CN110238877A - 一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人水平变轨技术领域，特指一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，包括出段轨道、触动杆、入段轨道、安装杆、支撑杆与变轨段轨道，变轨段轨道可转动的设于安装杆上，出段轨道固定于安装杆的一侧，出段轨道一端的端部与变轨段轨道一端的端部对应设置，入段轨道固定于安装杆的另一侧，入段轨道一端的端部与变轨段轨道另一端的端部对应设置，触动杆上部铰接于变轨段轨道上，触动杆下部连接于支撑杆的一端，支撑杆的另一端限位于安装杆上。该变轨机构采用纯机械传动方式实现变轨，变轨过程无延迟，和直接通行用时相当，变轨效率高，该变轨机构体积小，结构简单，安装在需要转弯的位置，占用空间很少，而且安装方便，拆卸简单。

Description

一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构

技术领域

本发明涉及机器人水平变轨技术领域，特指一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构。

背景技术

进入21世纪后，我国的科学与经济正在高速向前，机器人的运用也越来越广泛，同时给机器人的性能提出了越来越高的要求，轨道式巡检机器人需要反复在轨道上来回移动完成巡检工作，机器人能否沿各种轨道进行巡检成为至关重要的一项指标。

由于受到其本身特点的影响，轨道式巡检机器人所运行的轨道中难免会遇到需要转弯的情况，需要转弯时，靠机器人自行转弯需要设计比较复杂的机构，并且对于已设计好的机器人，进行这项改进需要耗费较大的时间和成本，在大多数情况下难以实现，对部分线路而言，在曲折线路上运行也是十分重要的一环。因此轨道式巡检机器人如何安全稳定地完成转弯过程对巡检工作来说十分重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，该机构机械变轨效率高、机械机构简单、空间占用率低、结构稳固、安全可靠，且制作成本低。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，包括出段轨道、触动杆、

入段轨道、安装杆、支撑杆与变轨段轨道，变轨段轨道可转动的设于安装杆上，出段轨道固定于安装杆的一侧，出段轨道一端的端部与变轨段轨道一端的端部对应设置，入段轨道固定于安装杆的另一侧，入段轨道一端的端部与变轨段轨道另一端的端部对应设置，触动杆上部铰接于变轨段轨道上，触动杆下部连接于支撑杆的一端，支撑杆的另一端限位于安装杆上。

进一步而言，所述变轨段轨道采用直线型结构设置，变轨段轨道底部中心位置设有轴承，变轨段轨道通过轴承可转动的设于安装杆顶部上。

进一步而言，所述变轨段轨道一端成型设有变轨段轨道首端，变轨段轨道另一端成型设有变轨段轨道末端，变轨段轨道首端与入段轨道一端的入段轨道末端对应设置，变轨段轨道末端与出段轨道一端的出段轨道首端对应设置。

进一步而言，所述轴承两侧对称设有与触动杆铰接的安装件以及挡板，挡板设于安装件的外侧。

进一步而言，所述安装件包括安装件一与安装件二，触动杆包括触动杆一与触动杆二，触动杆一铰接于安装件一上，触动杆二铰接于安装件二上。

进一步而言，所述挡板包括挡板一与挡板二，挡板一与入段轨道对应设置，挡板二与出段轨道对应设置。

进一步而言，所述出段轨道采有三通结构设置，出段轨道底部通过固紧螺栓固定于安装杆中部的一侧，出段轨道顶部的一端端部与变轨段轨道一端的端部对应设置。

进一步而言，所述入段轨道采有三通结构设置，入段轨道底部通过固紧螺栓固定于安装杆中部的另一侧，入段轨道顶部的一端端部与变轨段轨道另一端的端部对应设置。

进一步而言，所述支撑杆的一端连接于触动杆，支撑杆的一另一端设有条形槽，安装杆上设有限制螺栓，限制螺栓设于条形槽内，支撑杆通过条形槽可滑动一定距离的限位于安装杆上。

