[发明专利]移动机器人万向球式自适应柔性连接机构以及检测系统

说明书

本发明公开了一种移动机器人万向球式自适应柔性连接机构以及检测系统，连接机构包括第一连接端和第二连接端，第一连接端与第二连接端之间依次设置有万向旋转球、复位座和弹性元件，所述万向旋转球的一端连接第一连接端，另一端套设于第二连接端内部，且通过复位座与设置在第二连接端内部的弹性元件接触，使得第二连接端与第一连接端之间能够随着万向旋转球的运动，发生柔性角度调节。本发明在解决特高频检测的同时，也能适用于其他工业自动化场合下机械臂末端平面无法与操作平面平行的情况下需要自动找正的场合。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人万向球式自适应柔性连接机构以及检测系统。

背景技术

在现今的电力机器人应用领域，已经不在仅仅满足于利用机器人在室外对杆塔类设备进行巡视，而是需要机器人代替人工在全变电站的区域内进行巡视工作，其中变电站室内开关柜的局放检测就是其中一项重要的任务。通过在原有室外机器人上加载带电检测机械臂，利用机械臂来操作高度集成的局放传感器，对开关柜进行特高频、地电波及超声三项局放检测，通过机器人反馈的数据，巡检人员可以及时排查、维护开关柜的问题，保证变电站稳定运行。

在局放检测三项检测项目中，特高频的检测需要将传感器完全贴合在柜体上，如果无法贴合或者传感器接触面与柜体检测面之间有缝隙，则测得的数据是无效的。

然而受机器人导航、控制精度及机械臂加工制造精度等问题的影响，机器人底盘很难停靠在开关柜正确的巡检位置及角度上，最终造成局放传感器无法完全贴合在开关柜表面，则无法进行特高频的局放检测项目。

现今针对此问题的解决方式大多为在机械臂的末端增加一个X轴或者Y轴方向上的旋转自由度，但是此方法只能针对机器人XY面与开关柜表面水平或者垂直方向有夹角的问题，如果需要全面解决这个问题，需要在机械臂末端增加两个自由度，且此方法需要再额外增加一套反馈系统，用来判断机械臂平面与开关柜表面之间的夹角，增加了控制的难度以及机械臂的负载。

因此，如果要完成开关柜自主检测的目标，就需要保证末端局放传感器可以完全贴合在开关柜的视窗表面，为达到这一目标，则需要一种稳定可靠的，且方便控制的机构来配合机械臂进行检测操作。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种移动机器人万向球式自适应柔性连接机构以及检测系统，本发明可以使得传感器紧贴在开关柜或其他待检测设备的主体上，从而可以达到检测的效果。

本发明的第一目的是提供一种移动机器人万向球式自适应柔性连接机构，本连接机构通过弹性元件与万向球的配合，能够在传感器无法完全贴合在开关柜或其他待检测设备表面时，调节自身的角度，进而改变传感器的角度与位置，使其完全紧密贴合于待检测设备表面，保证了检测的高效性。

本发明的第二目的是提供一种基于上述万向球式自适应柔性连接机构的检测系统，该系统能够在移动机器人的机械臂无法将相应的传感器紧密贴合待检测设备表面时，进行自动自适应调节，以保证传感器紧密贴合待检测设备，无需复杂的控制程序，节省移动机器人的定位过程，保证了检测的精确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种移动机器人万向球式自适应柔性连接机构，包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与第二连接端之间依次设置有万向旋转球、复位座和弹性元件，所述万向旋转球的一端连接第一连接端，另一端套设于第二连接端内部，且通过复位座与设置在第二连接端内部的弹性元件接触，使得第二连接端与第一连接端之间能够随着万向旋转球的运动，发生柔性角度调节。

这样的设计，使得连接机构在弹性元件的作用下具有柔性，且在万向旋转球的作用下，使第一连接端和第二连接端之间的相对距离和相对角度可调，以柔性传递第一连接端和第二连接端之间的作用力。

优选的，所述弹性元件为弹簧。