CN109760014B - 一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人及系统，巡检机器人包括带有轨道行走机构及巡检图像采集设备的机舱，机舱为密闭结构且带有无线充电接收模块，且机舱内设有电源模块、控制模块以及无线通讯模块，轨道行走机构包括行走驱动装置和主框架，主框架上设有导向承重轮组件和一对滑动槽，行走驱动装置的两侧设有横向伸出布置的连接柱，连接柱滑动布置在滑动槽中，导向承重轮组件和行走驱动装置的轨道行走部件之间形成轨道安装位，滑动槽的一端设有用于调节轨道安装位摩擦力大小的调压装置，连接柱顶压或支承在调压装置上。本发明具有防护性能好、环境适应能力强、充电安全可靠、驱动能力强、使用寿命长、运行稳定性好的优点。

Description

一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人及系统

技术领域

本发明涉及自动巡检设备，具体涉及一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人及系统，可广泛引用于发电厂、煤炭生产企业输煤栈桥、电力线路、城市地下综合管廊等需要做定期巡检的场合，能够用于代替人工对现场设备运行情况、环境状况进行巡检并自动把巡检结果实时上传至控制室或后台管理系统。

背景技术

随着经济的发展及技术的进步，目前在电力线路巡检、城市地下综合管廊巡检、输煤栈桥巡检等需要定期安排人力去对现场设备运行情况、现场环境进行监测的领域越来越多的引入了自动巡检机器人，市场上相关做巡检设备的企业也如雨后春笋般的出现。但从目前市场产品来看，自动巡检机器人主要应用在电力线路、配电房、城市地下综合管廊等粉尘浓度较小、温湿度适中、环境噪音小、巡检设备或巡检管线布局比较规整的条件比较友好的环境中，无法满足类似于输煤栈桥的粉尘浓度较大、温湿度大、环境噪音大、现场管线设备布局比较杂乱的恶劣环境下的使用要求。主要原因第一是目前市面上的自动巡检机器人均采用接触式充电技术，因接触式充电技术在充电接触的瞬间可能产生电火花，且充电机构的正负极一般采用易导电的金属铜制作，易生锈，且接触式充电方式在湿度较大的环境中易产生漏电风险，因此无法应用到粉尘较多、湿度较大的恶劣环境中去；第二是在粉尘浓度大、温湿度大的恶劣环境下，对设备的“防水、防尘、防腐”三防提出了更高的要求。第三因为输煤栈桥与电力线路、配电房或城市地下综合管廊相比现场更复杂，各种管线的布置不像电力线路、配电房或城市地下综合管廊一样规整，因此对巡检机器人的外形尺寸、爬坡能力、拐弯能力也提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人及系统，本发明具有防护性能好、环境适应能力强、充电安全可靠的优点，能够根据轨道不同坡度调节调压装置的压力来实现控制和轨道之间不同的摩擦力，摩擦力调节方便、运行平稳，从而能够提高爬陡坡的驱动能力以及降低平直轨道上的驱动能耗，能够调节两个调压装置以不同的压力来实现减少转弯行走时轨道行走部件的扭曲程度，避免了弯道行走时的磨损量，大大提高了轨道行走部件的使用寿命，极大地提高了轨道巡检机器人的环境适应能力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，包括带有轨道行走机构以及巡检图像采集设备的机舱，所述机舱为密闭结构且带有无线充电接收模块，且所述机舱内设有电源模块、控制模块以及无线通讯模块，所述电源模块、无线充电接收模块、无线通讯模块、轨道行走机构、巡检图像采集设备分别与控制模块相连，所述轨道行走机构包括行走驱动装置和主框架，所述主框架上设有导向承重轮组件和一对滑动槽，所述行走驱动装置的两侧设有横向伸出布置的连接柱，所述连接柱滑动布置在滑动槽中，所述导向承重轮组件和行走驱动装置的轨道行走部件之间形成轨道安装位，所述滑动槽的一端设有用于调节轨道安装位摩擦力大小的调压装置，所述连接柱顶压或支承在调压装置上。

可选地，所述调压装置包括带有内孔的弹簧安装座，所述弹簧安装座的内孔中设有顶压弹簧和可滑动的弹簧调节板，所述顶压弹簧一端伸出内孔且顶压在连接柱上、另一端顶压在弹簧调节板上，所述弹簧调节板上安装有行程调节组件。

