CN110255429B - 一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人 - Google Patents
一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，包括：两根立式导轨，升降平台；两组运动单元；两组位移纪录装置，两个位移纪录装置分别与两组运动单元一一对应地相连接；控制系统，所述控制系统与两组运动单元连接，同时控制系统与两组位移纪录装置连接，所述控制系统能够接收两组位移纪录装置反馈的信号并控制两组运动单元同步移动。控制系统可通过两组位移纪录装置反馈的信息感知两组运动单元的位移量是否一致，若两组运动单元的位移量发生偏差时，控制系统可控制调节两组运动单元同步移动以使得两组运动单元的位移保持相一致，防止升降平台倾斜，以便于立式导轨攀爬机器人载人载物或者便于工人高空作业，满足客户的需求。
Description
技术领域
本发明涉及升降装置领域，特别是一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人。
背景技术
目前的建筑的高度随着技术不断进步而不断增加，对于建筑外墙的绿化、清洁，或者将物料运输至建筑的顶部，或者是发生火灾，人员需要紧急逃生时，日益增高的建筑都亟需解决上述的问题。
因此，为了解决上述问题，人们制作了各式各样的升降装置，其中一种是在建筑的顶部设置一龙门架，龙门架上设置有一滑轮，所述滑轮上活动安装有一钢丝吊绳，钢丝吊绳的自由端连接有一用于装载物品或临时载客的承载平台，通过钢丝吊绳带动承载平台升降，从而实现升降物品或载人升降。
上述的升降装置虽然能够实现物品或人员的升降，但是该升降装置由于通过钢丝吊绳拉动承载平台升降，而钢丝吊绳相对柔软，在高空中容易晃动，不便于高空作业。
发明内容
由于现有的升降装置仍存在待改良的地方，本发明的目的在于提供一种能够解决上述技术问题之一的立式导轨攀爬机器人。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，包括：
两根立式导轨，两根立式导轨相互平行设置；
升降平台，所述升降平台活动安装于两根立式导轨上；
两组运动单元，两组运动单元分别对应设置于所述升降平台的两端处，两组运动单元与两根立式导轨一一对应的配合使用以驱动所述升降平台沿着所述立式导轨上下同步升降；
两组位移纪录装置，两个位移纪录装置分别与两组运动单元一一对应地相连接，所述位移纪录装置能够纪录运动单元的位移量；
控制系统，所述控制系统与两组运动单元连接，同时控制系统与两组位移纪录装置连接，所述控制系统能够接收两组位移纪录装置反馈的信号并控制两组运动单元同步移动。
作为上述技术的改进，所述运动单元包括一运动单元壳体，所述运动单元壳体的内部设置有一敞口的容腔；所述运动单元壳体上活动安装有一个以上的从动轮；所述容腔中活动设置有一可相对运动单元壳体移动的滑动座，所述滑动座上活动设置有一个以上的主动轮，所述主动轮和从动轮分别位于所述导轨的两侧；所述运动单元壳体上设置有能够与所述主动轮相连接的驱动机构，该驱动机构能够驱动所述主动轮转动；同时容腔中还设置有一压力调节机构，该压力调节机构能够施力于所述滑动座上并驱动所述滑动座移动靠近所述从动轮。
作为上述技术的进一步改进，所述主动轮的数量为两个，两个主动轮平排设置于所述运动单元壳体上；所述驱动机构通过一组齿轮传动机构同时与两个主动轮相连接。
优选地，所述驱动机构为一电机；所述齿轮传动机构包括一个主动齿轮和两个从动齿轮，两个从动齿轮与两个主动轮一一对应地相连接，所述主动齿轮与所述电机的输出轴相连接，其中，所述主动齿轮同时与两个从动齿轮相啮合。
进一步，所述主动轮和/或从动轮还连接有一断电能够自动锁紧的离合器；当所述离合器断电时，该离合器能够锁紧所述主动轮和/或从动轮。
优选地，所述位移纪录装置为里程计或编码器，所述里程计或编码器与所述主动轮相连接。
进一步，所述压力调节机构包括一压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述运动单元壳体抵接，另一端与所述滑动座相接触。
再进一步，所述压力调节机构还包括一螺纹安装于所述运动单元壳体上的调节螺栓，所述压缩弹簧的一端与所述调节螺栓相抵接，另一端与与所述滑动座相接触。
