智能巡检机器人，其利用一个机器人上同时可实现下沉入轨道下方行走并对车底清扫，或者在轨道上行走并对隧道墙壁进行空鼓检测，从而实现了一机多用的功能，降低了轨道交通维护保养时的成本，并且减少轨道交通维护站的空间占用，并且两种方式的使用可实现自动运行切换，使得使用较为简便。
附图说明
18.图1是机器人在隧道中进行空鼓探测操作的结构示意图；
19.图2是机器人沉入轨道下方进行彻底吹扫操作的示意图；
20.图3是运行车的结构示意图；
21.图4是空鼓探测装置和车底吹扫装置的局部示意图；
22.图5是带自动升机构具体结构的机器人示意图；
23.图6是驱动轮结构示意图(一)；
24.图7是驱动轮结构示意图(二)；
25.图8是运行齿轮结构示意图；
26.图9是云平台控制系统结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例一：
29.如图1-图9所示，本实施例所描述的基于云平台的轨道交通智能巡检机器人，包括云平台处理系统、移动终端、控制模块、可在地面或轨道上行走的运行车、以及设置于运行车上的空鼓探测装置2和车底吹扫装置16，云平台处理系统上连接有第一无线收发模块，控制模块上连接有第二无线收发模块，第一无线收发模块与第二无线收发模块配对，并无线连接；运行车包括车体1、安装于车体1两端的自动顶升机构5、位于车体1一侧的两个第一驱动轮3和位于车体1另一侧的两个第二驱动轮4，车体1的底面安装有驱动两个第一驱动轮3
和两个第二驱动轮4同步向内平移或向外平移的同步平移驱动装置6，同步平移驱动装置6包括双向螺纹丝杆64、两根平移杆67、平移驱动电机61、主动齿轮62和从动齿轮，一根平移杆67的两端分别与两个第一驱动轮3的轴体323固定，另一根平移杆67的两端分别与两个第二驱动轮4的轴体323固定，双向螺纹丝杆64包括第一螺纹和与第二螺纹旋向相反的第二螺纹，第一螺纹上螺接有第一螺套65，第二螺纹上螺接有第二螺套66，第一螺套65与一根平移杆67固定相连，第二螺套66与另一根平移杆67固定相连，双向螺纹丝杆64的中部套接固定有从动齿轮，车体1的底面固定安装平移驱动电机61，平移驱动电机61的转轴上套接固定有主动齿轮62，主动齿轮62与从动齿轮啮合，空鼓探测装置2、车底吹扫装置16、平移驱动电机61和自动顶升机构5分别与控制模块相连并受其控制；其中，第一螺纹为左旋螺纹，第二螺纹为右旋螺纹，从而达到双向螺纹丝杆64在旋转后，第一螺套65和第二螺套66作相对运动。
30.云平台处理系统接收移动终端发出的吹扫控制信息或控股探测信息，并将吹扫控制信息或空鼓探测信息整理形成吹扫控制指令或空鼓探测指令后通过第一无线收发模块与第二无线收发模块配对而发送至控制模块，，控制模块识别吹扫控制指令或空鼓探测指令，从而实现远程控制自动顶升机构5作升降动作，以及远程控制平移驱动电机61正向旋转或反向旋转，以进行空鼓检测和彻底吹扫两种使用方式的自动切换；自动切换时的各机构具体切换动作运行方法如下：
31.当需要空鼓检测时，自动顶升机构5顶升车体1，使得车体1高于轨道交通中的轨道，然后平移驱动电机61驱动主动齿轮62旋转，进而带动从动齿轮和双向螺纹丝杆64旋转，此时在第一螺纹和第二螺纹的作用使得第一螺套65和第二螺套66同步向外侧平移，实现第一驱动轮3和第二驱动轮4从车体1底部伸出，并且第一驱动轮3和第二驱动轮4分别与轨道交通中的两轨道位置对应，此时控制自动顶升机构5控制车体1下降，并且自动顶升机构5持续收缩至最短长度，使得第一驱动轮3和第二驱动轮4分别与轨道交通中的两轨道接触，此时第一驱动轮3和