可选地，所述行程调节组件为电动行程调节组件或者手动行程调节组件，所述电动行程调节组件包括调压电机、调节丝杆和控制单元，所述调压电机直接或者通过电机安装支架间接安装在弹簧安装座或者主框架上，所述调压电机的输出轴和调节丝杆相连，所述调节丝杆和弹簧调节板相连，所述控制单元包括设于顶压弹簧上的检测传感器以及控制器，所述检测传感器为压力传感器或行程传感器，所述检测传感器的输出端和控制器相连，所述控制器的输出端通过驱动电路和调压电机相连；所述手动行程调节组件包括固定螺套，所述固定螺套上套设有螺纹配合的调节螺栓，所述调节螺栓和弹簧调节板相连。

可选地，所述行走驱动装置的轨道行走部件包括至少一个摩擦驱动轮和至少一个同步行走轮，所述同步行走轮为齿轮或链轮。

可选地，所述行走驱动装置包括支承底板，所述连接柱设于支承底板上，所述支承底板上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过传动件和轨道行走部件相连，所述传动件为传动皮带、或者传动链条、或者齿轮。

可选地，所述支承底板上设有带有轴承的连杆安装座，所述连杆安装座的轴承中设有浮动连杆，所述浮动连杆的两端分别卡设在主框架内腔两侧的滑槽中，所述连接柱在滑槽中的滑动方向、浮动连杆在滑动槽中的滑动方向两者之间相互垂直。

可选地，所述导向承重轮组件包括安装座和铰接于安装座上的摇臂，所述摇臂的至少一侧和安装座之间设有第一柔性元件，所述摇臂上远离安装座的一侧设有挂载轮和弹性伸缩臂，所述弹性伸缩臂的端部安装有侧导向轮。

可选地，所述摇臂通过铰接轴铰接于安装座上。

可选地，所述摇臂的两侧设有安装孔，所述弹性伸缩臂插设贯穿布置于安装孔中且与摇臂之间连接有第二柔性元件。

本发明提供一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人系统，包括轨道式输煤栈桥自动巡检机器人和轨道，所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人为前述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，所述轨道上安装有用于给所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人充电的无线充电发射模块。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：

1、本发明的机舱为密闭结构，能够适应现场粉尘工作环境。

2、本发明的机舱设有无线充电接收模块，采用先进的无线充电技术，避免接触式充电可能产生电火花在粉尘环境下引起爆炸以及潮湿环境下的漏电风险。

3、本发明能够根据轨道不同坡度调节调压装置的压力来实现控制和轨道之间不同的摩擦力，摩擦力调节方便、运行平稳，从而能够提高爬陡坡的驱动能力以及降低平直轨道上的驱动能耗。

4、本发明能够调节两个调压装置以不同的压力来实现减少转弯行走时轨道行走部件的扭曲程度，避免了弯道行走时的磨损量，大大提高了轨道行走部件的使用寿命，极大地提高了动力驱动机构的环境适应能力。