进一步，所述容腔内壁与滑动座之间留有供该滑动座相对所述运动单元壳体摆动的间隙。
本发明的有益效果是：由于本发明的立式导轨攀爬机器人通过采用两组位移纪录装置一一对应地纪录两组运动单元的位移量，控制系统可通过两组位移纪录装置反馈的信息感知两组运动单元的位移量是否一致，若两组运动单元的位移量发生偏差时，控制系统可控制调节两组运动单元同步移动以使得两组运动单元的位移保持相一致，从而使得升降平台的两端基本保持水平状态，防止升降平台出现一端高、另一端低的倾斜现象，以便于立式导轨攀爬机器人载人载物或者便于工人高空作业，满足客户的需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一优选实施例的外观结构示意图；
图2是本发明一优选实施例中运动单元与导轨的装配结构示意图；
图3是本发明一优选实施例中运动单元的结构示意图；
图4是本发明一优选实施例中运动单元的结构分解示意图；
图5是本发明一优选实施例中运动单元的内部结构示意图；
图6是本发明一优选实施例中运动单元的滑动座与运动单元壳体处于分离状态时的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1、图2、图3和图4，本发明的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人的一优选实施例，包括两根立式导轨11，两根立式导轨11相互平行设置，在这里，所述导轨11可以沿着建筑外墙呈竖立放置，或者单独设置一支撑架10，所述导轨11紧贴着支撑架10的外表面设置；两根立式导轨11上活动安装有一升降平台20；所述升降平台20的两端处分别设置有一组运动单元30，两组运动单元30与两根立式导轨11一一对应的配合使用以驱动所述升降平台20沿着所述立式导轨11上下同步升降；同时，两组运动单元30分别连接有一位移纪录装置(图中未绘示)，所述位移纪录装置能够纪录运动单元30的位移量；两组运动单元30还同时连接有一控制系统(图中未绘示)，所述控制系统也与两组位移纪录装置连接，所述控制系统能够接收两组位移纪录装置反馈的信号并控制两组运动单元30同步移动。
由于本发明的立式导轨攀爬机器人通过采用两组位移纪录装置一一对应地纪录两组运动单元30的位移量，控制系统可通过两组位移纪录装置反馈的信息感知两组运动单元30的位移量是否一致，若两组运动单元30的位移量发生偏差时，控制系统可控制调节两组运动单元30同步移动以使得两组运动单元30的位移保持相一致，从而使得升降平台20的两端基本保持水平状态，防止升降平台20出现一端高、另一端低的倾斜现象，以便于立式导轨攀爬机器人载人载物或者便于工人高空作业，满足客户的需求。
参照图2、图3和图4，为了使得运动单元30可以更好地与导轨11配合作用，在这里，优选地，所述运动单元30包括一运动单元壳体300，所述运动单元壳体300的内部设置有一敞口的容腔；所述运动单元壳体300上活动安装有一个以上的从动轮31，在这里，所述从动轮31的数量可以为一个、两个、三个或多个，具体可根据实际需要而定，在本实施例中，所述从动轮31的数量为多个，多个从动轮31平排地设置于所述运动单元壳体300上；所述容腔中活动设置有一可相对运动单元壳体300移动的滑动座32，所述滑动座32上活动设置有一个以上的主动轮33，在这里，所述主动轮33的数量也可以为一个、两个、三个或多个，具体可根据实际需要而定，所述主动轮33和从动轮31分别位于所述导轨11的两侧；所述运动单元壳体300上设置有能够与所述主动轮33相连接的驱动机构34，该驱动机构34能够驱动所述主动轮33转动；同时容腔中还设置有一压力调节机构，该压力调节机构能够施力于所述滑动座32上并驱动所述滑动座32移动靠近所述从动轮31。通过采用压力调节机构推动滑动座32带动主动轮33移动靠近从动轮31，从而使得主动轮33和从动轮31能够牢固地夹紧导轨11，极大地增大了主动轮33与导轨11之间的摩擦力，进而使得运动单元30可以有效地驱动升降平台20沿着导轨11上下移动，进而用户可在升降平台20上进行相应的高空作业或临时载货或载人，满足用户的需求。
参照图2、图3和图4，为了增大运动单元30与导轨11之间的摩擦力，在这里，优选地，所述主动轮33的数量为两个，两个主动轮33平排设置于所述运动单元壳体300上；所述驱动机构34通过一组齿轮传动机构同时与两个主动轮33相连接。通过采用两个主动轮33与导轨11接触，可以增大运动单元30与导轨11之间的接触面积，进而增大运动单元30与导轨11之间的摩擦力，因而，运动单元30可以在升降平台20负载重荷时，仍能驱动升降平台20沿着导轨11升降，增强了立式导轨攀爬机器人的攀爬性能。
