一种基于5G通讯的发电厂升压站用巡检机器人的制作方法

一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人
技术领域
1.发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人。


背景技术：

2.现有技术中，围绕特殊环境下发电厂升压站的巡检机器人设计，在运动系统控制、充电管理方式、环境状态检测和机器人远程控制等方面不断创新，传统的巡检机器人采用有线充电与人工集中管理，要求机器人电池容量需满足6小时以上的工作；运动控制采用红外循迹；环境状态检测采用多个传感器形成多方面环境状态报表；机器人远程控制主要采用蓝牙、局域网、zigbee等无线通信技术。
3.但是，有线充电方式需要人工进行集中管理且需要配备大容量电池，浪费人力资源，持续工作能力和无人工作能力薄弱；传统车式巡检机器人采用单一红外传感器进行路径循迹，在环境光强值较大时导致循迹失败，甚至因路径错误造成机器碰撞损坏；多传感器的环境监测系统虽能形成多项指标的报表，但不易整体把握环境状态，采用蓝牙、局域网、zigbee等无线通信技术的远程控制控制距离范围小，且不易实现与云端、web网页和手机等移动设备的对接，形成物联网监控平台，故而提出一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人解决上述问题。


技术实现要素：

4.发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人。
5.为了解决上述技术问题，发明提供了如下的技术方案：发明一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人，包括底板和移动控制面板，所述底板的顶部分别安装有壳体和底座，所述壳体和底座之间设置有第一控制器单元，所述底座的顶部中央设置有视觉模组，所述视觉模组的两侧均安装有传感器模组，所述壳体的顶部设置有第一无线通信模组，所述壳体的一侧开设有第一usb接口，所述底板的周围均安装有超声波避障传感器，所述底板的边侧依次安装有红外循迹传感器，所述底板的底部设置有橡胶轮，所述底板靠近壳体的底部安装有无线充电接收端单元，所述移动控制面板的顶端分别安装有第二无线通信模组和物联网通信模组，所述移动控制面板的表面分别安装有第二控制器单元和lcd触摸显示屏。
6.作为发明的一种优选技术方案，所述超声波避障传感器的个数为四个，且呈菱形阵列分布，所述红外循迹传感器和橡胶轮的个数均为四个，且均呈矩形阵列分布。
7.作为发明的一种优选技术方案，所述传感器模组包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器和光强传感器，所述温湿度传感器采用aht10型温湿度传感器，所述烟雾传感器采用mq-2型烟雾传感器，所述火焰传感器采用sw-18010p型火焰传感器，所述有毒气体传感器采用mq-4/6/7/9型有毒气体传感器，所述光强传感器采用tsl2561
型光强传感器。
8.作为发明的一种优选技术方案，所述第一控制器单元和第二控制器单元均采用stm32f103微控制器芯片，所述视觉模组、第一无线通信模组、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器和红外循迹传感器均与第一控制器单元电性连接，所述超声波避障传感器采用hc-sr04型超声波避障传感器，所述红外循迹传感器采用tcrt5000型红外循迹传感器。
9.作为发明的一种优选技术方案，所述壳体的内部分别安装有锂电池组、直流电机和驱动单元，第一控制器单元和驱动单元均与锂电池组的输出端电性连接，所述第一usb接口和无线充电接收端单元均与锂电池组的输入端电性连接。
10.作为发明的一种优选技术方案，所述移动控制面板的表面分别设置有辅助操作按钮和电源按钮，所述移动控制面板的一侧开设有第二usb接口。
11.与现有技术相比，发明的有益效果如下：发明是一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人，可以有效解决巡检机器人的使用问题，该机器人采用无线充电方式，当电量低时该机器人自动运动至充电区进行充电。因此无需工作人员进行集中充电工作，也无需配备大容量电池、充电线和充电插座，提高了工作时长和工作效率，减少人力、物力资源的投入。该机器人采用红外循迹传感器、超声波避障传感器和视觉模组进行路线循迹和防碰撞保护，提高该机器人运动轨迹的精度。
12.通过传感器模组形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器工作时，通过视觉模组的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过lora无线通信模组和物联网通信模组，实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控的结合。
附图说明
13.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是发明的整体结构示意图之一；图2是发明的整体结构示意图之二；图3是发明的整体结构示意图之三；图4是发明的移动控制面板结构示意图；图5是发明的工作流程图；图例说明：图中：1、底板；2、移动控制面板；3、壳体；4、底座；5、第一控制器单元；6、视觉模组；7、传感器模组；8、第一无线通信模组；9、第一usb接口；10、超声波避障传感器；11、红外循迹传感器；12、橡胶轮；13、无线充电接收单元；14、第二usb接口；15、第二无线通信模组；16、物联网通信模组；17、第二控制器单元；18、lcd触摸显示屏；19、辅助操作按钮；20、电源按钮。
具体实施方式
15.以下结合附图对发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释发明，并不用于限定发明。