附图说明

图1为本发明实施例中轨道式输煤栈桥自动巡检机器人的立体结构示意图。

图2为本发明实施例中轨道行走机构的立体结构示意图。

图3为本发明实施例中主框架的立体结构示意图。

图4为本发明实施例中行走驱动装置的立体结构示意图。

图5为本发明实施例中行走驱动装置的立体分解结构示意图。

图6为本发明实施例中调压装置的一种结构示意图。

图7为图6所示调压装置的立体分解结构示意图。

图8为本发明实施例中调压装置的另一种结构示意图。

图9为本发明实施例中导向承重轮组件的立体结构示意图。

图10为本发明实施例中弹性伸缩臂部分的剖视结构示意图。

图11为本发明实施例中轨道式输煤栈桥自动巡检机器人系统的结构示意图。

图12为本发明实施例中导向承重轮组件和轨道的配合结构示意图。

图13为本发明实施例中轨道的立体结构示意图。

图14为本发明实施例中的充电原理结构示意图。

图例说明：1、轨道行走机构；11、行走驱动装置；110、支承底板；111、连接柱；1111、安装座；112、轨道行走部件；1121、摩擦驱动轮；1122、同步行走轮；1123、从动带轮；1124、驱动轴；1125、轴承座；113、驱动电机；1131、电机座；1132、传动调节板；1133、主动带轮；1114、连杆安装座；1141、浮动连杆；1142、滑槽；115、连接梁；1151、平衡调节轮；12、主框架；121、导向承重轮组件；1211、导向轮底座；1212、摇臂；1213、挂载轮；1214、导向轮；1215、弹性伸缩臂；1216、侧导向轮；1217、铰接轴；1218、安装孔；1219、第二柔性元件；122、滑动槽；123、调压装置；1231、弹簧安装座；1232、顶压弹簧；1233、弹簧调节板；1234、调压电机；1235、调节丝杆；1236、电机安装支架；1237、固定螺套；1238、滑动孔；1239、盖板；2、巡检图像采集设备；3、机舱；4、轨道；41、挂载板；42、摩擦面；43、齿条。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例提供一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，包括带有轨道行走机构1以及巡检图像采集设备2的机舱3，机舱3为密闭结构且带有无线充电接收模块，且机舱3内设有电源模块、控制模块以及无线通讯模块，电源模块、无线充电接收模块、无线通讯模块、轨道行走机构1、巡检图像采集设备2分别与控制模块相连，轨道行走机构1包括行走驱动装置11和主框架12，主框架12上设有导向承重轮组件121和一对滑动槽122，行走驱动装置11的两侧设有横向伸出布置的连接柱111，连接柱111滑动布置在滑动槽122中，导向承重轮组件121和行走驱动装置11的轨道行走部件112之间形成轨道安装位，滑动槽122的一端设有用于调节轨道安装位摩擦力大小的调压装置123，连接柱111顶压或支承在调压装置123上。

需要说明的是，本实施例中主框架12采用挂载式结构悬挂安装在轨道上，在此状态下连接柱111顶压在调压装置123上，此外也可以根据需要采用倒装结构，使得主框架12支承在轨道上，此时则连接柱111可以根据需要采用顶压或支承在调压装置123上。

如图6和图7所示，本实施例中，调压装置123包括带有内孔的弹簧安装座1231，弹簧安装座1231的内孔中设有顶压弹簧1232和可滑动的弹簧调节板1233，顶压弹簧1232一端伸出内孔且顶压在连接柱111上、另一端顶压在弹簧调节板1233上，弹簧调节板1233上安装有行程调节组件。在工作状态下，行程调节组件可以调节弹簧调节板1233在内孔中的行程位置，从而对使得顶压弹簧1232承受不同的压力，从而使其传递给连接柱111，从而可以使得行走驱动装置11和主框架12之间的相对位置（压力）发生变化，由于主框架12相对轨道4的纵向位置为固定不变，使得轨道行走部件112和轨道4之间的相对位置（压力）发生变化，从而改变轨道行走部件112和轨道4之间的摩擦力，对于比较陡的轨道段则需要增加摩擦力来提高爬坡驱动能力，对于比较平的轨道段则可以降低摩擦力来节约能耗；还能够调节两个调压装置123以不同的压力，使得左右两个轨道行走部件112和轨道4之间的两侧的摩擦力不同，从而能够减少转弯行走时轨道行走部件的扭曲程度，避免了弯道行走时的磨损量，大大提高了轨道行走部件的使用寿命，极大地提高了动力驱动机构的环境适应能力。

作为行程调节组件的一种实施例，行程调节组件为电动行程调节组件，如图6和图7所示，电动行程调节组件包括调压电机1234、调节丝杆1235和控制单元（布置在机舱3中），调压电机234通过电机安装支架236间接安装在弹簧安装座231（或者主框架2）上（也可以根据需要将调压电机234直接安装在弹簧安装座231或者主框架2上），调压电机1234的输出轴和调节丝杆1235相连，调节丝杆1235和弹簧调节板1233相连，控制单元包括设于顶压弹簧1232上的检测传感器以及控制器，检测传感器为压力传感器或行程传感器，检测传感器的输出端和控制器相连，控制器的输出端通过驱动电路和调压电机1234相连。通过检测传感器、控制器、驱动电路、调压电机1234，能够实现基于顶压弹簧1232的压力或者行程来实现自动智能调节顶压弹簧1232的顶压作用力，从而能够根据坡道轨道实际角度大小自动智能调节弹簧压力，实现大压力爬升坡段轨、小压力运行平段轨道的功能模式，实现坡段与直段轨道不同压力行走，在弯道行走时大大节省设备能耗；并且在双驱动模式通过弯道时，能根据实际运行情况，实现两侧各自不同的最佳压力需求自动调节，减少转弯行走时两侧的扭曲程度，避免了弯道行走时的磨损量，大大提高了轨道行走部件112的使用寿命，极大地提高了轨道机器人的环境适应能力。