进一步，为了使得运动单元30的结构更加简单，在这里，优选地，所述驱动机构34为一电机；所述齿轮传动机构包括一个主动齿轮41和两个从动齿轮42，两个从动齿轮42与两个主动轮33一一对应地相连接，所述主动齿轮41与所述电机的输出轴相连接，其中，所述主动齿轮41同时与两个从动齿轮42相啮合。通过采用上述的结构，既简化了运动单元30的结构，同时又可以保证驱动机构34可以有效地驱动主动轮33转动。
当然上述的驱动机构34也可以采用旋转气缸代替，或者所述驱动机构34采用齿条驱动齿轮转动的方式驱动主动轮33转动。
参照图5和图6，为了保证立式导轨攀爬机器人在驱动机构34断电时，仍具有足够的安全性能，在这里，所述主动轮33和/或从动轮31还连接有一断电能够自动锁紧的离合器50；当所述离合器50断电时，该离合器50能够锁紧所述主动轮33和/或从动轮31。即离合器50在断电时，能够自动抱死锁紧，进而使得主动轮33和/或从动轮31不能相对导轨11转动，因而使得立式导轨攀爬机器人在断电时夹紧导轨11而不会向下移动，保证安全。在本实施例中，所述离合器50为一电磁离合器，优选地，可采用为无锡温纳自动化技术有限公司生产，型号为DHM4-5的电磁离合器，由于该电磁离合器为习知技术，在此不在赘述。
参照图1，其中，为了使得升降平台20在升降过程中更加平稳，优选地，所述导轨11的数量为两根，两根导轨11分别设置于所述升降平台20的两侧，所述升降平台20远离所述运动单元30的一端设置有能够与导轨11配合作用的导向轮；两根导轨11中的一根导轨11与所述运动单元30配合使用，另一根导轨11与所述导向轮配合使用。通过采用上述的结构，可以防止升降平台20的两端倾斜或摆动，进而使得升降平台20沿着导轨11上下同步升降可以更加平稳，不容易晃动。
参照图5和图6，为了进一步增大运动单元30与导轨11之间的摩擦力，在这里，所述主动轮33和/或从动轮31的表面设置有能够增大其与所述导轨11之间的摩擦力的纹理35。进一步优选，所述纹理35为开设于主动轮33和/或从动轮31表面的凸点或凹纹。在本发明中，所述纹理35优选为开设于主动轮32表面的多条凹陷槽。
在这里，为了使得位移纪录装置能够更好地纪录运动单元30的位移，作为本发明的一优选实施例，所述位移纪录装置为里程计或编码器，所述里程计或编码器与所述主动轮33相连接。当所述运动单元30的主动轮33转动时，所述里程计或编码器能够准确地纪录主动轮33转动的圈数或位移量，进而能够准确地运动单元30的位移量，同时又可以降低立式导轨攀爬机器人的生产成本。
参照图5和图6，为了使得压力调节机构可以更好施力于滑动座32上，在这里，所述压力调节机构包括一压缩弹簧60，所述压缩弹簧60的一端与所述运动单元壳体300抵接，另一端与所述滑动座32相接触。通过该压缩弹簧60可推动滑动座32带动主动轮33移动靠近所述从动轮31，既可简化运动单元30的结构，同时又可以保证压力调节机构可以持续施力于滑动座32上，进而保证主动轮33和从动轮31可以持续夹紧导轨11，以保证运动单元30与导轨11之间的摩擦力持续有效。
当然，上述的压力调节机构还可以采用其他结构代替，如所述压力调节机构为一气缸或液压缸，通过气缸或液压缸推动滑动座32和主动轮33同步移动靠近从动轮31，也是可以的。或者，所述压力调节机构可采用电机与丝杆机构配合的结构代替，具体可根据实际需要而定。
其中，为了可以便于调节压缩弹簧60的弹性形变力，在这里，所述压力调节机构还包括一螺纹安装于所述运动单元壳体300上的调节螺栓61，所述压缩弹簧60的一端与所述调节螺栓61相抵接，另一端与与所述滑动座32相接触。通过采用上述的结构，用户通过拧动调节螺栓61正向转动或反向转动，以使得调节螺栓61旋入所述容腔中或从所述容腔中退出，改变所述调节螺栓61挤压所述压缩弹簧60的弹性形变量，从而调节所述压缩弹簧60施加于滑动座32上的挤压力，简单方便。
进一步，为了使得主动轮33可以紧贴导轨11的表面移动，在这里，所述容腔内壁与滑动座32之间留有供该滑动座32相对所述运动单元壳体300摆动的间隙，即所述容腔分别位于该滑动座32两侧的两侧壁之间的间距大于所述滑动座32的宽度，在这里，所述滑动座32的宽度是指滑动座32垂直于其移动靠近从动轮31的运动方向上的尺寸。
