CN109080725B - 机器人行走结构及具有其的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人行走结构及具有其的机器人，包括：连接柱组件，连接柱组件包括连接柱、丝杠、滑块机构和第一驱动电机，连接柱为中空结构，丝杠设置在连接柱内，第一驱动电机与丝杠相连以驱动丝杠转动，滑块机构设置在丝杠上，滑块机构包括移动座、弹性件和连接块，移动座具有与丝杠相适配的螺纹，弹性件设置在连接块与移动座之间，移动座和连接块可相对移动，移动座和连接块通过限位件进行限位以避免连接块脱离移动座；行走轮组件，行走轮组件设置在连接柱组件上；压紧组件，压紧组件与连接块相连。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的机器人行走结构在线路上行走不畅的问题。

Description

机器人行走结构及具有其的机器人

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，具体而言，涉及一种机器人行走结构及具有其的机器人。

背景技术

在现有技术中，一些机器人是通过行走轮悬挂在线路上，沿着线路行走的，例如架空高压输电线路巡线机器人在巡检线路时，行走轮悬挂在高压输电线上，通过行走轮与电线接触，与行走轮相连的驱动电机驱动行走轮转动，与行走轮接触的电线带给行走轮驱动摩擦力，驱动摩擦力使行走轮前进，但是由于线路路况不同，机器人前进时可能会发生打滑现象，这种现象不仅降低了巡检效率，浪费了驱动能源，加速了机器人内部零件磨损，甚至，机器人高速运动时，如果行走轮打滑，还会有坠落的风险。目前一些机器人装有压紧轮，压紧轮位于行走轮下方，压紧轮可以增大行走轮和线路之间的摩擦力，并且还使行走轮能够一直卡在线路上，起防止打滑和防止坠落的效果。但是当线路发生变化时，巡线机器人经常会出现行走不畅的问题，例如当线路鼓包或者形状、直径发生变化时，压紧轮要么压紧不到位，要么会被卡死。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器人行走结构及具有其的机器人，以解决现有技术中的机器人在线路上行走不畅的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机器人行走结构，包括：连接柱组件，连接柱组件包括连接柱、丝杠、滑块机构和第一驱动电机，连接柱为中空结构，丝杠设置在连接柱内，第一驱动电机与丝杠相连以驱动丝杠转动，滑块机构设置在丝杠上，滑块机构包括移动座、弹性件和连接块，移动座具有与丝杠相适配的螺纹，弹性件设置在连接块与移动座之间，移动座和连接块可相对移动，移动座和连接块通过限位件进行限位以避免连接块脱离移动座；行走轮组件，行走轮组件设置在连接柱组件上；压紧组件，压紧组件与连接块相连。

进一步地，连接块包括连接块主体，连接块主体具有凹槽，连接块主体的凹槽开口朝下设置在中空结构内，连接块主体具有供丝杠穿过的过孔，连接块主体的内壁与移动座的外径相适配，连接块主体与移动座形成容纳空间，弹性件设置在容纳空间内。

进一步地，滑块机构还包括卡簧，卡簧设置在连接块主体的开口处，且位于移动座的远离容纳空间的一侧。

进一步地，弹性件为弹簧。

进一步地，连接块还包括设置在连接块主体内的限位套，限位套的第一端与连接块主体的底部相连，限位套的第二端向连接块主体的开口处延伸并形成自由端，限位套的内径与过孔的内径相同且限位套与过孔同轴设置，弹簧套设在限位套的周向外侧。

进一步地，移动座为自锁螺母结构。

进一步地，行走轮组件包括第二驱动电机和行走轮，第二驱动电机设置在连接柱组件上，行走轮与第二驱动电机相连。

进一步地，压紧组件包括固定支架和压紧轮，压紧轮与固定支架相连，固定支架与连接块相连接。

进一步地，压紧组件还包括压紧轮座和扁轴，压紧轮为两个，两个压紧轮设置在压紧轮座上并位于行走轮的两侧，压紧轮座具有扁轴安装孔，扁轴的第一端与固定支架相连，扁轴的第二端设置在扁轴安装孔内。

进一步地，扁轴的上下两侧均为弧形，扁轴安装孔的上侧与扁轴的上侧弧形相适配的弧形，扁轴安装孔的下侧为弧形，扁轴安装孔的下侧的弧形的直径大于扁轴下侧的弧形以使扁轴的下侧可做圆弧移动。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括机器人主体和与机器人主体连接的机器人行走结构，机器人行走结构为上述的机器人行走结构。