调压电机1234具体可以根据需要采用伺服减速电机或者步进电机。在水平轨道运行时调压电机1234反转使顶压弹簧1232提供较小压力，在保证为设备提供合适驱动力的条件下达到节能的效果；在爬坡时，控制调压电机1234正转，压紧顶压弹簧1232，给设备提供足够的摩擦力以供大角度爬坡。当爬坡角度超过60°时，可加装齿轮齿条或链轮链条以提高安全性。调压电机1234分别置于整个主框架12两侧，既可根据实际行走轨道是直段或坡段以及坡段角度的大小，自动智能的上下调节顶压弹簧1232的弹簧伸缩量，又可根据弯道行走内外侧驱动轮各自所需不同的行走压力，自动智能的调节顶压弹簧1232的弹簧压缩量，大大节省设备运行过程中需要的能耗，增加了双驱动轮模式下驱动机机构驱动轮的使用寿命。

控制器自动智能调节顶压弹簧1232的顶压作用力的方式可以根据需要进行灵活选择，例如可以采用下述方式中的任意一种：

S1）通过传感器（例如陀螺仪、三轴加速度传感器等）检测轨道式机器人动力驱动机构当前的运动类型，如果当前的运动类型为在直线运动（在直线的轨道4上运动），跳转执行步骤S2）；否则判定当前的运动为曲线运动（转弯过程中），跳转执行步骤S3）；

S2）通过传感器（例如陀螺仪、三轴加速度传感器、倾角传感器等）检测轨道式机器人动力驱动机构当前的倾角，根据预设的倾角-压力/行程标定数据关系获得参考压力/行程，然后检测传感器输出的数据是否等于参考压力/行程；如果不等于参考压力/行程，则按照指定的步长增加或者减少两个调压装置23的顶升或支承力；跳转执行步骤S1）；

S3）确定曲线运动的内侧的调压装置23的参考压力/行程、外侧的调压装置123的参考压力/行程；针对内侧的调压装置123，检测传感器输出的数据是否等于参考压力/行程，如果不等于参考压力/行程，则按照指定的步长增加或者减少内侧的调压装置123的顶升或支承力；针对外侧的调压装置123，检测传感器输出的数据是否等于参考压力/行程，如果不等于参考压力/行程，则按照指定的步长增加或者减少外侧的调压装置123的顶升或支承力；跳转执行步骤1）。

通过上述方式，能够实现根据轨道4的形状（直线和曲线）、倾角，能够根据轨道不同坡度调节调压装置来实现不同的摩擦力，摩擦力调节方便、运行平稳，从而能够提高爬陡坡的驱动能力以及降低平直轨道上的驱动能耗。此外，也可以根据轨道4的结构将轨道4进行结构划分，从而可以确定在不同行程位置区间内两侧调压装置123的参考压力/行程，在运动过程中检测传感器输出的数据是否等于当前位置区间的参考压力/行程，如果不等于参考压力/行程，则按照指定的步长增加或者减少外侧的调压装置123的顶升或支承力。

如图3和图4所示，本实施例中电机安装支架1236、弹簧安装座1231两者均设有和滑动槽122对应布置的滑动孔1238，滑动孔1238的外部设有盖板1239以提高安全性和防止异物进入滑动孔1238导致连接柱111滑动卡涩。而且，电机安装支架1236、弹簧安装座1231两者均通过依次贯穿滑动孔1238两侧的连接件安装固定在主框架12的侧壁上，通过上述结构能够提高调压装置123的集成度。

