一种危险作业区非接触式安防机器人装置的制作方法

1.本实用新型涉及安防机器人技术领域，具体为一种危险作业区非接触式安防机器人装置。


背景技术：

2.在危险作业区，比如危险化学品生产区、加工作业区等人数限制作业区等，常常需要对过往人员管控。现有危险品作业区人员安全管制主要采用接触式ic卡方式，经常出现卡管理混乱、通行效率低、人员识别率低、缺少接近提醒、违规警戒记录等现象。随着工厂智能化需求的提升，需要集成度高、功能多样的设备参与，尤其是安防领域，仿人形功能机器人具有更好的适用性与安全性，但现有的技术尚未施行。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种危险作业区非接触式安防机器人装置，采用仿人机器人模拟危险区域模拟站岗登记与人员管控，能够对一定区域内的人员扫描，发现目标后进行危险区提示，当目标接近后机器人视觉人脸跟踪识别，对合规人员放行并记录，对违规人员警戒与联动报警并记录。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种危险作业区非接触式安防机器人装置，包括机器人脑袋、限位装置、转向配速箱、声光报警器、人体感应雷达传感器、控制箱、机器人身体、单向或双向光栅防护栏和液晶显示屏，所述控制箱包括人脸识别模块，电机驱动模块，主控模块，无线/有线集成模块，语音模块，人体感应模块，声光报警器模块，光栅模块，显示屏模块和主板；
6.所述机器人脑袋包括人脸识别器，机器人耳朵，机器人嘴巴和机器人脖子，机器人脖子为中空结构，贴合铁氟龙管，可以低阻尼穿越线路，从侧边出线连接拖链；人脸识别器与人脸识别模块相连，机器人耳朵与无线/有线集成模块相连，机器人嘴巴与语音模块相连，机器人脖子与限位装置、转向配速箱、机器人身体过盈配合；
7.所述限位装置包括可分外壳，限位挡板，自润滑不锈钢圈密封和转动拖链，可分外壳通过螺丝固定在机器人身体上，限位装置上下自润滑不锈钢圈密封与机器人脖子套接，限位盒中240
°
限位挡板与机器人脖子上挡板配套，防止机器人脑袋过幅度转动，转动拖链分别固定在机器人脖子与转向配速箱上以保护线缆；所述转向配速箱包括转动主轴，同步带结构，减速机，轴承座及径向推力轴承和舵机；其中转动主轴与轴承座及径向推力轴承通过配合孔采用限位销连接，舵机与电机驱动模块相连；
8.所述声光报警器与声光报警器模块相连；所述人体感应雷达传感器安装在机器人身体两侧，与人体感应模块相连；所述单向或双向光栅防护栏与光栅模块连接；所述液晶显示屏与显示屏模块相连。
9.优选的，还包括构成机器人脑袋、限位装置、转向配速箱、声光报警器、人体感应雷达传感器、控制箱、机器人身体、单向或双向光栅防护栏和液晶显示屏的装配体，装配体的
外观形状、材质根据安装环境进行选择。
10.优选的，机器人两侧人体感应雷达传感器在触发线内感应有人存在时，通过人体感应模块将信号发送给主控模块，主控模块通过电机驱动模块对舵机控制，使得机器人脑袋得以向人员方向转动探查，机器人脑袋中人脸识别器对区域内人员扫描跟踪识别，并将识别人员信息存储在人脸识别模块内，主控模块通过无线/有线方式上传至上层软件。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.本实用新型的一种危险作业区非接触式安防机器人装置，操作简便，通过仿人形机器人装置模拟站岗与信息登记，具有探查动作、视觉识别、范围感知、语音告警、现场声光报警、进出闭环管理、通行信息记录与远传等功能，免去卡管理、进出刷卡、代刷卡，违规刷卡现象，实现非接触快速通行与日常安防预警，不仅更具有人性化管理，更加能够引起厂区人员对危险区作业区人员管控的重视。
附图说明
13.图1为本实用新型的机器人本体结构示意图；
14.图2为实用新型的布置结构示意图；
15.图3为本实用新型的工作方式原理图。
