CN109676580A - 轨道式巡检机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种能够在轨道上可靠行走的轨道式巡检机器人，机架上设置有信号采集摄录设备和信号收发设备，机架及附件总成的铅垂向对称面的两侧对称设置行走轮及行走轮的下方设置顶紧轮，行走轮和顶紧轮的轮轴芯平行且行走轮和顶紧轮之间的轮间距与置于其间的┸形轨道A的翼板厚吻合，位于┸形轨道A的腹板两侧的行走轮、顶紧轮同芯布置，行走轮、顶紧轮的轮芯与机架及附件总成的铅垂向对称面垂直，动力单元行驱动行走轮转动。上述方案中，┸形轨道A的腹板夹置于行走轮和顶紧轮之间，有效地避免了机器人受外力影响发生抖动及其上坡打滑的现象，同时总成在铅垂向对称面垂直，保证了轨道式巡检机器人在轨道上行走是的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及雨水调蓄池、城市地下管廊、地下或半地下污水处理厂等领域，特别是涉及一种轨道式巡检机器人。
背景技术
污水处理是城市基础建设中必不可少的工作之一。为了保证雨水调蓄池、城市地下管廊、地下或半地下污水处理厂的正常工作，需要定期进行现场巡逻，并对水质进行监测，监测设备运行情况，采集设备的工作状态，即时发现设备的外观异常，以及对水样进行检测。由于传统的巡检工作主要由工作人员来完成，工作人员劳动强度大，增加了运营成本，并且工作现场有害气体容易对工作人员身体造成伤害，因此开发一种行走可靠、可在轨道上小半径转弯的机器人就显得很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在轨道上可靠行走的轨道式巡检机器人。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种轨道式巡检机器人，机架上设置有信号采集摄录设备和信号收发设备，机架及附件总成的铅垂向对称面的两侧对称设置行走轮及行走轮的下方设置顶紧轮，行走轮和顶紧轮的轮轴芯平行且行走轮和顶紧轮之间的轮间距与置于其间的┸形轨道A的翼板厚吻合，位于┸形轨道A的腹板两侧的行走轮、顶紧轮同芯布置，行走轮、顶紧轮的轮芯与机架及附件总成的铅垂向对称面垂直，动力单元行驱动行走轮转动。
上述方案中，┸形轨道A的腹板夹置于行走轮和顶紧轮之间，有效地避免了机器人受外力影响发生抖动及其上坡打滑的现象，同时总成在铅垂向对称面垂直，保证了巡检机器人在轨道上行走是的稳定性和安全性。
附图说明
图1、图2为本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的左视图；
图5为本发明的主视图；
图6为导性机构的立体示意图。
具体实施方式
如图1-图6所示，一种轨道式巡检机器人，机架10上设置有信号采集摄录设备20和信号收发设备30，机架10及附件总成的铅垂向对称面的两侧对称设置行走轮40及行走轮40的下方设置顶紧轮50，行走轮40和顶紧轮50的轮轴芯平行且行走轮40和顶紧轮50之间的轮间距与置于其间的┸形轨道A的翼板厚吻合，位于┸形轨道A的腹板两侧的行走轮40、顶紧轮50同芯布置，行走轮40、顶紧轮50的轮芯与机架10及附件总成的铅垂向对称面垂直，动力单元行驱动行走轮40转动。巡检机器人在┸形轨道A上行走时，不可避免的会受到自然界的风力、空中掉落物的撞击力等外力的影响，为了保证其稳定的行走，┸形轨道A的腹板夹置于行走轮40和顶紧轮50之间，行走轮40和顶紧轮50之间夹紧力能够避免跳动及其上坡打滑的现象的发生，同时总成在铅垂向对称面垂直，保证了巡检机器人在轨道上行走是的稳定性和安全性。
当巡检机器人在经过弯道需要转弯的时候，由于其惯性，巡检机器人还沿着直线运动，机架10上还设置有导向机构60，导向机构60包括导向轮61，导向轮61的轮芯与行走轮40的轮芯垂直布置，导向机构60还包括用于调节导向轮61轮芯位置的浮动机构。在直线导轨上行走时，导向轮61与┸形轨道A腹板之间存在一定的间隙，起到导向的作用，经过弯道需要转弯的时候，导向轮61由于其惯性沿原先的方向继续运动就会发生导向轮61与┸形轨道A腹板抵靠接触，这时腹板给于导向轮61一个反作用推力，迫使整个巡检机器人的运动发现发生改变，保证在机器人弯道处也能平滑顺利的行走。
作为本发明的优选方案一，所述的浮动机构包括固定在机架10侧板11上的安装板62，铰链板63与安装板62通过铰接轴65铰接，安装板62上设置有气弹簧64，气弹簧64提供弹力驱使铰链板63带动导向轮61靠近T字型轨道A的方向转动。当导向轮61受到┸形轨道A腹板的推力时，铰链板63绕着铰接轴65转动，气弹簧64提供的弹力保证导向轮61始终与┸形轨道A腹板抵靠进行导向的同时又不会对行走轮40的行走产生过大的阻力。气弹簧64具有较大的初始力的特性，而且气弹簧64的作用力在整个行程中，可以基本保持恒定。
作为本发明的优选方案二，所述的浮动机构包括固定在机架10侧板11上的安装板62，铰链板63与安装板62通过铰接轴65铰接，压簧/扭簧一端固定于安装板62上、另一端固定于铰链板63上，导向轮61可转动地连接于铰链板63上，压簧/扭簧提供弹力驱使铰链板63带动导向轮61靠近T字型轨道A的方向转动。当导向轮61受到┸形轨道A腹板的推力时，铰链板63绕着铰接轴65转动，压簧/扭簧提供的弹力保证导向轮61始终与┸形轨道A腹板抵靠进行导向的同时又不会对行走轮40的行走产生过大的阻力。压簧/扭簧的结构在图中未示出，但是这种结构亦可以满足调节导向轮61轮芯位置的目的。
进一步的，铰链板63整体呈条板状，其截面呈U型，铰接轴65和导向轮61分别设置在条板的两端，条板上靠近铰接轴65的端部设置有凸部631，凸部631与安装板62上设置的限位板621构成限位配合。待转弯完成后，压簧64a或扭簧64b提供的弹力驱使铰链板63绕着铰接轴65转动，由于限位板621的设置，凸部631与限位板621抵靠时，导向轮61的轮芯便回到了原始的位置。