16.实施例1如图1-5所示，发明提供一种基于5g通讯的发电厂升压站用巡检机器人，包括底板1和移动控制面板2，底板1的顶部分别安装有壳体3和底座4，壳体3和底座4之间设置有第一控制器单元5，底座4的顶部中央设置有视觉模组6，视觉模组6的两侧均安装有传感器模组7，壳体3的顶部设置有第一无线通信模组8，壳体3的一侧开设有第一usb接口9，底板1的周围均安装有超声波避障传感器10，底板1的边侧依次安装有红外循迹传感器11，底板1的底部设置有橡胶轮12，底板1靠近壳体3的底部安装有无线充电接收端单元13，移动控制面板2的顶端分别安装有第二无线通信模组15和物联网通信模组16，移动控制面板2的表面分别安装有第二控制器单元17和lcd触摸显示屏18。
17.进一步的，超声波避障传感器10的个数为四个，且呈菱形阵列分布，红外循迹传感器11和橡胶轮12的个数均为四个，且均呈矩形阵列分布，超声波避障传感器10可全方位进行障碍检测，红外循迹传感器11可让该机器人在前后移动的途中进行路线循迹，橡胶轮12增加了该机器人与地面的摩擦力，提高了整体的稳定性。
18.传感器模组7包括温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器和光强传感器，温湿度传感器采用aht10型温湿度传感器，烟雾传感器采用mq-2型烟雾传感器，火焰传感器采用sw-18010p型火焰传感器，有毒气体传感器采用mq-4/6/7/9型有毒气体传感器，光强传感器采用tsl2561型光强传感器，通过传感器模组7形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。
19.第一控制器单元5和第二控制器单元17均采用stm32f103微控制器芯片，视觉模组6、第一无线通信模组8、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器10和红外循迹传感器11均与第一控制器单元5电性连接，超声波避障传感器10采用hc-sr04型超声波避障传感器，红外循迹传感器采用tcrt5000型红外循迹传感器，视觉模组6、温湿度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、有毒气体传感器、光强传感器、超声波避障传感器10和红外循迹传感器11将检测到的数据传递给第一控制器单元5，第一控制器单元5通过第一无线通信模组8将数据传递给物联网云平台进行实时监控。
20.壳体3的内部分别安装有锂电池组、直流电机和驱动单元，第一控制器单元5和驱动单元均与锂电池组的输出端电性连接，第一usb接口9和无线充电接收端单元13均与锂电池组的输入端电性连接，锂电池为第一控制器单元5和驱动单元提供电能，第一usb接口9与外界电源连接可为锂电池组进行充电，当无线充电接收端单元13位于无线充电发射端单元顶部时，可为锂电池组充电。
21.移动控制面板2的表面分别设置有辅助操作按钮19和电源按钮20，移动控制面板2的一侧开设有第二usb接口14，第二usb接口14与外界电源连接可为移动控制面板2提供电能，通过电源按钮20可控制移动控制面板2的开关，按下辅助操作按钮19可通过第二控制器单元17将信号由第二无线通信模组15传递给第一无线通信模组8进行远程控制该机器人，由物联网通信模组16传递给物联网云平台进行实时监控。
22.具体的，使用过程中，第一步，启动该机器人，将在机房或仓库预设的路线输入第
一控制器单元5中，该机器人会根据预设的路线行驶，同时传感器模组7进行环境监测，并将监测的各种数据上传至控制中心；第二步，控制中心收到布置在机房或仓库中该机器人上传的数据后，进行数据整理和信息融合，并通过信号传输至移动控制面板2上的lcd触摸显示屏18上反馈给用户。同时用户可以通过移动控制面板2进行实时控制。移动控制面板2同时将数据上传至物联网云平台。第三步，用户通过物联网平台提供的web界面和手机app界面实时的了解系统当前状态，系统会进行自动策略控制，也可由用户进行人工控制。当该机器人电量低时，锂电池组会将此信号传递给第一控制器单元5，第一控制器单元5会控制直流电机运行，从而带动橡胶轮12转动，驱动单元会将无线充电接收端单元3对准无线充电发射端单元进行充电，通过红外循迹传感器11、超声波避障传感器10和视觉模组6传递给第一控制器单元5的信号，控制驱动单元沿着指定路线移动。通过传感器模组7形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利。另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器11工作时，通过视觉模组6的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过壳体3上的第一无线通信模组8可接收移动控制面板2上的第二无线通信模组15传递的指定信号，实现了该机器人的远程控制，通过物联网通信模组16实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控。
23.该机器人可以有效解决巡检机器人的使用问题，该机器人采用无线充电方式，当该机器人电量低时会自动运动至充电区进行充电，因此无需工作人员进行集中充电工作，也无需配备大容量电池、充电线和充电插座，提高了工作时长和工作效率，减少人力、物力资源的投入，该机器人采用红外循迹传感器、超声波避障传感器和视觉模组进行路线循迹和防碰撞保护，提高该机器人运动轨迹的精度，通过传感器模组形成环境数据报表和环境综合指标，为运维人员和用户了解现场情况提供了便利，另外配备光强传感器，在环境光强较大而影响红外循迹传感器工作时，通过视觉模组的摄像头自动捕捉路线，减小故障发生率。通过lora无线通信模组和物联网通信模组，实现了控制中心统一监控与物联网云平台实时监控的结合。
24.以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。