进一步而言，所述支撑杆包括支撑杆一与支撑杆二，支撑杆一与触动杆一连接，支撑杆二与触动杆二连接。

本发明有益效果：

1)变轨效率高：该变轨机构采用纯机械传动方式实现变轨，变轨过程无延迟，和直接通行用时相当，变轨效率高；

2)机械机构简单、空间占用率低：该变轨机构体积小，结构简单，安装在需要转弯的位置，占用空间很少，而且安装方便，拆卸简单；

3)成本低廉：该变轨机构结构简单，制作成本低，使用此变轨机构可省去改造机器人的昂贵费用，降低线路巡检成本。

附图说明

图1是本发明整体结构图；

图2是变轨段轨道结构图；

图3是图1后视图；

图4是图3中A位置放大图；

图5是入段轨道工作状态图；

图6是图5中B位置放大图；

图7是图5后视图；

图8是图7中C位置放大图；

图9是出段轨道工作状态图。

1.出段轨道；10.出段轨道首端；2.触动杆；20.触动杆一；21.触动杆二；3.入段轨道；30.入段轨道末端；4.安装杆；40.限制螺栓；5.支撑杆；50.支撑杆一；51.支撑杆二；6.变轨段轨道；60.变轨段轨道首端；61.变轨段轨道末端；7.挡板；70.挡板一；71.挡板二；8.安装件；80.安装件一；81.安装件二；9.轴承；100.条形槽首端；200.条形槽末端。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图9所示，本发明所述一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，包括出段轨道1、触动杆2、入段轨道3、安装杆4、支撑杆5与变轨段轨道6，变轨段轨道6可转动的设于安装杆4上，出段轨道1固定于安装杆4的一侧，出段轨道1一端的端部与变轨段轨道6一端的端部对应设置，入段轨道3固定于安装杆4的另一侧，入段轨道3一端的端部与变轨段轨道6另一端的端部对应设置，触动杆2上部铰接于变轨段轨道6上，触动杆2下部连接于支撑杆5的一端，支撑杆5的另一端限位于安装杆4上。以上所述构成本发明基本结构。

本发明所述的安装杆4安装于机器人需要转弯的位置，变轨段轨道6可转动的设于安装杆4上，便于使变轨段轨道6的两端端部可分别实现与出段轨道1以及入段轨道3之间的对接，触动杆2的作用在于当机器人触动时带动支撑杆5动作，从而在支撑杆5限位于安装杆4上的作用下，可驱动变轨段轨道6转动，从而实现轨道变轨的效果。该变轨机构采用纯机械传动方式实现变轨，变轨过程无延迟，和直接通行用时相当，变轨效率高，同时该变轨机构体积小，结构简单，安装在需要转弯的位置，占用空间很少，而且安装方便，拆卸简单，制作成本低，使用此变轨机构可省去改造机器人的昂贵费用，降低线路巡检成本。

更具体而言，所述变轨段轨道6采用直线型结构设置，变轨段轨道6底部中心位置设有轴承9，变轨段轨道6通过轴承9可转动的设于安装杆4顶部上。采用这样的结构设置，在轴承9的作用下，变轨段轨道6可实现在安装杆4上旋转的目的。

更具体而言，所述变轨段轨道6一端成型设有变轨段轨道首端60，变轨段轨道6另一端成型设有变轨段轨道末端61，变轨段轨道首端60与入段轨道3一端的入段轨道末端30对应设置，变轨段轨道末端61与出段轨道1一端的出段轨道首端10对应设置。采用这样的结构设置，当变轨段轨道首端60与入段轨道3一端的入段轨道末端30对应设置时，可实现机器人从入段轨道3移动至变轨段轨道首端60，当变轨段轨道末端61与出段轨道1一端的出段轨道首端10对应设置时，可实现机器人从变轨段轨道末端61移动至出段轨道1。

