本發明涉及機器人技術和遠程測量，具體是一種多載荷仿形機器人測量系統。

背景技術：

1、隨著機器人技術的快速發展和廣泛應用，特別是在工業檢測、環境監測和電力巡檢等復雜場景中，傳統的人工巡檢方式逐漸暴露出效率低、成本高、危險性大的問題。近年來，移動機器人在這些領域的應用逐步興起，其以自動化、智能化的操作優勢成為解決上述問題的重要手段。

2、然而，現有的移動機器人多為單一任務設計，對于多任務的適應性不足，難以快速切換任務載荷以適應多種作業需求。例如，從數據采集任務切換到操作工具任務時，往往需要繁瑣的人工調整，導致作業效率降低。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種多載荷仿形機器人測量系統，能夠承載多種任務載荷，并能夠快速切換任務載荷，從而適用于更多種類的測量作業需求。

2、本發明的技術方案是：

3、一種多載荷仿形機器人測量系統，包括：仿形機器人本體、多載荷更換模塊、控制模塊以及遠程控制終端，仿形機器人本體用于承載其他模塊并實現多任務操作，包括：可移動底盤，用于實現多地形的移動能力；可移動底盤上配置有電源模塊，電源模塊為仿形機器人及其附載設備提供穩定電力；多載荷更換模塊設置在所述可移動底盤頂部，用于實現不同任務載荷的快速更換與電氣連接，以適應各種作業需求，所述多載荷更換模塊為板體結構，多載荷更換模塊的頂面上設有快接軌道、多個供電接口以及多個信號接口，所述供電接口與電源模塊連接，所述快接軌道支持滑軌式安裝以實現任務載荷的快速更換，且所述快接軌道上設有固定件，用于固定安裝在快接軌道上的任務載荷；控制模塊設置在所述多載荷更換模塊上，與多個所述信號接口分別連接通訊；全景成像模塊安裝在所述多載荷更換模塊上，并與其中一個信號接口連接，用于提供360°全景視頻采集與回放功能；超視距通信模塊布設在測量現場和遠程控制中心，用于實現遠距離、穩定、高效的雙向通信；遠程控制終端具備遠程控制和實時圖傳的功能，通過超視距通信模塊與機器人的控制模塊通信，用于對機器人運動、速度、載荷操作及攝像功能的實時控制。

4、進一步的，所述超視距通信模塊包括：自組網客戶端，安裝在多載荷更換模塊上，位于機器人頂部后方位置，通過信號接口與控制模塊連接，用于采集機器人測量數據并上傳至通信網絡；自組網客戶端支持與其他設備建立自組網連接，并通過無線通信協議傳輸數據，自組網基站，與自組網客戶端配合，形成現場無線通信網絡；自組網基站采用高效的協議和信號調度機制，確保在復雜環境中也能維持穩定通信。第一光纖收發器，與自組網基站連接，用于將自組網基站的信號轉換為光信號；第一光模塊，與第一光纖收發器連接，用于光信號的發送；第二光模塊，與第一光模塊連接，用于接收光信號；第二光纖收發器，與第二光模塊連接，用于將光信號轉換為電信號；路由器，位于遠程控制中心，與第二光纖收發器連接，用于信號分配及網絡管理。第一光纖收發器通過第一光模塊進行信號發送，光信號通過光纖傳輸至第二光模塊，然后再通過第二光纖收發器將其轉化為電信號，最終通過路由器連接到遠程控制中心。該通信路徑確保了數據傳輸的穩定性，并為遠程控制提供了強有力的支持。

5、進一步的，所述視距通信模塊中自組網客戶端、自組網基站、第一光纖收發器、第一光模塊與仿形機器人本體一同部署在測量現場，所述第二光模塊、第二光纖收發器和路由器部署在遠程控制中心，第一光模塊和第二光模塊通過光纖通信連接。

6、進一步的，所述自組網客戶端通過千兆網線與控制模塊連接，確保數據的穩定傳輸，所述自組網基站通過千兆網線與第一光纖收發器連接，第二光纖收發器與路由器通過千兆網線連接；自組網客戶端與自組網基站之間建立無線通信鏈路，確保測量數據的遠距離傳輸。