应用本发明的技术方案，机器人行走结构主要包括连接柱组件、行走轮组件和压紧轮组件。连接柱组件包括连接柱、丝杠、滑块机构和第一驱动电机，第一驱动电机与丝杠连接，驱动丝杠转动，带动丝杠上的滑块机构上下移动，以使与滑块机构相连的压紧组件可以在连接柱上移动，行走轮组件悬挂在线路上时，压紧组件向上移动，向上抵压线路，对线路施加向上的力，行走轮组件和压紧组件相互配合，使得行走轮组件和线路之间的作用力较大，增大行走轮组件和线路之间的摩擦力，防止行走轮组件打滑。滑块机构包括移动座、连接块和并且在滑块机构的连接块和移动座之间有弹性件，当线路的直径突变时，弹性件发生形变，连接块和移动座可以相对移动，保证压紧组件和线路紧贴而且不会卡死。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的机器人行走结构在线路上行走不畅的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的机器人行走结构的实施例的侧视图示意图；以及

图2示出了图1所示的机器人行走结构的连接柱剖面图示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、连接柱组件；11、连接柱；12、丝杠；13、滑块机构；131、移动座；132、弹性件；133、连接块；134、连接块主体；135、卡簧；136、限位套；14、第一驱动电机；20、行走轮组件；30、压紧组件；31、固定支架；32、压紧轮；33、压紧轮座；34、扁轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本实施例的机器人行走结构，包括：连接柱组件10、行走轮组件20和压紧组件30，连接柱组件10包括连接柱11、丝杠12、滑块机构13和第一驱动电机14，连接柱11为中空结构，丝杠12设置在连接柱11内，第一驱动电机14与丝杠12相连以驱动丝杠12转动，滑块机构13设置在丝杠12上，滑块机构13包括移动座131、弹性件132和连接块133，移动座131具有与丝杠12相适配的螺纹，弹性件132设置在连接块133与移动座131之间，移动座131和连接块133可相对移动，移动座131和连接块133通过限位件进行限位以避免连接块133脱离移动座131，行走轮组件20设置在连接柱组件10上，压紧组件30与连接块133相连。

