CN107398889A - 巡检机器人导向机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及巡检机器人的技术领域，提供巡检机器人导向机构，包括固定块，固定块设有限位槽，限位槽中转动连接有转架，转架上转动连接有滚轮，固定块上设有扭簧，扭簧具有抵顶部，抵顶部与转架相抵。扭簧将通过适当的弹性变形，即转架于限位槽中转过适当的角度，来适应不同程度的俯仰、偏摆和翻滚，因此，行走机构于弯道中运行时，其所产生的冲击、振动、噪音较小，适于高速运行。这样，上述巡检机器人导向机构通过固定块、滚轮、转架、限位槽和扭簧的传动配合，来使得巡检机器人的行走机平稳、顺利地通过弯道，其避免由于采用多个刚性导向轮而使得机构复杂的问题，避免了由于采用刚性导向轮产生较大冲击、振动及噪音的问题。

Description

巡检机器人导向机构

技术领域

本发明属于巡检机器人的技术领域，尤其涉及巡检机器人导向机构。

背景技术

目前，随着城市的快速发展，各类公共场所、物质财产密集区域(如住宅)或者高危险不利于人工检测的场合(如电缆隧道)等，都会配备巡检机器人对其进行视频监控等检查。

为了便于巡检机器人在轨道上的行走，通常于巡检机器人的行走机构上设置导向机构，如图1所示，其于行走机构2上设置多个刚性导向轮1，以保证行走机构于轨道上的稳定行走，但是，其仍然存在这样的问题：其导向轮1的数量较多，增加了导向机构的复杂性，且其进入弯道时，刚性导向轮1的冲击、振动、噪音较大，不适于高速运行。

发明内容

本发明的目的在于提供巡检机器人导向机构，旨在解决现有巡检机器人的导向机构所存在的冲击、振动、噪音大、不适于高速运行以及结构复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了巡检机器人导向机构，其被用于巡检机器人的行走机构上以使巡检机器人于轨道上平稳运行，其包括设于行走机构上的固定块，所述固定块设有限位槽，所述限位槽中转动连接有转架，所述转架上转动连接有用于与轨道相抵的滚轮，所述固定块上设有扭簧，所述扭簧具有抵顶部，所述抵顶部与所述转架相抵。

进一步地，所述转架包括两根支杆以及两端分别支撑于两所述支杆上的横梁，所述支杆一端转动连接于所述限位槽中，另一端与所述滚轮转动连接，所述抵顶部与所述横梁相抵。

进一步地，所述横梁上设有通孔，所述抵顶部设于所述通孔中。

进一步地，所述限位槽的截面形状呈U形状，所述支杆与所述限位槽的抵接面为弧面。

进一步地，所述固定块设有凹槽，所述扭簧固定于所述凹槽中，所述凹槽的相对两侧壁上分别设有所述限位槽。

进一步地，所述凹槽的侧壁上插设有第一转轴，所述扭簧套于所述第一转轴上，两所述支杆分别转动连接于所述第一转轴的相对两端。

进一步地，所述第一转轴的两端分别露于所述支杆外，所述第一转轴的两端分别套设有用于将所述支杆限位于所述第一转轴上的第一垫圈。

进一步地，所述滚轮中穿设有第二转轴，所述第二转轴的两端分别与两所述支杆转动连接。

进一步地，所述扭簧的两端分别形成有支撑脚，所述支撑脚插设于所述固定块上，所述抵顶部形成于两所述支撑脚之间。

进一步地，所述抵顶部与所述支撑脚之间形成扭转夹角，所述转架设于所述扭转夹角中。

本发明提供的巡检机器人导向机构的有益效果：

当行走机构运行至弯道时，滚轮将受到轨道的俯仰、偏摆和翻滚等作用力，并将该作用力传导给转架，使得转架于限位槽中转动，由于转架与扭簧的抵顶部相抵，扭簧将弹性变形，并产生扭力与该作用力平衡，此过程中，扭簧将通过适当的弹性变形，即转架于限位槽中转过适当的角度，来适应不同程度的俯仰、偏摆和翻滚，因此，行走机构于弯道中运行时，其所产生的冲击、振动、噪音较小，适于高速运行。这样，上述巡检机器人导向机构通过固定块、滚轮、转架、限位槽和扭簧的传动配合，来使得巡检机器人的行走机构克服弯道的俯仰、偏摆和翻滚等晃动，并平稳、顺利地通过弯道。因此，相比较现有技术而言，其避免了由于采用多个刚性导向轮而使得机构复杂的问题，其避免了由于采用刚性导向轮产生较大冲击、振动及噪音的问题。

附图说明

图1是现有技术提供的巡检机器人的导向机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构的固定块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构的扭簧的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构的俯视图；