作为行程调节组件的另外一种实施例，行程调节组件采用手动行程调节组件。手动行程调节组件相对实施例一的电动行程调节组件而言结构更加简单，成本更低，其相当而言更加适合相对单一的轨道结构，例如全部为固定坡度的轨道4，或者全部为特定圆弧形结构的轨道4等。如图8所示，手动行程调节组件包括固定螺套1237，固定螺套1237上套设有螺纹配合的调节螺栓，调节螺栓和弹簧调节板1233相连，通过转动调节螺栓，即可使得弹簧调节板1233的位置/行程发生变化，进而可根据需要调节压力，满足坡道的爬坡能力或者满足平直轨道的节能；同样也可以可在双驱动模式下，通过弯道时内外侧各自所需不同的行走压力，自动智能的调节弹簧压缩量，极大程度上增加了双驱动模式下轨道行走部件112的使用寿命。

如图4和图5所示，行走驱动装置11的轨道行走部件112包括两个摩擦驱动轮1121和一个同步行走轮1122，同步行走轮1122为齿轮或链轮。本实施例中同步行走轮1122为齿轮，此外也可以根据需要采用链轮。轨道行走部件112采用同步行走轮1122，能适应任意坡度的轨道行走，并且运行很平稳，实现同一动力驱动机构可在直线、任意坡度轨道行走，通用性相当强。本实施例中，两个摩擦驱动轮1121相对同步行走轮1122对称布置，确保同步行走轮1122对于两个的摩擦驱动轮1121所产生的作用力更加均衡，有利于提升运行的平温度。本实施例中采用两个摩擦驱动轮1121的数量为两个，摩擦力是采用单个摩擦驱动轮1121的两倍，爬坡能力更强。此外，也可以根据需要采用一个或更多的摩擦驱动轮1121，采用更多的同步行走轮1122，其原理与本实施例相似，在此不再赘述。需要说明的是，同步行走轮1122可以作为备用，只有在大坡度情况下才安装，一般情况下只装两个摩擦驱动轮1121即可。轨道行走部件112的上述结构可以根据需要选择摩擦驱动轮1121、同步行走轮1122实现下述轨道行走方式：1、单个摩擦驱动轮1121，适用于小坡度及直线段轨道行走；2、两个摩擦驱动轮1121，适用于直线段与大坡度轨道行走；3、两个摩擦驱动轮1121与同步行走轮1122组合，适用于任意坡度轨道行走。一种部件囊括多种可选运行方式，适用性特别强。

如图4和图5所示，行走驱动装置11包括支承底板110，连接柱111设于支承底板110上，支承底板110上设有驱动电机113，驱动电机113的输出轴通过传动件和轨道行走部件112相连，传动件为传动皮带（此外可以根据需要采用传动链条或者齿轮）。驱动电机113的输出轴上设有主动带轮1133，轨道行走部件112的驱动轴1124上连接有从动带轮1123，主动带轮1133、从动带轮1123之间通过传动皮带传动。本实施例中，支承底板110两则设有轴承座1125，驱动轴1124两端分别通过轴承安装固定在轴承座1125上，两个摩擦驱动轮1121和一个同步行走轮1122分别套设安装在驱动轴1124上。驱动电机113的输出轴转动时带动主动带轮1133转动，主动带轮1133通过传动皮带带动从动带轮1123转动，从动带轮1123则通过驱动轴1124带动两个摩擦驱动轮1121和一个同步行走轮1122转动，从而为行动提供动力。如图4和图5所示，支承底板110的两侧设有安装座1111，连接柱111分别安装固定在安装座1111中；此外也可以根据需要将连接柱111直接安装固定在支承底板110上。

如图4和图5所示，支承底板110上设有带有轴承的连杆安装座114，连杆安装座114的轴承中设有浮动连杆1141，浮动连杆1141的两端分别卡设在主框架12内腔两侧的滑槽1142中，连接柱111在滑槽1142中的滑动方向、浮动连杆1141在滑动槽122中的滑动方向两者之间相互垂直。本实施例中，滑槽1142为U形槽且开口朝向远离连接柱111的一侧，因此在行走驱动装置11、主框架12之间发生相对运动的时候，一端是连接柱111在滑动槽122中沿着竖直方向滑动，另一端是浮动连杆1141在滑槽1142中沿着水平方向滑动，相对直接将支承底板110靠浮动连杆1141一端采用连接轴活动连接的方式而言，行走驱动装置11的运动幅度更小，使得轨道行走部件112的轨道4之间接触更加稳定，运动过程更加平稳。