更具体而言，所述轴承9两侧对称设有与触动杆2铰接的安装件8以及挡板7，挡板7设于安装件8的外侧。采用这样的结构设置，通过安装件8便于安装触动杆2，同时起到将触动杆2定位于轴承9两侧(即安装杆4两侧)的要求，挡板7的作用在于当变轨段轨道6转动与出段轨道1或入段轨道3对接时，起到对变轨段轨道6的定位作用，避免变轨段轨道6在与出段轨道1或入段轨道3对接时出现对接不到位的情况发生。

更具体而言，所述安装件8包括安装件一80与安装件二81，触动杆2包括触动杆一20与触动杆二21，触动杆一20铰接于安装件一80上，触动杆二21铰接于安装件二81上。采用这样的结构设置，当机器人从变轨段轨道6往入段轨道3方向运动时，通过触碰触动杆一20控制变轨段轨道6的转动，当机器人从变轨段轨道6往出段轨道1方向运动时，通过触碰触动杆二21控制变轨段轨道6的转动。

更具体而言，所述挡板7包括挡板一70与挡板二71，挡板一70与入段轨道3对应设置，挡板二71与出段轨道1对应设置。采用这样的结构设置，当变轨段轨道6与入段轨道3对接时，挡板一70起到对入段轨道3的限位，从而实现轨段轨道6与入段轨道3准确对接，当变轨段轨道6与出段轨道1对接时，挡板二71起到对出段轨道1的限位，从而实现轨段轨道6与出段轨道1准确对接。

更具体而言，所述出段轨道1采有三通结构设置，出段轨道1底部通过固紧螺栓固定于安装杆4中部的一侧，出段轨道1顶部的一端端部与变轨段轨道6一端的端部对应设置。采用这样的结构设置，只需要拧动固紧螺栓即可完成出段轨道1的安装，其安装方便，拆卸简单。

更具体而言，所述入段轨道3采有三通结构设置，入段轨道3底部通过固紧螺栓固定于安装杆4中部的另一侧，入段轨道3顶部的一端端部与变轨段轨道6另一端的端部对应设置。采用这样的结构设置，只需要拧动固紧螺栓即可完成入段轨道3的安装，其安装方便，拆卸简单。

更具体而言，所述支撑杆5的一端连接于触动杆2，支撑杆5的另一端设有条形槽，安装杆4上设有限制螺栓40，限制螺栓40设于条形槽内，支撑杆5通过条形槽可滑动一定距离的限位于安装杆4上。

更具体而言，所述支撑杆5包括支撑杆一50与支撑杆二51，支撑杆一50与触动杆一20连接，支撑杆二51与触动杆二21连接。

本发明的工作原理：

初始状态下，如图3所示，入段轨道3的入段轨道末端30与变轨段轨道6的变轨段轨道首端60处于对接状态，机器人以入段轨道3为起始位置，如图4所示，此时限制螺栓40刚好设于支撑杆一50的条形槽首端100位置处，机器人沿入段轨道3向变轨段轨道6运动，当机器人触碰触动杆一20时，触动杆一20上部受机器人行驶的推力向右倾斜，如图5所示，触动杆一20的下部拉动支撑杆一50向左，直至限制螺栓40刚好设于支撑杆一50的条形槽末端200位置处时，如图6和图7所示，触动杆一20的上表面与变轨段轨道6的上表面齐平，此时，机器人可继续向前行驶，直至机器人触碰触动杆二21时，如图8所示，支撑杆二51的条形槽首端100抵触于限制螺栓40，触动杆二21不会向右倾斜，在机器人行驶推力的持续作用下，如图9所示，变轨段轨道6开始旋转，直至挡板二71与出段轨道1的底部抵触时，停止转动，在变轨段轨道6从旋转动作至停止过程中，会出现以下状态：

1)入段轨道3的入段轨道末端30与变轨段轨道6的变轨段轨道首端60会处于从对接中慢慢断开；

2)变轨段轨道6转动过程中，改变了变轨段轨道6与安装杆4的位置变化，触动杆一20与支撑杆一50发生变化，安装杆4上限制螺栓40在变轨段轨道6未旋转前，处于支撑杆一50的条形槽末端200位置，变轨段轨道6旋转过程中，支撑杆一50的条形槽首端100会向限制螺栓40位置移动，直至变轨段轨道6停止转动时，支撑杆一50的条形槽首端100正好抵触于限制螺栓40；