图6是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构的扭簧的侧视图；

图7是本发明实施例提供的巡检机器人导向机构应用于行走机构上时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2～7所示，为本发明提供的较佳实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图2至图4所示，本实施例提供的巡检机器人导向机构10，其被用于巡检机器人的行走机构2上以使巡检机器人于轨道3上平稳运行，其包括设于行走机构2上的固定块11，固定块11设有限位槽12，限位槽12中转动连接有转架13，转架13上转动连接有用于与轨道3相抵的滚轮14，固定块11上设有扭簧15，扭簧15具有抵顶部151，抵顶部151与转架13相抵。

如图2至图4所示，将上述巡检机器人导向机构10应用于巡检机器人的行走机构2上时，将固定块11固定于行走机构2上，并让滚轮14与轨道3相抵，具体地，可让滚轮14抵顶于轨道3的左侧、右侧和上侧，当行走机构2运行至弯道时，滚轮14将受到轨道3的俯仰、偏摆和翻滚等作用力，并将该作用力传导给转架13，使得转架13于限位槽12中转动，由于转架13与扭簧15的抵顶部151相抵，扭簧15将弹性变形，并产生扭力与该作用力平衡，此过程中，扭簧15将通过适当的弹性变形，即转架13于限位槽12中转过适当的角度，来适应不同程度的俯仰、偏摆和翻滚，因此，行走机构2于弯道中运行时，其所产生的冲击、振动、噪音较小，适于高速运行，直至转架13于限位槽12中处于转动极限位，扭簧15处于最大弹性变形状态时，此时，扭簧15不再继续形变，整个机构处于刚性状态，来完全抑制俯仰、偏摆和翻滚的发生。这样，上述巡检机器人导向机构10通过固定块11、滚轮14、转架13、限位槽12和扭簧15的传动配合，来使得巡检机器人的行走机构2克服弯道的俯仰、偏摆和翻滚等晃动，并平稳、顺利地通过弯道。因此，相比较现有技术而言，其避免了由于采用多个刚性导向轮而使得机构复杂的问题，其避免了由于采用刚性导向轮产生较大冲击、振动及噪音的问题。

需要说明的是，为了减少滚轮14与轨道3之间的噪音，滚轮14由聚氨酯制成。

本实施例关于转架13具体结构形式的优选实施方式，如图2至图4所示，转架13包括两根支杆131以及两端分别支撑于两支杆131上的横梁132，支杆131一端转动连接于限位槽12中，另一端与滚轮14转动连接，抵顶部151与横梁132相抵。这样，当滚轮14受到轨道3的俯仰、偏摆和翻滚等作用力时，支杆131将于限位槽12中转动，而扭簧15将弹性变形产生扭力，并通过抵顶部151与横梁132的传递作用，扭力与作用力平衡，来使得行走机构2适应不同程度的俯仰、偏摆和翻滚，以平稳、顺利地通过弯道。

细化地，如图2至图4所示，为了更便于扭簧15与转架13的力传递，横梁132上设有通孔1321，抵顶部151设于通孔1321中。这样，通过抵顶部151与通孔1321的稳定配合，使得扭簧15的扭力与作用力的平衡更加稳定，使得行走机构2更加平稳、顺利地通过弯道。

如图2至图4所示，为了更好地控制行走机构2能够通过的最大转弯以及控制行走机构2于转弯时更够运行的最高速度，限位槽12的截面形状呈U形状，支杆131与限位槽12的抵接面为弧面。这样，限位槽12的槽口宽度将决定了支杆131于限位槽12中的最大转动范围，因此，可通过平衡的计算，得出最大转弯和最高速度。

细化地，如图2至图4所示，为了更便于扭簧15、转架13于固定块11上的安装连接，固定块11设有凹槽16，扭簧15固定于凹槽16中，凹槽16的相对两侧壁上分别设有限位槽12。

为了更便于转架13于固定块11上的转动，凹槽16的侧壁上插设有第一转轴171，扭簧15套于第一转轴171上，两支杆131分别转动连接于第一转轴171的相对两端。

如图2至图4所示，为了使得支杆131绕第一转轴171上的转动更加稳定，第一转轴171的两端分别露于支杆131外，第一转轴171的两端分别套设有用于将支杆131限位于第一转轴171上的第一垫圈181。

为了更好地实现滚轮14与支杆131的转动连接，滚轮14中穿设有第二转轴172，第二转轴172的两端分别与两支杆131转动连接。

如图2至图4所示，为了使得滚轮14绕第二转轴172上的转动更加稳定，第二转轴172的两端分别露于支杆131外，第二转轴172的两端分别套设有用于将滚轮14限位于第二转轴172上的第二垫圈182。

细化地，关于扭簧15具体结构的优选实施方式，扭簧15的两端分别形成有支撑脚152，支撑脚152插设于固定块11上，抵顶部151形成于两支撑脚152之间。

如图2、图3和图6所示，为了使得扭簧15产生的扭力更好地作用于转架13上，抵顶部151与支撑脚152之间形成扭转夹角β，转架13设于扭转夹角β中。这样，由于滚轮14和扭簧15的作用，转架13将较容易处于平衡状态，以更好地适应俯仰、偏摆和翻滚等晃动情况。