应用本实施例的技术方案，机器人行走结构主要包括连接柱组件10、行走轮组件20和压紧组件30。连接柱组件10包括连接柱11、丝杠12、滑块机构13和第一驱动电机14，第一驱动电机14与丝杠12连接，驱动丝杠12转动，带动丝杠12上的滑块机构13上下移动，以使与滑块机构13相连的压紧组件30可以在连接柱11上移动，行走轮组件20悬挂在线路上时，压紧组件30向上移动，向上抵压线路，对线路施加向上的力，行走轮组件20和压紧组件30相互配合，使得行走轮组件20和线路之间的作用力较大，增大行走轮组件20和线路之间的摩擦力，防止行走轮组件20打滑。滑块机构13包括移动座131、连接块133和并且在滑块机构13的连接块133和移动座131之间有弹性件132，当线路的直径突变时，弹性件132发生形变，连接块133和移动座131可以相对移动，保证压紧组件30和线路紧贴而且不会卡死。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的机器人行走结构在线路上行走不畅的问题。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，连接块133包括连接块主体134，连接块主体134具有凹槽，连接块主体134的凹槽开口朝下设置在中空结构内，连接块主体134具有供丝杠12穿过的过孔，连接块主体134的内壁与移动座131的外径相适配，连接块主体134与移动座131形成容纳空间，弹性件132设置在容纳空间内。连接块主体134的外径与连接柱11的内壁形状、尺寸相适配，连接柱11内壁光滑，与连接块133的摩擦力较小，可以使滑块机构13在连接柱11内顺畅地沿着连接柱11的内壁移动。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，滑块机构13还包括卡簧135，卡簧135设置在连接块主体134的开口处，且位于移动座131的远离容纳空间的一侧。连接块主体134的凹槽内壁上设置有卡槽，将弹性件132、移动座131装入凹槽后，可以将卡簧135卡入卡槽内，这样当丝杠12带动移动座131向上移动时，由于移动座131被卡簧135固定在连接块133内，所以可以带动连接块133向上移动。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，弹性件132为弹簧。用弹簧作为弹性件132，因为弹簧价格便宜，弹性好，而且比较重量比较轻，有利于减轻整个滑块机构13的重量。另外，当行进过程中，如果遇到线路的直径突然变化，例如当线路直径突然变大时，移动座131来不及下移，这时，与线路紧贴的压紧组件30带动连接块133向下移动，弹簧压缩，由于弹簧的存在，移动座131和连接块133可以相对移动，这样线路直径突然变大时，压紧组件30不会被卡死。具体地，丝杠穿过弹簧，移动座131的上部具有弹簧座，弹簧座的外径和弹簧的内径过盈配合，这样弹簧与移动座131的配合更加稳固。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，连接块133还包括设置在连接块主体134内的限位套136，限位套136的第一端与连接块主体134的底部相连，限位套136的第二端向连接块主体134的开口处延伸并形成自由端，限位套136的内径与过孔的内径相同且限位套136与过孔同轴设置，弹簧套设在限位套136的周向外侧。限位套136和连接块主体134是一体成型的，限位套136可以保证弹簧受力时不会歪斜。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，移动座131为自锁螺母结构。移动座131既可以起到传动的作用，也可以起到自锁的作用。它可以把丝杠12的转动转化成滑块机构13的上下移动，并且丝杠12和移动座131只要满足螺旋升角小于摩擦角，就可以实现自锁，不需要其它结构，非常简单方便。同时在丝杠12上设置有扭力传感器，扭力传感器与控制系统相连，通过分析扭力，控制第一驱动电机14的运动。另外在丝杠12的上端设置有成对的角接触轴承，角接触轴承的上端设置有锁紧螺母，锁紧螺母将丝杠12卡在角接触轴承上方，并且为角接触轴承提供预应力，提高角接触轴承刚性和精度，减小振动，成对的使用角接触轴承可以承受双向轴向力，适合需要正转和反转的情况。在丝杠12的下端设置有轴承座和安装在轴承座内的轴承，轴承座通过紧固件固定在连接柱11上，轴承座下底面固定有电机安装法兰，第一驱动电机14安装在电机安装法兰上。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，行走轮组件20包括第二驱动电机和行走轮，第二驱动电机设置在连接柱组件10上，行走轮与第二驱动电机相连。通过第二驱动电机带动行走轮转动，和线路之间产生摩擦力，使行走轮在线路上前进。压紧组件30位于行走轮的下方，可以向上顶压线路，使其线路能够牢牢卡在行走轮轮槽内。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，压紧组件30包括固定支架31和压紧轮32，压紧轮32与固定支架31相连，固定支架31与连接块133相连接。在连接柱11外表面上有通到内壁的长形槽，固定支架31和连接块133可以是一体成型的，固定支架31通过长形槽从连接柱11内伸出。压紧轮32为沿线路方向并列设置的两个，两个压紧轮32之间有一定的间隔，这样两个压紧轮32位于行走轮与线路接触的位置两侧，不会过分顶紧，压紧轮32的边沿不容易触碰到行走轮的轮槽，导致行走轮行走困难。而且两个压紧轮32也更容易压紧比较细的线路，因为如果只有一个压紧轮32，那么需要压紧比较细的线路时，压紧轮32的边沿更容易触碰到行走轮的轮槽，甚至，当线路更细的时候，即使压紧轮32的边沿顶住行走轮的轮槽，压紧轮32也无法紧压线轮。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，压紧组件30还包括压紧轮座33和扁轴34，压紧轮32为两个，两个压紧轮32设置在压紧轮座33上并位于行走轮的两侧，压紧轮座33具有扁轴安装孔，扁轴34的第一端与固定支架31相连，扁轴34的第二端设置在扁轴安装孔内。扁轴34通过紧固件与固定支架31固定连接。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，扁轴34的上下两侧均为弧形，扁轴安装孔的上侧与扁轴34的上侧弧形相适配的弧形，扁轴安装孔的下侧为弧形，扁轴安装孔的下侧的弧形的直径大于扁轴34下侧的弧形以使扁轴34的下侧可做圆弧移动。扁轴安装孔的两个侧壁的两端均与上下弧形的两端相连。当行进过程中遇到阻碍时，扁轴34可以在扁轴安装孔内绕着上侧弧形转动，扁轴34下侧弧形在扁轴安装孔内移动较小角度，使压紧轮座33可以绕着扁轴34向下转动一个小角度，进而使压紧轮32沿凸起的障碍物移动，而不会直接撞在障碍物上，影响前进。同理，当从障碍物上下来时，压紧轮座33会向上转动。另外，在压紧轮32上还装有传感器，可以检测前进道路上的障碍物，并将信息反馈给控制系统，遇到无法逾越的障碍物，控制系统会做出反应，不会使机器人强行通过。