3)变轨段轨道6转动过程中，改变了改变了变轨段轨道6与安装杆4的位置变化，触动杆二21与支撑杆二51发生变化，支撑杆二51始终抵触于限制螺栓40上，触动杆二21上部会向左慢慢倾斜，触动杆二21下部推动支撑杆二51向右，直至变轨段轨道6停止时，触动杆二21的上表面与变轨段轨道6的上表面齐平，机器人可继向前行驶；

4)变轨段轨道6的变轨段轨道末端61与出段轨道1的出段轨道首端10从断开状态下慢慢对接；

以上所述构成轨道式巡检机器人专用水平变轨机构的变轨动作，当机器人返回时，其工作有原理相同。

以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：包括出段轨道(1)、触动杆(2)、入段轨道(3)、安装杆(4)、支撑杆(5)与变轨段轨道(6)，所述变轨段轨道(6)可转动的设于安装杆(4)上，所述出段轨道(1)固定于安装杆(4)的一侧，所述出段轨道(1)一端的端部与变轨段轨道(6)一端的端部对应设置，所述入段轨道(3)固定于安装杆(4)的另一侧，所述入段轨道(3)一端的端部与变轨段轨道(6)另一端的端部对应设置，所述触动杆(2)上部铰接于变轨段轨道(6)上，所述触动杆(2)下部连接于支撑杆(5)的一端，所述支撑杆(5)的另一端限位于安装杆(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述变轨段轨道(6)采用直线型结构设置，所述变轨段轨道(6)底部中心位置设有轴承(9)，所述变轨段轨道(6)通过轴承(9)转动的设于安装杆(4)顶部上。

3.根据权利要求2所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述变轨段轨道(6)一端成型设有变轨段轨道首端(60)，所述变轨段轨道(6)另一端成型设有变轨段轨道末端(61)，所述变轨段轨道首端(60)与入段轨道(3)一端的入段轨道末端(30)对应设置，所述变轨段轨道末端(61)与出段轨道(1)一端的出段轨道首端(10)对应设置。

4.根据权利要求2所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述轴承(9)两侧对称设有与触动杆(2)铰接的安装件(8)以及挡板(7)，所述挡板(7)设于安装件(8)的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述安装件(8)包括安装件一(80)与安装件二(81)，所述触动杆(2)包括触动杆一(20)与触动杆二(21)，所述触动杆一(20)铰接于安装件一(80)上，所述触动杆二(21)铰接于安装件二(81)上。

6.根据权利要求4所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述挡板(7)包括挡板一(70)与挡板二(71)，所述挡板一(70)与入段轨道(3)对应设置，所述挡板二(71)与出段轨道(1)对应设置。

7.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述出段轨道(1)采有三通结构设置，所述出段轨道(1)底部通过固紧螺栓固定于安装杆(4)中部的一侧，所述出段轨道(1)顶部的一端端部与变轨段轨道(6)一端的端部对应设置。

8.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述入段轨道(3)采有三通结构设置，所述入段轨道(3)底部通过固紧螺栓固定于安装杆(4)中部的另一侧，所述入段轨道(3)顶部的一端端部与变轨段轨道(6)另一端的端部对应设置。

9.根据权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述支撑杆(5)的一端连接于触动杆(2)，所述支撑杆(5)的一另一端设有条形槽，所述安装杆(4)上设有限制螺栓(40)，所述限制螺栓(40)设于条形槽内，所述支撑杆(5)通过条形槽可滑动一定距离的限位于安装杆(4)上。

10.根据权利要求9所述的一种轨道式巡检机器人专用水平变轨机构，其特征在于：所述支撑杆(5)包括支撑杆一(50)与支撑杆二(51)，所述支撑杆一(50)与触动杆一(20)连接，所述支撑杆二(51)与触动杆二(21)连接。