第二驱动轮4旋转而控制运行车在轨道上行走，行走过程中空鼓探测装置2对轨道交通隧道100内的墙面的进行敲击空鼓检测；当需要车底吹扫时，自动顶升机构5伸长而顶升车体1，使得第一驱动轮3和第二驱动轮4离开轨道交通中的轨道，然后平移驱动电机61驱动主动齿轮62反向旋转，进而带动从动齿轮和双向螺纹丝杆64反向旋转，此时在第一螺纹和第二螺纹的作用使得第一螺套65和第二螺套66同步向内侧平移，实现第一驱动轮3和第二驱动轮4收入车体1底部，此时控制自动顶升机构5控制车体1下降，并且自动顶升机构5持续收缩至最短长度，使得第一驱动轮3和第二驱动轮4分别与地面接触，此时第一驱动轮3和第二驱动轮4旋转而控制运行车在地面上行走，行走过程中车底吹扫装置16对轨道交通中的列车车底进行清理。
32.在本实施例中，车体1的底面设置有框体11、第一支撑板12、位于框体11两侧的第二支撑板111和第三支撑板112，第一支撑板12的一端和第二支撑板111上均设置有第一长形孔14，第一支撑板12的另一端和第三支撑板112上设置有第二长形孔15，并且第一平移杆67两端部分别贯穿第一支撑板12一端的第一长形孔14和第二支撑板111上的第一长形孔14，第二平移杆67两端部分别贯穿第一支撑板12另一端的第二长形孔15和第三支撑板112上的第二长形孔15，平移驱动电机61贴靠框体11外壁，主动齿轮62位于框体11的内腔中，其结构设置使得两个第一驱动轮3和两个第二驱动轮4平移稳定可靠，提升结构的稳定性。
33.在本实施例中，两自动顶升机构5均包括顶升电机51、顶升主动齿轮52、顶升齿圈
53、顶升螺柱59和顶升螺套57，车体1两端分别设置有圆孔，圆孔的下端口处固定有固定套58，圆孔内通过轴承固定顶升螺柱59，固定套58套于顶升螺柱59的下部，顶升齿圈53套接固定于顶升螺柱59的上端，顶升螺套57与顶升螺柱59的下部螺纹连接，顶升电机51固定于车体1上的容置腔内，顶升主动齿轮52套接固定于顶升电机51上，顶升主动齿轮52与顶升齿圈53啮合，顶升螺套57的外壁上端设置有定位块581，固定套58的内壁设置有竖直长形定位槽582，定位块581对应插入竖直长形定位槽582内，顶升电机51与控制模块相连并受其控制，其结构利用顶升电机51启动带动顶升主动齿轮52旋转，而驱动顶升齿圈53旋转，以实现顶升螺柱59旋转，促使顶升螺套57发生升降运动，从而实现车体1的顶升动作，以及车体1的下降动作。
34.在本实施例中，竖直长形定位槽582的下端口处设置有对定位块581进行限位的卡位块583，其结构设置实现对顶升螺套57升降做限位设置，防止在下降过程中从顶升螺柱59上脱出。
35.在本实施例中，空鼓探测装置2包括两个错位设置的第一可折叠伸展机械臂21，第一可折叠伸展机械臂21的检测端设置有探测球22，探测球22内设置有声音传感器23和振动传感器24，第一可折叠伸展机械臂21、声音传感器23和振动传感器24分别与控制模块相连并受其控制；其中第一可折叠伸展机械臂21包括基座210、两根长臂211和一根短臂212，两根长臂211之间通过舵机214旋转连接，基座210与一根长臂211之间也通过舵机214旋转连接，短臂212与另一长臂211之间也通过舵机214旋转连接，从而实现机械臂的自动伸展和折叠，并且舵机214由控制模块控制，当探测球22在短臂212的运动下敲击墙壁后，声音传感器23和振动传感器24将感应的声音和振动传输至控制模块，控制模块再通过第一无线收发模块和第二无线收发模块的配对而发送至云平台处理系统中，云平台处理系统将预设的阈值与检测而判断得到阈值进行比对，当不匹配时则判断不存在空鼓，匹配时则判断存在空鼓。