如图4和图5所示，支承底板110的一侧设有连接梁115，连接梁115上安装有平衡调节轮1151，且平衡调节轮1151通过调节螺栓安装固定在连接梁115上，平衡调节轮1151和导向承重轮组件121两者相对轨道安装位对称布置。

如图4和图5所示，支承底板110上设有滑动布置的电机座1131，驱动电机113安装固定在电机座1131上，支承底板110上为电机座1131的一侧设有传动调节板1132，传动调节板1132和电机座1131之间通过调节螺栓相连。

如图9所示，导向承重轮组件121包括安装座1211和铰接于安装座1211上的摇臂1212，摇臂1212的至少一侧和安装座1211之间设有第一柔性元件1213，摇臂1212上远离安装座1211的一端设有挂载轮1214和弹性伸缩臂1215，弹性伸缩臂1215的端部安装有侧导向轮1216。本实施例的柔性导向机构的摇臂1212铰接于安装座1211上可相对运动，通过第一柔性元件1213使得摇臂1212的两侧均具有弹性，通过弹性伸缩臂1215使得侧导向轮1216具有可伸缩特性，通过上述两重功能使得侧导向轮1216具有双柔性自适应调整功能，能够实现轨道式机器人在极小转弯半径的情况下平稳、快速地转向，能平稳、快速的通过0.2m及以下半径的极小导轨弯道，极大地减小了对使用现场空间的要求 (目前市面应用的城市地下综合管廊巡检机器人最小转弯半径≥500MM），转弯过程挂载轮根据弯道半径在柔性元件的作用下能自行实时调整至所需角度，侧导向轮在柔性元件的作用下沿导轨弯曲面进行实时自适应调整。需要说明的是，摇臂1212也可以将其一侧和安装座1211之间设有一个第一柔性元件1213，同样也可以实现摇臂1212和安装座1211之间的相对位移的自动恢复功能。

如图9所示，第一柔性元件1213为弹性金属片，该弹性金属片弯曲呈弧形，一端固定在安装座1211上，另一端固定在摇臂1212上，第一柔性元件1213在安装座1211和摇臂1212相对转动的情况下被压缩或释放，使得第一柔性元件1213具有可伸缩的特性，通过两个第一柔性元件1213即可实现摇臂1212的柔性自适应调整功能。此外，第一柔性元件1213也可以根据需要采用弹簧、扭簧或者高分子柔性材料，同样也可以实现可伸缩的弹性功能。

如图9所示，挂载轮1214和侧导向轮1216的轴线相互垂直，以提高侧向导向性能。

如图9所示，摇臂1212通过铰接轴1217铰接于安装座1211上，使得摇臂1212和安装座1211之间的相对位移仅仅为转动，此外也可以将摇臂1212和安装座1211之间的相对位移采用非转动的铰接方式，例如万向节或者球铰等，同样也都可以实现摇臂1212、安装座1211的相对位移。

如图10所示，摇臂1212的两侧设有安装孔1218，弹性伸缩臂1215插设贯穿布置于安装孔1218中且与摇臂1212之间连接有第二柔性元件1219，第二柔性元件1219在弹性伸缩臂1215和摇臂1212相对运动的过程中被压缩或释放，使得侧导向轮1216具有可伸缩特性。本实施例中第二柔性元件1219为弹簧，此外也可以根据需要采用弹片、扭簧或者高分子柔性材料，同样也可以实现可伸缩的弹性功能。

如图10所示，本实施例中弹簧套设于第二柔性元件1219上且一端和弹性伸缩臂1215相连、另一端和摇臂1212相连，通过上述结构使得弹性伸缩臂1215的运动更加稳定，能提高侧导向轮1216的稳定性，且增加弹簧使弹性伸缩臂1215在滑动过程具有阻尼，能保证侧导向轮1216实现实时贴附导轨曲面。本实施例中，摇臂1212上设有两个弹性伸缩臂1215，且两个弹性伸缩臂1215相对挂载轮1214对称布置，采用两个弹性伸缩臂1215的优点在于在轨道上正反双向运动时均具有较好的侧导向功能；此外也可以根据需要减少或者采用更多的弹性伸缩臂1215。