由于机器人可以既可以向前行走也可以向后行走，既可以向左转弯也可以向右转弯，所以导向轮61在机架10的两侧板11前后两端靠近端部位置处各设置1个，共4个。
优选的，行走轮40的外侧端部向外设置有翻边41，翻边41与┸形轨道A的翼板的侧边抵靠限制行走轮40在其轴向上的位移。行走轮40和顶紧轮30约束了机器人在┸形轨道A上竖直方向的运动，翻边41约束了机器人在┸形轨道A上水平方向的运动，保证了机器人沿┸形轨道A的行走。
由于巡检机器人转弯时，外侧轮比内侧轮移动距离大，外侧轮有滑拖现象，内侧行走轮40有滑转现象，如此，车轮的滑动导致磨损严重且增加功率和能耗，使转向困难，制动性能变差。行走轮40至少设置有两组，连接于同一侧板11上的行走轮40之间构成链传动配合，两侧板11上的行走轮40由各自的驱动机构驱动。不同的驱动机构可以实现内外侧行走轮40的速度不同，外侧加快，内侧减慢，实现稳定、快速转弯，解决打滑严重，重复定位的问题。另一种方案就是，行走轮40至少设置有两组，连接于同一侧板11上的行走轮40之间构成链传动配合，两侧板11上的行走轮40由同一驱动机构驱动，且两侧的行走轮40之间设置有差速器。这样只需一套驱动机构即可实现内外侧行走轮40的速度不同的目的。
顶紧轮30、行走轮40和导向轮61均由聚氨酯材料制成。也可以在轮子的外层设置有柔性层，起到减震作用，使巡检机器人不晃动，提高了安全性和稳定性。
机架10的两侧板外侧设置有挂箱70，信号采集摄录设备20和信号收发设备30设置在箱体的端部位置处，箱体的内部还设置有电池71。
Claims (10)
1.一种轨道式巡检机器人，机架(10)上设置有信号采集摄录设备(20)和信号收发设备(30)，其特征在于：机架(10)及附件总成的铅垂向对称面的两侧对称设置行走轮(40)及行走轮(40)的下方设置顶紧轮(50)，行走轮(40)和顶紧轮(50)的轮轴芯平行且行走轮(40)和顶紧轮(50)之间的轮间距与置于其间的┸形轨道A的翼板厚吻合，位于┸形轨道A的腹板两侧的行走轮(40)、顶紧轮(50)同芯布置，行走轮(40)、顶紧轮(50)的轮芯与机架(10)及附件总成的铅垂向对称面垂直，动力单元行驱动行走轮(40)转动。
2.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：机架(10)上还设置有导向机构(60)，导向机构(60)包括导向轮(61)，导向轮(61)的轮芯与行走轮(40)的轮芯垂直布置，导向机构(60)还包括用于调节导向轮(61)轮芯位置的浮动机构。
3.根据权利要求2所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：所述的浮动机构包括固定在机架(10)侧板(11)上的安装板(62)，铰链板(63)与安装板(62)通过铰接轴(65)铰接，安装板(62)上设置有气弹簧(64)，气弹簧(64)提供弹力驱使铰链板(63)带动导向轮(61)靠近T字型轨道A的方向转动。
4.根据权利要求2所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：所述的浮动机构包括固定在机架(10)侧板(11)上的安装板(62)，铰链板(63)与安装板(62)通过铰接轴(65)铰接，压簧/扭簧一端固定于安装板(62)上、另一端固定于铰链板(63)上，导向轮(61)可转动地连接于铰链板(63)上，压簧/扭簧提供弹力驱使铰链板(63)带动导向轮(61)靠近T字型轨道A的方向转动。
5.根据权利要求3或4所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：铰链板(63)整体呈条板状，其截面呈U型，铰接轴(65)和导向轮(61)分别设置在条板的两端，条板上靠近铰接轴(65)的端部设置有凸部(631)，凸部(631)与安装板(62)上设置的限位板(621)构成限位配合。
6.根据权利要求3或4所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：导向轮(61)在机架(10)的两侧板(11)前后两端靠近端部位置处各设置1个，共4个。
7.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：行走轮(40)的外侧端部向外设置有翻边(41)，翻边(41)与┸形轨道A的翼板的侧边抵靠限制行走轮(40)在其轴向上的位移。
8.根据权利要求7所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：行走轮(40)至少设置有两组，连接于同一侧板(11)上的行走轮(40)之间构成链传动配合，两侧板(11)上的行走轮(40)由各自的驱动机构驱动，或两侧板(11)上的行走轮(40)由同一驱动机构驱动且两侧的行走轮(40)之间设置有差速器。
9.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：顶紧轮(30)、行走轮(40)和导向轮(61)均由聚氨酯材料制成。
10.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于：机架(10)的两侧板外侧设置有挂箱(70)，信号采集摄录设备(20)和信号收发设备(30)设置在箱体的端部位置处，箱体的内部还设置有电池(71)。
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