16.图中：1、机器人脑袋；101、人脸识别器；102、机器人耳朵；103、机器人嘴巴；104、机器人脖子；2、限位装置；201、可分外壳；202、限位挡板；203、自润滑不锈钢圈密封；204转动拖链；3、转向配速箱；301主轴；302、同步带结构；303、减速机；304、轴承座及径向推力轴承；305、舵机；4、声光报警器；5、人体感应雷达传感器；6、控制箱；601、人脸识别模块；602、电机驱动模块；603、主控模块；604、无线/有线集成模块；605、语音模块；606、人体感应模块；607、声光报警器模块；608、光栅模块；609、显示屏模块；610、主板；7、机器人身体；8、单向或双向光栅防护栏；9、液晶显示屏；10、装配体。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1-2，本实施例提供一种危险作业区非接触式安防机器人装置，包括机器人脑袋1、限位装置2、转向配速箱3、声光报警器4、人体感应雷达传感器5、控制箱6、机器人身体7、单向或双向光栅防护栏8和液晶显示屏9，所述控制箱6包括人脸识别模块601，电机驱动模块602，主控模块603，无线/有线集成模块604，语音模块605，人体感应模块606，声光报警器模块607，光栅模块608，显示屏模块609和主板610；
19.其中，机器人脑袋1与机器人身体7结合传感器与零部件特点，根据安防监测需要，设计制造的仿人形设备。人脸识别器是具备分类好的厂区合法人员图像库与比对算法模块，与人脸识别模块601连接，机器人耳朵(天线模块)102与无线/有线集成模块连接，机器人嘴巴(播报器)103与语音模块605连接，元件线束集合后通过机器人脖子104预留孔进出互相连接。其中语音模块的词条可自定义，机器人脖子预留孔采用防滑衬里材料防止线束
磨损打结，底部焊接角度限位挡板202，线缆出口上焊接拖链固定端子。
20.其中，限位装置2与自润滑不锈钢圈密封203为分壳组合件，壳内预焊的两个角度挡板与机器人脖子上的挡板配套，防止脑袋过偏移，组合件固定在机器人身体7上。
21.其中，主板610中，主控模块603实现人脸识别模块601、电机驱动模块602、无线/有线集成模块604、语音模块605、人体感应模块606、声光报警器模块607、光栅模块608、显示屏模块609的供电、信息存储与程序控制，各模块分布控制相应模块部分。
22.其中，转向配速箱3通过两组轴承座及径向推力轴承304，与主轴301连接，主轴通过销子与机器人脖子104连接固定，主轴301与减速器轴303通过同步带302连接，通过主控模块603与舵机驱动模块602实现配速与转向。上述实施例中，人体感应雷达传感器可以为型号ld2410的24g人体存在感应雷达模块毫米波传感器，可根据需要设定感应范围。
23.请参照图3，本实施例的工作原理：当前道路240
°
范围内，两侧人体感应雷达传感器可在7米扇形识别区空间范围内感应人员存在，在进入方向，声光报警器进行告警提示“您已进入危险工作区，请遵守安全规程”，控制箱主控单位驱动转向配速箱电机带动脑袋转动，人脸识别模块对区域人员预识别，到达确认区后，对合规人员机器人嘴巴对人员名字播报，识别模块保存人像并上传，予以放行：“欢迎进厂，请注意安全”；对非法人员，启动声光报警器，单向或双向光栅防护栏予以拦截，机器人嘴巴播报：“非法闯入，已报警”，并进行人像采集并上传。在出去方向，感应到人后进行人像预识别，识别合规人员予以放行，机器人嘴巴对出去人员名字播报，人脸识别模块保存人像并上传，予以放行：“感谢您的辛勤付出，再见”，对非法人员，启动声光报警器，单向或双向光栅防护栏予以拦截，机器人嘴巴播报：“非法闯入，已报警”，并进行人像采集并上传。所有采集信息本地存储后通过天线或网线上传，由上位软件分析处理。
24.综上所述，本实施例的一种危险作业区非接触式安防机器人装置，操作简便，通过仿人形机器人装置模拟站岗与信息登记，具有探查动作、视觉识别、范围感知、语音告警、现场声光报警、进出闭环管理、通行信息记录与远传等功能，免去卡管理、进出刷卡、代刷卡，违规刷卡现象，实现非接触快速通行与日常安防预警，不仅更具有人性化管理，更加能够引起厂区人员对危险区作业区人员管控的重视。