如图11和图12所示，本实施例提供一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人系统，包括轨道式输煤栈桥自动巡检机器人（图中仅仅绘出轨道行走机构1的四个导向承重轮组件121，巡检图像采集设备2以及机舱3省略未绘出）和轨道4，轨道式输煤栈桥自动巡检机器人为前述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，轨道4上安装有用于给轨道式输煤栈桥自动巡检机器人充电的无线充电发射模块。本实施例中，无线充电接收模块搭载在机舱3内部，在保证设备能受控充电的同时提高了防护效果，如图14所示，无线充电接收模块通过控制模块（主控板）与电池接通，无线充电发射模块安装在机器人运行的轨道4旁边（图中未绘出），当轨道式输煤栈桥自动巡检机器人受控停在无线充电发射模块安装位时，就可以启动对轨道式输煤栈桥自动巡检机器人搭载的电池进行无线充电。一般要求无线充电发射模块与无线充电接收模块的垂直距离不超过5CM。采用无线充电，能够克服现有常见自动巡检机器人一般采用接触式充电技术存在接触瞬间产生电火花以及潮湿环境下的漏电风险。

如图12所示，轨道式输煤栈桥自动巡检机器人的行走过程如下：

1、当四个导向承重轮组件121组合使用通过弯曲的轨道4时，根据平稳转弯的特性，轨道4的弯道内侧和弯道外侧的挂载轮1214会由于摩擦力自动旋转不同的角度。

2、根据轨道4的弯道半径情况摇臂1212相对于安装座1211会自动转动不同角度的自适应旋转，最终形成通过弯道所需的内侧转角b和外侧转角a，第一柔性元件1213在安装座1211和和摇臂1212的作用下自适应压缩或舒张，并对当前的转角a和b形成一定的保持。

3、同根据轨道4的弯曲特性，弹性伸缩臂1215相对摇臂1212滑动，在轨道4的弯道内外侧的不同位置形成L1、L2、L3、L4不同的伸出或压缩量，侧导向轮1216时刻紧贴导轨的侧面进行滚动，此时，第二柔性元件1219在弹性伸缩臂1215和摇臂1212相对滑动的过程中被压缩或舒张。

4、当通过轨道4的弯道位置后，在第一柔性元件1213和第二柔性元件1219的作用下，各构件恢复初始位置，满足直线导向行驶。

本实施例中，巡检图像采集设备2位于机舱3的底部，且巡检图像采集设备2封装在外壳内，前端设有补光灯。本实施例中，巡检图像采集设备2的数量为两个，且两个巡检图像采集设备2之间设有环境检测元件吊舱组件，环境检测元件吊舱组件可拆卸设于机器人的下端的,环境检测元件吊舱内的检测组件可根据客户需求自由搭载相应检测元器件，比如光照传感器、温湿度传感器、粉尘浓度传感器、烟雾传感器、超声波传感器、语音对讲模块、报警模块、气体检测模块等。

本实施例的机舱3做了三防设计（防水、防尘、防腐），外壳防护等级整体达到IP65标准，内部重要元件防护等级达IP66，核心元器件防护等级达IP67，通过上述涉及能够解决巡检现场可能存在粉尘浓度大、粉尘有一定的腐蚀性的问题，防护性能好。为了实现机舱3的防护性能，机舱3的外壳与其相连接的安装板均采用凹凸形配合，并安装密封胶条，有效防止水与粉尘进入设备内。无法完全防护的轨道4下方驱动电机、轨道4上方的接近开关、RFID等元件均选用防护等级至少为IP66的元件。对主控板、电机驱动单元等控制元件再单独加装金属防护罩，既能提高防护等级，又能防止现场其它信号对设备的干扰。

本实施例中，轨道4为开模的整体铝型材，如图13所示，轨道4的两侧设有挂载板41，挂载轮1214分别支承在挂载板41上，且导向轮1214和挂载板41内侧的轨道4的侧壁接触；挂载板41的底面两侧为摩擦面42，用于和两个摩擦驱动轮1121配合实现摩擦传动。两个摩擦面42中间为齿条44，用于和同步行走轮1122进行啮合同步传动。