如图1和图7所示，巡检机器人的行走机构2设于轨道3中，行走机构2包括前后设置的前行走机构21和后行走机构22，前行走机构21的左侧设有左前导向机构101，前行走机构21的右侧设有右前导向机构102，前行走机构21的上侧设有上前导向机构103；后行走机构22的左侧设有左后导向机构401，后行走机构22的右侧设有右后导向机构402，后行走机构22的上侧设有上后导向机构403。

需要说明的是，左前导向机构101、右前导向机构102、上前导向机构103、左后导向机构401、右后导向机构402及上后导向机构403的结构均与上述巡检机器人导向机构10相同。

如图1和图7所示，当巡检机器人的行走机构2于轨道3上直线行走时，左前导向机构101、右前导向机构102、左后导向机构401及右后导向机构402中的扭簧15均处于一定的压缩状态；而当行走机构2于轨道3上转弯时，如左转弯，其右后导向机构402的滚轮14将受到轨道3越来越大的压力，进一步压缩扭簧15，直至转架13于限位槽12中转动至极限位置，扭簧15的形变最大，扭簧15变为刚性传力，使得行走机构2具有足够的动力通过弯道，以实现巡检机器人平稳转向。

如图1和图7所示，当行走机构2于轨道3上运行而发生俯仰情况时，在俯仰角度较小时，上前导向机构103及上后导向机构403的滚轮14将受到轨道3的上侧面对其抵压作用，使得其扭簧15发生压缩，转架13于限位槽12中转动一定的角度；而当俯仰角度逐渐变大，大到其转架13于限位槽12中转动至极限位置，扭簧15的形变最大，扭簧15变为刚性传力，使得行走机构2具有足够的作用力来限制俯仰的发生。

如图1和图7所示，当行走机构2于轨道3上运行而发生偏摆情况时，在偏摆程度较小时，左前导向机构101、右前导向机构102、左后导向机构401及右后导向机构402将受到轨道3的侧向抵压作用，各扭簧15发生压缩，各转架13分别于各限位槽12中转动一定的角度，来适应该种程度的偏摆情况；而当偏摆程度逐渐变大，大到其各转架13于各限位槽12中转动至极限位置，各扭簧15的形变最大，各扭簧15变为刚性传力，使得行走机构2具有足够的作用力来限制偏摆的发生。

如图1和图7所示，由于前行走机构21和后行走机构22沿轨道3的前进方向上前后设置，这样，左前导向机构101、右前导向机构102及上前导向机构103将对前行走机构21形成前三支撑点，而左后导向机构401、右后导向机构402及上后导向机构403将对后行走机构22形成后三支撑点，前三支撑点与后三支撑点在前进方向上相距一定距离，其能够限制翻滚的发生。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.巡检机器人导向机构，其被用于巡检机器人的行走机构上以使巡检机器人于轨道上平稳运行，其特征在于，包括设于行走机构上的固定块，所述固定块设有限位槽，所述限位槽中转动连接有转架，所述转架上转动连接有用于与轨道相抵的滚轮，所述固定块上设有扭簧，所述扭簧具有抵顶部，所述抵顶部与所述转架相抵。

2.如权利要求1所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述转架包括两根支杆以及两端分别支撑于两所述支杆上的横梁，所述支杆一端转动连接于所述限位槽中，另一端与所述滚轮转动连接，所述抵顶部与所述横梁相抵。

3.如权利要求2所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述横梁上设有通孔，所述抵顶部设于所述通孔中。

4.如权利要求2所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述限位槽的截面形状呈U形状，所述支杆与所述限位槽的抵接面为弧面。

5.如权利要求2～4任一项所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述固定块设有凹槽，所述扭簧固定于所述凹槽中，所述凹槽的相对两侧壁上分别设有所述限位槽。

6.如权利要求5所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述凹槽的侧壁上插设有第一转轴，所述扭簧套于所述第一转轴上，两所述支杆分别转动连接于所述第一转轴的相对两端。

7.如权利要求6所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述第一转轴的两端分别露于所述支杆外，所述第一转轴的两端分别套设有用于将所述支杆限位于所述第一转轴上的第一垫圈。

8.如权利要求2～5任一项所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述滚轮中穿设有第二转轴，所述第二转轴的两端分别与两所述支杆转动连接。

9.如权利要求2～5任一项所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述扭簧的两端分别形成有支撑脚，所述支撑脚插设于所述固定块上，所述抵顶部形成于两所述支撑脚之间。

10.如权利要求9所述的巡检机器人导向机构，其特征在于，所述抵顶部与所述支撑脚之间形成扭转夹角，所述转架设于所述扭转夹角中。