在本实施例中，所述滑动座32既能够在压力调节机构的推动作用下，滑动座32带动主动轮33沿着朝向所述从动轮31的方向移动，同时该滑动座32也能够摆动一定的角度以偏转朝向所述从动轮31的方向，进而使得滑动座32、主动轮33能够跟随导轨11的表面偏转而偏转，保证主动轮33能够紧贴导轨11的表面，以保证主动轮33与导轨11之间的有效接触面积，实现了运动单元30的主动轮33能够自行适应导轨11表面的偏转，改善了运动单元30的主动轮33与导轨11之间的接触效果。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于，包括：
两根立式导轨(11)，两根立式导轨(11)相互平行设置；
升降平台(20)，所述升降平台(20)活动安装于两根立式导轨(11)上；
两组运动单元(30)，两组运动单元(30)分别对应设置于所述升降平台(20)的两端处，两组运动单元(30)与两根立式导轨(11)一一对应的配合使用以驱动所述升降平台(20)沿着所述立式导轨(11)上下同步升降；
两组位移纪录装置，两个位移纪录装置分别与两组运动单元一一对应地相连接，所述位移纪录装置能够纪录运动单元(30)的位移量；
控制系统，所述控制系统与两组运动单元(30)连接，同时控制系统与两组位移纪录装置连接，所述控制系统能够接收两组位移纪录装置反馈的信号并控制两组运动单元(30)同步移动；
所述运动单元(30)包括一运动单元壳体(300)，所述运动单元壳体(300)的内部设置有一敞口的容腔；所述运动单元壳体(300)上活动安装有一个以上的从动轮(31)；所述容腔中活动设置有一可相对运动单元壳体(300)移动的滑动座(32)，所述滑动座(32)上活动设置有一个以上的主动轮(33)，所述主动轮(33)和从动轮(31)分别位于所述导轨(11)的两侧；所述运动单元壳体(300)上设置有能够与所述主动轮(33)相连接的驱动机构(34)，该驱动机构(34)能够驱动所述主动轮(33)转动；同时容腔中还设置有一压力调节机构，该压力调节机构能够施力于所述滑动座(32)上并驱动所述滑动座(32)移动靠近所述从动轮(31)；
所述主动轮(33)和/或从动轮(31)还连接有一断电能够自动锁紧的离合器(50)；当所述离合器(50)断电时，该离合器(50)能够锁紧所述主动轮(33)和/或从动轮(31)。
2.根据权利要求1所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述主动轮(33)的数量为两个，两个主动轮(33)平排设置于所述运动单元壳体(300)上；
所述驱动机构(34)通过一组齿轮传动机构同时与两个主动轮(33)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述驱动机构(34)为一电机；
所述齿轮传动机构包括一个主动齿轮(41)和两个从动齿轮(42)，两个从动齿轮(42)与两个主动轮(33)一一对应地相连接，所述主动齿轮(41)与所述电机的输出轴相连接，
其中，所述主动齿轮(41)同时与两个从动齿轮(42)相啮合。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述位移纪录装置为里程计或编码器，所述里程计或编码器与所述主动轮(33)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述压力调节机构包括一压缩弹簧(60)，所述压缩弹簧(60)的一端与所述运动单元壳体(300)抵接，另一端与所述滑动座(32)相接触。
6.根据权利要求5所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述压力调节机构还包括一螺纹安装于所述运动单元壳体(300)上的调节螺栓(61)，所述压缩弹簧(60)的一端与所述调节螺栓(61)相抵接，另一端与与所述滑动座(32)相接触。
7.根据权利要求1所述的一种防倾斜的立式导轨攀爬机器人，其特征在于：
所述容腔内壁与滑动座(32)之间留有供该滑动座(32)相对所述运动单元壳体(300)摆动的间隙。
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