综上所述，本实施例提供的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人为模块化、易于拆装、维护便捷、上轨简便、运行稳定、防护紧密、安全可靠能进行大角度爬坡，小半径转弯的能在类似输煤栈桥这种复杂场合下应用的自动巡检机器人。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：包括带有轨道行走机构（1）以及巡检图像采集设备（2）的机舱（3），所述机舱（3）为密闭结构且带有无线充电接收模块，且所述机舱（3）内设有电源模块、控制模块以及无线通讯模块，所述电源模块、无线充电接收模块、无线通讯模块、轨道行走机构（1）、巡检图像采集设备（2）分别与控制模块相连，所述轨道行走机构（1）包括行走驱动装置（11）和主框架（12），所述主框架（12）上设有导向承重轮组件（121）和一对滑动槽（122），所述行走驱动装置（11）的两侧设有横向伸出布置的连接柱（111），所述连接柱（111）滑动布置在滑动槽（122）中，所述导向承重轮组件（121）和行走驱动装置（11）的轨道行走部件（112）之间形成轨道安装位，所述滑动槽（122）的一端设有用于调节轨道安装位摩擦力大小的调压装置（123），所述连接柱（111）顶压或支承在调压装置（123）上；所述行走驱动装置（11）包括支承底板（110），所述连接柱（111）设于支承底板（110）上，所述支承底板（110）上设有驱动电机（113），所述驱动电机（113）的输出轴通过传动件和轨道行走部件（112）相连，所述传动件为传动皮带、或者传动链条、或者齿轮；所述支承底板（110）上设有带有轴承的连杆安装座（114），所述连杆安装座（114）的轴承中设有浮动连杆（1141），所述浮动连杆（1141）的两端分别卡设在主框架（12）内腔两侧的滑槽（1142）中，所述连接柱（111）在滑槽（1142）中的滑动方向、浮动连杆（1141）在滑动槽（122）中的滑动方向两者之间相互垂直；所述行走驱动装置（11）的轨道行走部件（112）包括至少一个摩擦驱动轮（1121）和至少一个同步行走轮（1122），所述同步行走轮（1122）为齿轮或链轮。

2.根据权利要求1所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：所述调压装置（123）包括带有内孔的弹簧安装座（1231），所述弹簧安装座（1231）的内孔中设有顶压弹簧（1232）和可滑动的弹簧调节板（1233），所述顶压弹簧（1232）一端伸出内孔且顶压在连接柱（111）上、另一端顶压在弹簧调节板（1233）上，所述弹簧调节板（1233）上安装有行程调节组件。

3.根据权利要求2所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：所述行程调节组件为电动行程调节组件或者手动行程调节组件，所述电动行程调节组件包括调压电机（1234）、调节丝杆（1235）和控制单元，所述调压电机（1234）直接或者通过电机安装支架（1236）间接安装在弹簧安装座（1231）或者主框架（12）上，所述调压电机（1234）的输出轴和调节丝杆（1235）相连，所述调节丝杆（1235）和弹簧调节板（1233）相连，所述控制单元包括设于顶压弹簧（1232）上的检测传感器以及控制器，所述检测传感器为压力传感器或行程传感器，所述检测传感器的输出端和控制器相连，所述控制器的输出端通过驱动电路和调压电机（1234）相连；所述手动行程调节组件包括固定螺套（1237），所述固定螺套（1237）上套设有螺纹配合的调节螺栓，所述调节螺栓和弹簧调节板（1233）相连。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：所述导向承重轮组件（121）包括安装座（1211）和铰接于安装座（1211）上的摇臂（1212），所述摇臂（1212）的至少一侧和安装座（1211）之间设有第一柔性元件（1213），所述摇臂（1212）上远离安装座（1211）的一端设有挂载轮（1214）和弹性伸缩臂（1215），所述弹性伸缩臂（1215）的端部安装有侧导向轮（1216）。

5.根据权利要求4所述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：所述摇臂（1212）通过铰接轴（1217）铰接于安装座（1211）上。

6.根据权利要求5所述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，其特征在于：所述摇臂（1212）的两侧设有安装孔（1218），所述弹性伸缩臂（1215）插设贯穿布置于安装孔（1218）中且与摇臂（1212）之间连接有第二柔性元件（1219）。

7.一种轨道式输煤栈桥自动巡检机器人系统，包括轨道式输煤栈桥自动巡检机器人和轨道（4），其特征在于：所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人为权利要求1～6中任意一项所述的轨道式输煤栈桥自动巡检机器人，所述轨道（4）上安装有用于给所述轨道式输煤栈桥自动巡检机器人充电的无线充电发射模块。