36.优选地，还包括设置与颜料箱和抽取泵，抽取泵的进料口通过管道与颜料箱底部连接，探测球22内还设置有颜料喷射通道，抽取泵的出料口通过管道与颜料喷射通道连接，抽取泵与控制模块相连并受其控制，判断存在空鼓时，云平台处理系统发出颜料喷射指令，使得控制模块快速启动抽取泵将颜料箱内的颜料喷射至具有空鼓的区域，以作标记，便于检修工人进行维修填补。
37.在本实施例中，还包括防尘罩7，防尘罩7固定于车体1上具有空鼓探测装置2的位置处，防尘罩7上设置有供两个第一可折叠伸展机械臂21伸出的窗口71，位于窗口71的下方设置有红外感应器8，窗口71上设置有自动关闭或打开窗口71的自动运行遮挡帘，自动运行遮挡帘包括折页帘9和两个第一无刷电机260，窗口71的相对应两内壁设置有长形凹陷，长形凹陷的底面固定有齿条20，折页帘9的相对两侧分别陷入两长形凹陷内，齿条20上啮合有运行齿圈261，两运行齿圈261分别套接固定于两个第一无刷电机260的转子321上，折页帘9的一端与窗口71的一端固定，折页帘9的一端两侧分别设置有连接套，两个连接套分别与两个第一无刷电机260的定子322上的固定轴264连接，红外感应器8和第一无刷电机260与控制模块相连并受其控制。当在吹扫使用模式下，红外感应器8感应到窗口71处无遮挡物，此时第一无刷电机260启动，促使齿圈在齿条20上滚动，将折页帘9展开进行封闭窗口71，从而才可控制吹扫装置动作进行吹扫，否则吹扫装置无法启动，其设置防止在吹扫过程中粉尘对第一可折叠伸展机械臂21进行污染，造成机械臂运行精度下降的情况发生；需要窗口71
打开时第一无刷电机260反向旋转，齿圈也反向滚动，从而将折页帘9折叠；折页帘9展开后，折页帘9的另一端与窗口71的另一端固定通过磁石吸合，磁石吸力＜第一无刷电机260的驱动力；折页帘9折叠后，折页帘9的一端与窗口71的一端固定通过磁石吸合，磁石吸力＜第一无刷电机260的驱动力。
38.在本实施例中，车底吹扫装置16包括视觉摄像头10、两个并列且间隔设置的第二可折叠伸展机械臂161和两个风机18，两个第二可折叠伸展机械臂161的终端分别设置有吹扫嘴17，两个吹扫嘴17分别与两个风机18的出风口连接，第二可折叠伸展机械臂161和两个风机18分别与控制模块相连并受其控制。第二可折叠伸展机械臂161也包括基座210、两根长臂211和一根短臂212，吹扫嘴17设置在短臂212上，两根长臂211之间通过舵机214旋转连接，基座210与一根长臂211之间也通过舵机214旋转连接，短臂212与另一长臂211之间也通过舵机214旋转连接，从而实现机械臂的自动伸展和折叠，并且舵机214由控制模块控制，吹扫时两个风机18被控制启动，从而吹扫嘴17出风，同时短臂212旋转将吹扫角度做相应调整，视觉摄像头10摄取车底情况，如车底灰尘较多，则吹扫时间增加，灰尘较少则吹扫时间短，视觉摄像头10的头部设置有带led灯的灯环。
39.在本实施例中，第一驱动轮3和第二驱动轮4均包括轮圈31和安装于轮圈31内孔中的第二无刷电机32，第二无刷电机32的定子上固定有轴体323，轮圈31套接固定于第二无刷电机32的转子321上，轮圈31外表面设置有与轨道交通中的轨道配合的环槽30，第二无刷电机32与控制模块相连并受其控制，其结构实现驱动可靠，提升使用使用能，结构也简化。
40.上述中的固定可根据实际情况选择螺栓固定或焊接固定，控制模块采用cpu处理器。
41.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。