7、進一步的，所述第一光纖收發器與第一光模塊耦合連接，第二光模塊與第二光纖收發器耦合連接。光模塊采用高性能的光通信技術，支持長距離傳輸。

8、進一步的，所述第一光模塊通過光纖與第二光模塊連接。實現長距離信號的傳輸。光纖的選擇確保了數據傳輸的穩定性與高帶寬。

9、進一步的，所述自組網客戶端包括信號處理模塊和天線，所述信號處理模塊用于對通信信號進行調制、解調、加密和解密，確保數據傳輸的可靠性和安全性，以使信號處理模塊能在復雜的電磁環境中穩定工作；所述天線用于實現信號的發射和接收，支持多頻段通信，能夠有效提升通信的覆蓋范圍與穩定性。在本實施例中，天線采用高增益設計，能夠滿足長距離的通信需求。

10、進一步的，所述多載荷更換模塊適用于多種任務載荷，所述任務載荷還包括測量儀器、攝像設備及操作工具中的一種或多種。通過快速更換機制，確保了不同任務之間的高效切換，并通過穩定的供電接口和信號接口為載荷提供支持。

11、進一步的，所述多載荷更換模塊上開設有多個快接定位螺孔，且所述可移動底盤上設有安裝螺孔，所述快接定位螺孔與所述安裝螺孔位置對應。

12、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

13、1、本發明的可移動底座上設有多載荷更換模塊，且多載荷更換模塊上配置有快接軌道，實現了任務載荷的快速拆裝，且通過快接軌道上的螺孔，對安裝在快接軌道上的任務載荷進行準確定位，顯著提升了操作效率。本發明的多載荷更換模塊能夠兼容360全景成像模塊、faro高精度三維掃描儀、geoslam快速三維掃描儀等設備，且能夠完成任務載荷的快速更換，提升了機器人的任務切換靈活性，以適應各種作業需求。

14、2、本發明超視距通信模塊的自組網客戶端通過多載荷更換模塊安裝在仿形機器人的可移動底座上，增強了通信的覆蓋范圍和抗干擾能力。

15、3、本發明全景成像模塊通過多載荷更換模塊安裝在仿形機器人的可移動底座上，全景成像模塊能夠覆蓋機器人周圍的全景場景，無需調整視角，即可實現全方位的環境監測。有助于操作者遠程控制操作執行作業任務。

技術特征：

1.一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述超視距通信模塊包括：

3.根據權利要求2所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述視距通信模塊中自組網客戶端、自組網基站、第一光纖收發器、第一光模塊與仿形機器人本體(1)一同部署在測量現場，所述第二光模塊、第二光纖收發器和路由器部署在遠程控制中心，第一光模塊和第二光模塊通過光纖通信連接。

4.根據權利要求2所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述自組網客戶端通過千兆網線與控制模塊(13)連接，所述自組網基站通過千兆網線與第一光纖收發器連接，第二光纖收發器與路由器通過千兆網線連接；自組網客戶端與自組網基站之間建立無線通信鏈路。

5.根據權利要求2所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述第一光纖收發器與第一光模塊耦合連接，第二光模塊與第二光纖收發器耦合連接。

6.根據權利要求2所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述第一光模塊通過光纖與第二光模塊連接。

7.根據權利要求2所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述自組網客戶端包括信號處理模塊(311)和天線(312)，所述信號處理模塊(311)用于對通信信號進行調制、解調、加密和解密；所述天線(312)用于實現信號的發射和接收，支持多頻段通信。

8.根據權利要求1所述的一種多載荷仿形機器人測量系統，其特征在于，所述多載荷更換模塊(14)適用于多種任務載荷，所述任務載荷還包括測量儀器、攝像設備及操作工具中的一種或多種。

技術總結
本發明涉及一種多載荷仿形機器人測量系統，包括仿形機器人本體、控制模塊、多載荷快速更換模塊、全景成像模塊、超視距通信模塊和遠程控制終端，多載荷快速更換模塊設置在仿形機器人本體的可移動底盤上，用于不同任務載荷的快速更換，以適應多種作業需求，全景成像模塊安裝在機器人頂部前方位置，提供360°全景視頻采集與回放功能，超視距通信模塊安裝在機器人頂部后方位置，確保機器人能夠進行遠距離通信，遠程控制終端通過終端設備與機器人通信，支持對機器人運動、速度、載荷操作及攝像功能的實時控制。本發明的多載荷仿形機器人測量系統結構具有快速載荷更換、高效通信及智能操控優點，可廣泛應用于復雜工業、野外勘探及軍事等領域。

技術研發人員：吳鄭浩,王長利,柯明,張鑫,錢秉文,王良全
受保護的技術使用者：西北核技術研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28