25.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种危险作业区非接触式安防机器人装置，其特征在于：包括机器人脑袋(1)、限位装置(2)、转向配速箱(3)、声光报警器(4)、人体感应雷达传感器(5)、控制箱(6)、机器人身体(7)、单向或双向光栅防护栏(8)和液晶显示屏(9)，所述控制箱(6)包括人脸识别模块(601)，电机驱动模块(602)，主控模块(603)，无线/有线集成模块(604)，语音模块(605)，人体感应模块(606)，声光报警器模块(607)，光栅模块(608)，显示屏模块(609)和主板(610)；所述机器人脑袋(1)包括人脸识别器(101)，机器人耳朵(102)，机器人嘴巴(103)和机器人脖子(104)，机器人脖子(104)为中空结构，贴合铁氟龙管，可以低阻尼穿越线路，从侧边出线连接拖链；人脸识别器(101)与人脸识别模块(601)相连，机器人耳朵(102)与无线/有线集成模块(604)相连，机器人嘴巴(103)与语音模块(605)相连，机器人脖子(104)与限位装置(2)、转向配速箱(3)、机器人身体(7)过盈配合；所述限位装置(2)包括可分外壳(201)，限位挡板(202)，自润滑不锈钢圈密封(203)和转动拖链(204)，可分外壳(201)通过螺丝固定在机器人身体(7)上，限位装置上下自润滑不锈钢圈密封(203)与机器人脖子(104)套接，限位盒中240
°
限位挡板(202)与机器人脖子(104)上挡板配套，防止机器人脑袋过幅度转动，转动拖链分别固定在机器人脖子(104)与转向配速箱(3)上以保护线缆；所述转向配速箱(3)包括转动主轴(301)，同步带结构(302)，减速机(303)，轴承座及径向推力轴承(304)和舵机(305)；其中转动主轴(301)与轴承座及径向推力轴承(304)通过配合孔采用限位销连接，舵机(305)与电机驱动模块(602)相连；所述声光报警器(4)与声光报警器模块(607)相连；所述人体感应雷达传感器(5)安装在机器人身体(7)两侧，与人体感应模块(606)相连；所述单向或双向光栅防护栏(8)与光栅模块(608)连接；所述液晶显示屏(9)与显示屏模块(609)相连。2.根据权利要求1所述的一种危险作业区非接触式安防机器人装置，其特征在于：还包括构成机器人脑袋(1)、限位装置(2)、转向配速箱(3)、声光报警器(4)、人体感应雷达传感器(5)、控制箱(6)、机器人身体(7)、单向或双向光栅防护栏(8)和液晶显示屏(9)的装配体(10)，装配体(10)的外观形状、材质根据安装环境进行选择。3.根据权利要求1所述的一种危险作业区非接触式安防机器人装置，其特征在于：机器人两侧人体感应雷达传感器(5)在触发线内感应有人存在时，通过人体感应模块(606)将信号发送给主控模块(603)，主控模块(603)通过电机驱动模块(602)对舵机(305)控制，使得脑袋中人脸识别模块(601)对区域内人员扫描跟踪识别。

技术总结
本实用新型公开了一种危险作业区非接触式安防机器人装置，属于安防机器人技术领域。本实用新型包括机器人脑袋、限位装置、转向配速箱、声光报警器、人体感应雷达传感器、控制箱、机器人身体、单向或双向光栅防护栏和液晶显示屏，所述控制箱包括人脸识别模块，电机驱动模块，主控模块，无线/有线集成模块，语音模块，人体感应模块，声光报警器模块，光栅模块，显示屏模块和主板。本实用新型通过仿人形机器人装置模拟站岗与信息登记，具有探查动作、视觉识别、范围感知、语音告警、现场声光报警、进出闭环管理、通行信息记录与远传等功能，不仅更具有人性化管理，更加能够引起厂区人员对危险区作业区人员管控的重视。险区作业区人员管控的重视。险区作业区人员管控的重视。


技术研发人员：宋朋 许晖 陈勇亮 范学峰 张俊杰 黄琦 刘亚朋
受保护的技术使用者：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/7/28