CN110315503A - 一种双层大落差巡检机器人导轨装置 - Google Patents

一种双层大落差巡检机器人导轨装置 Download PDF

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庄孟文
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B3/00—Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear

Abstract

本发明涉及一种双层大落差巡检机器人导轨装置，包括高层导轨、固定高层导轨的吊架、底层导轨、固定底层导轨的吊架、过渡导轨以及与过渡导轨固定连接的升降机构；过渡导轨固定在升降机构的底面；升降机构带动过渡导轨上、下运动并使过渡导轨分别与高层轨道或底层轨道连接实现双层导轨的切换。本发明在巡检房间内天花板存在大落差的场合下，在不同高度的天花板单独铺设导轨，采用过渡导轨实现巡检机器人在双层导轨的切换运行，适合不同高度落差场合，导轨安装方便，对巡检机器人运行结构和运行参数没有特殊要求；同时，采用平滑的丝杆升降方式，消除了巡检机器人在切换轨道时的抖动、打滑问题，从而能够提高切换轨道过程中机器人的巡检精度。

Description

一种双层大落差巡检机器人导轨装置
技术领域
本发明涉及机器人领域，尤其是一种双层大落差巡检机器人导轨装置。
背景技术
室内配电站作为电网末端，数量众多，巡检压力巨大，而巡检机器人的出现大大缓解了室内配电站的巡检问题。配电站房内的巡检机器人通常采用导轨式机器人，在站房内天花板上吊装导轨，机器人在导轨上运行。但是，某些配电站房存在两个房间，房间之间存在高度落差，不仅地面存在高度落差，天花板也同样存在高度落差。针对这种应用场合，导轨安装通常有以下两种方式。
1．两个房间导轨布置为同一水平面。这种方式仅针对于房间高度较高且房间之间落差较小的场合。如果房间高度不高、房间之间天花板高度落差较大时，则会出现个别仪表由于高度问题，巡检机器人检测不到的情况。
2. 两个房间导轨布置为不同水平面，房间之间过渡区域设置倾斜导轨。对于这种导轨敷设方式，对巡检机器人的行走机构的性能有一定的要求，要求最大行走坡度要大于或等于导轨的倾斜角度。通常而言，常规的解决方案是机器人和导轨之间采用齿条-齿轮啮合定位方法。这可以避免巡检机器人在倾斜导轨上行走时打滑问题。但缺点是导轨上要安装齿条，而且齿条成本较高，安装也比较复杂，因此这都导致巡检机器人的系统实施成本也比较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种双层大落差巡检机器人导轨装置，在巡检房间内天花板存在大落差的场合下，不同高度的天花板单独铺设导轨，采用过渡导轨实现巡检机器人在双层导轨的切换运行，适合不同高度落差场合，导轨安装方便，对巡检机器人运行结构和运行参数没有特殊要求。
本发明所采用的技术方案为：一种双层大落差巡检机器人导轨装置，包括高层导轨、固定高层导轨的吊架、底层导轨、固定底层导轨的吊架、过渡导轨以及与过渡导轨固定连接的升降机构；所述的过渡导轨固定在升降机构的底面；所述的升降机构带动过渡导轨上、下运动并使过渡导轨分别与高层轨道或底层轨道连接实现双层导轨的切换。
进一步的说，本发明所述的升降机构包括升降机构基座、丝杆以及升降平台；所述的过渡导轨固定在升降平台的底面；升降平台通过丝杆螺母沿丝杆上、下运动；所述过渡导轨连接巡检机器人。
再进一步的说，为实现驱动升降平台和过渡导轨垂直上下运动，本发明所述的升降平台包括升降平台底座，以及安装在升降平台底座上的升降电机、多个丝杆螺母、同步带和升降控制器；所述的升降电机驱动同步带运动，同步带带动多个丝杆螺母同时同方向旋转；所述的升降控制器控制升降电机的转动。
再进一步的说，为防止巡检机器人运动或升降平台升降运动时，巡检机器人滑至导轨外，本发明所述的升降平台底座上设置有左档销及左档销执行机构、右档销及右档销执行机构；切换导轨时，左档销执行机构和右档销执行机构分别驱动左档销、右档销伸出升降平台底座，用于对巡检机器人限位。
再进一步的说，为检测到巡检机器人是否完全运行到过渡导轨上，本发明所述的升降平台底座上设置有位置开关；所述的位置开关与巡检机器人顶部的位置传感器配合工作。一旦巡检机器人完全运行到过渡导轨上，巡检机器人顶部的位置传感器顶到位置开关，巡检机器人上的位置传感器检测到接触到位置开关后停下来。升降控制器监测到巡检机器人到达位置开关处，先驱动左、右档销执行机构将左、右档销放下，对巡检机器人限位；然后驱动升降电机运转，从而驱动升降平台和过渡导轨垂直上下运动，实现双层导轨的切换。
本发明的有益效果是：在巡检房间内天花板存在大落差的场合下，不同高度的天花板单独铺设导轨，采用导轨过渡导轨实现巡检机器人在双层导轨的切换运行，适合不同高度落差场合，导轨安装方便，对巡检机器人运行结构和运行参数没有特殊要求；同时，采用平滑的丝杆升降方式，消除了巡检机器人在切换轨道时的抖动、打滑问题，从而能够提高切换轨道过程中机器人的巡检精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的升降机构结构示意图；
图3是本发明的升降平台结构示意图；
图4是本发明的过渡导轨处于底层导轨位置时的状态图；
图5是本发明的过渡导轨处于高层导轨位置时的状态图；
图中： 1、高层导轨；2、高层导轨吊架；3、底层导轨；4、底层导轨吊架；5、过渡导轨；6、升降机构；7、升降机构基座；8、丝杆；9、升降平台；10、丝杆螺母；11、巡检机器人；12、升降平台底座；13、升降电机；14、同步带；15、升降控制器；16、左档销；17、左档销执行机构；18、右档销；19、右档销执行机构；20、位置开关；21、位置传感器。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种双层大落差巡检机器人导轨装置，对于巡检机器人安装场合存在垂直高度有大落差的，采用过渡导轨和升降平台技术实现；装置包括高层导轨及吊架、底层导轨及吊架、过渡导轨、升降机构。其中，过渡导轨安装固定在升降机构的升降平台底面；升降机构包括升降机构基座、丝杆、升降平台。
升降机构基座固定在天花板上，丝杆固定在基座上。
如图2所示，升降平台包括升降平台底座，以及安装在升降平台底座上的升降电机、丝杆螺母、同步带、升降控制器、左档销及左档销执行机构、右档销及右档销执行机构、位置开关。
同步带与升降电机的连接方式如图3所示，升降电机驱动同步带运动，同步带带动四个丝杆螺母同时同方向旋转，丝杆螺母沿丝杆上下运动，从而带动升降平台和过渡导轨垂直上下运动。
升降平台底座底部开设有便于左、右两档销伸出的孔；升降平台底座底部安装的左、右两档销，用于巡检机器人运动或升降平台升降运动时对巡检机器人限位用，防止巡检机器人滑至导轨外。升降平台底座底部安装的位置开关，用于检测巡检机器人是否完全运行到过渡导轨上。
升降控制器用于检测位置开关信号，并驱动升降电机和左、右档销执行机构动作。
如图4所示，巡检机器人从底层导轨切换到高层导轨运行时，升降平台处于低位，此时过渡导轨和底层导轨水平。巡检机器人先从底层导轨运动到过渡导轨，直至巡检机器人顶部的位置传感器顶到升降平台底座底部的位置开关。巡检机器人上的位置传感器与升降控制器电路连接；当位置传感器检测并接触到位置开关后巡检机器人停下来，升降控制器监测到巡检机器人到达位置开关处，驱动左、右档销执行机构将左、右档销放下，对巡检机器人进行位置限位；然后升降电机在升降控制器的控制下驱动同步带运动，同步带带动四个丝杆螺母同时同方向旋转，丝杆螺母沿丝杆向上运动，直至升降平台运行至高位时暂停，此时过渡导轨和高层导轨水平。升降控制器驱动左、右档销执行机构将左、右档销收起，并告知巡检机器人后，巡检机器人继续从过渡导轨运动到高层导轨，最后沿高层导轨巡检运行；
如图5所示，巡检机器人从高层导轨切换到底层导轨运行时，升降平台处于高位，此时过渡导轨和高层导轨水平。巡检机器人先从高层导轨运动到过渡导轨，直至巡检机器人顶部的位置传感器顶到升降平台底座底部的位置开关。巡检机器人上的位置传感器检测到接触到位置开关后停下来，升降控制器监测到巡检机器人到达位置开关处，驱动左、右档销执行机构将左、右档销放下，对巡检机器人进行位置限位；然后升降电机在升降控制器的控制下驱动同步带运动，同步带带动四个丝杆螺母同时同方向旋转，丝杆螺母沿丝杆向下运动，直至升降平台运行至低位时暂停，此时过渡导轨和底层导轨水平。升降控制器驱动左、右档销执行机构将左、右档销收起，并告知巡检机器人后，巡检机器人继续从过渡导轨运动到底层导轨，最后沿底层导轨巡检运行。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (5)