本申请还提供了一种机器人，包括机器人主体和与机器人主体连接的机器人行走结构，机器人行走结构为上述的机器人行走结构。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器人行走结构，其特征在于，包括：

连接柱组件(10)，所述连接柱组件(10)包括连接柱(11)、丝杠(12)、滑块机构(13)和第一驱动电机(14)，所述连接柱(11)为中空结构，所述丝杠(12)设置在所述连接柱(11)内，所述第一驱动电机(14)与所述丝杠(12)相连以驱动所述丝杠(12)转动，所述滑块机构(13)设置在所述丝杠(12)上，所述滑块机构(13)包括移动座(131)、弹性件(132)和连接块(133)，所述移动座(131)具有与所述丝杠(12)相适配的螺纹，所述弹性件(132)设置在所述连接块(133)与所述移动座(131)之间，所述移动座(131)和所述连接块(133)可相对移动，所述移动座(131)和所述连接块(133)通过限位件进行限位以避免所述连接块(133)脱离所述移动座(131)；

行走轮组件(20)，所述行走轮组件(20)设置在所述连接柱组件(10)上；

压紧组件(30)，所述压紧组件(30)与所述连接块(133)相连；

所述行走轮组件(20)包括第二驱动电机和行走轮，所述第二驱动电机设置在所述连接柱组件(10)上，所述行走轮与所述第二驱动电机相连；

所述压紧组件(30)包括固定支架(31)和压紧轮(32)，所述压紧轮(32)与所述固定支架(31)相连，所述固定支架(31)与所述连接块(133)相连接；

所述压紧组件(30)还包括压紧轮座(33)和扁轴(34)，所述压紧轮(32)为两个，两个所述压紧轮(32)设置在所述压紧轮座(33)上并位于所述行走轮的两侧，所述压紧轮座(33)具有扁轴安装孔，所述扁轴(34)的第一端与所述固定支架(31)相连，所述扁轴(34)的第二端设置在所述扁轴安装孔内。

2.根据权利要求1所述的机器人行走结构，其特征在于，所述连接块(133)包括连接块主体(134)，所述连接块主体(134)具有凹槽，所述连接块主体(134)的凹槽开口朝下设置在所述中空结构内，所述连接块主体(134)具有供所述丝杠(12)穿过的过孔，所述连接块主体(134)的内壁与所述移动座(131)的外径相适配，所述连接块主体(134)与所述移动座(131)形成容纳空间，所述弹性件(132)设置在所述容纳空间内。

3.根据权利要求2所述的机器人行走结构，其特征在于，所述滑块机构(13)还包括卡簧(135)，所述卡簧(135)设置在所述连接块主体(134)的开口处，且位于所述移动座(131)的远离所述容纳空间的一侧。

4.根据权利要求3所述的机器人行走结构，其特征在于，所述弹性件(132)为弹簧。

5.根据权利要求4所述的机器人行走结构，其特征在于，所述连接块(133)还包括设置在连接块主体(134)内的限位套(136)，所述限位套(136)的第一端与所述连接块主体(134)的底部相连，所述限位套(136)的第二端向所述连接块主体(134)的开口处延伸并形成自由端，所述限位套(136)的内径与所述过孔的内径相同且所述限位套(136)与所述过孔同轴设置，所述弹簧套设在所述限位套(136)的周向外侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的机器人行走结构，其特征在于，所述移动座(131)为自锁螺母结构。

7.根据权利要求1所述的机器人行走结构，其特征在于，所述扁轴(34)的上下两侧均为弧形，所述扁轴安装孔的上侧与所述扁轴(34)的上侧弧形相适配的弧形，所述扁轴安装孔的下侧为弧形，所述扁轴安装孔的下侧的弧形的直径大于所述扁轴(34)下侧的弧形以使所述扁轴(34)的下侧可做圆弧移动。

8.一种机器人，包括机器人主体和与机器人主体连接的机器人行走结构，其特征在于，所述机器人行走结构为权利要求1至7中任一项所述的机器人行走结构。

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