1.一种双层大落差巡检机器人导轨装置，包括高层导轨、固定高层导轨的吊架、底层导轨、固定底层导轨的吊架；其特征在于：还包括过渡导轨以及与过渡导轨固定连接的升降机构；所述的过渡导轨固定在升降机构的底面；所述的升降机构带动过渡导轨上、下运动并使过渡导轨分别与高层轨道或底层轨道连接实现双层导轨的切换。
2.如权利要求1所述的一种双层大落差巡检机器人导轨装置，其特征在于：所述的升降机构包括升降机构基座、丝杆以及升降平台；所述的过渡导轨固定在升降平台的底面；升降平台通过丝杆螺母沿丝杆上、下运动；所述过渡导轨连接巡检机器人。
3.如权利要求2所述的一种双层大落差巡检机器人导轨装置，其特征在于：所述的升降平台包括升降平台底座，以及安装在升降平台底座上的升降电机、多个丝杆螺母、同步带和升降控制器；所述的升降电机驱动同步带运动，同步带带动多个丝杆螺母同时同方向旋转；所述的升降控制器控制升降电机的转动。
4.如权利要求3所述的一种双层大落差巡检机器人导轨装置，其特征在于：所述的升降平台底座上设置有左档销及左档销执行机构、右档销及右档销执行机构；切换导轨时，左档销执行机构和右档销执行机构分别驱动左档销、右档销伸出升降平台底座。
5.如权利要求3所述的一种双层大落差巡检机器人导轨装置，其特征在于：所述的升降平台底座上设置有位置开关；所述的位置开关与巡检机器人顶部的位置传感器配合工作。
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