CN110328653B - 一种轨道式巡检机器人行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道式巡检机器人行走机构，包括支撑板、至少两个轮盘、多个爬行轮爪；由多个爬行轮爪首尾连接形成链传动机构；支撑板呈上小下大的U型状，支撑板、轮盘固定在机器人上，支撑板底部与链传动机构内壁接触，支撑板位于在爬行轮爪抓紧和放开运行轨道的过渡位置；机器人带动轮盘转动，轮盘带动爬行轮爪运动，当爬行轮爪运动至支撑板处时爬行轮爪与支撑板接触使得爬行轮爪张开，当爬行轮爪继续运动直至爬行轮爪与支撑板分离时爬行轮爪闭合并夹紧运行轨道，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道上运动。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人领域，更具体地说，涉及一种轨道式巡检机器人行走机构。
背景技术
进入21世纪后，我国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，机器人沿轨道运动的稳定性和可靠性成为重要指标。
由于受到其本身特点的影响，轨道式巡检机器人所在运行路径情况可能比较复杂，如存在大角度斜坡、存在光滑路段、存在不规则轨道等，在这些较复杂的路段上想要实现机器人安全稳定地通过，靠传统技术比如通过加装滚轮让机器人在轨道上移动的方案已经无法满足要求，同时机器人在复杂路段上运动也是巡检工作中的重要一环，因此轨道式巡检机器人如何安全稳定地在工作轨道上移动对巡检工作来说十分重要。为此，本发明提供一种可加装于轨道式巡检机器人的行走机构，能够协助轨道式巡检机器人安全稳定地在复杂路段上移动。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提出了一种轨道式巡检机器人行走机构。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
设计一种轨道式巡检机器人行走机构，包括支撑板、至少两个轮盘、多个爬行轮爪，由多个所述爬行轮爪首尾连接形成链传动机构，在本实施例中，多个所述爬行轮爪首尾连接形成四百米跑道形状，在实际应用过程中，可以根据实际机器人特点选择合适的连接形状，比如三角形或者矩形等。所述支撑板呈上小下大的U型状，所述支撑板、轮盘固定在机器人上，所述支撑板底部与链传动机构内壁接触，所述支撑板在爬行轮爪抓紧和放开运行轨道的过渡位置。机器人带动所述轮盘转动，所述轮盘带动爬行轮爪运动，当所述爬行轮爪运动至支撑板处时爬行轮爪与支撑板接触使得爬行轮爪张开，当爬行轮爪继续运动直至爬行轮爪与支撑板分离时爬行轮爪闭合并夹紧运行轨道，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道上运动。在本发明实施例中，动力系统使用轮盘，在实际应用过程中，动力系统可以使用任何兼容机器人的装置。
所述爬行轮爪包括安装块、定位块、两个轮爪臂、两个防滑橡胶，所述定位块通过螺钉固定在安装块的中部，所述定位块与螺钉之间设置有垫片，所述轮爪臂贯穿定位块并通过轮爪销与定位块连接，所述轮爪臂的外侧壁通过复位弹簧与安装块的内壁接触，所述防滑橡胶通过橡胶销与轮爪臂的一端连接。相邻两个所述爬行轮爪通过安装块两侧设置的连接块插销连接。机器人带动所述轮盘转动，所述轮盘带动爬行轮爪运动，当所述爬行轮爪运动至支撑板处时轮爪臂的另一端与支撑板接触，接触产生的作用力使得所述轮爪臂张开并且压缩复位弹簧，此处张开是指两个防滑橡胶的距离增加，当爬行轮爪继续运动直至爬行轮爪与支撑板分离时在复位弹簧的作用力下所述轮爪臂闭合，此处闭合是指两个防滑橡胶的距离减少，两个防滑橡胶夹紧运行轨道，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道上运动。在实际应用中，防滑橡胶的选用需参考运行轨道的形状特征以产生更大的摩擦力。
本发明的行走机构工作效率高、机械机构简单、空间占用率低、作业安全性高，形式灵活多变。该行走机构的动力由机器人提供，机器人提供的动力经过轮盘带动爬行轮爪运动，爬行轮爪运动至支撑板所在位置时，支撑板与爬行轮爪之间的接触力将轮爪臂张开，爬行轮爪运动至远离支撑板位置时轮爪臂在复位弹簧的作用下闭合从而夹紧运行轨道，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道上运动。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
(1)安装兼容性高：本发明的行走机构可以灵活地运用在爬坡机器人上，该行走机构的基本单元已确定，但其总体结构可由机器人的特点决定，该爬坡机构可适用于多种机器人。
(2)适用场景多样：该行走机构采用夹持紧固的设计方案，通过两个轮爪臂夹紧轨道让机器人在运行轨道上行走，可适用于多种形状的轨道，同时夹持紧固的工作方案使得行走机构可与运行轨道间产生很大的摩擦力，在坡度大或者其他复杂轨道上依然能正常运行。
(3)机械机构简单、空间占用率低：本发明的行走机构体积小，可根据实际情况安装在机器人上的合适位置，占用空间少；总体结构简单，安装在机器人上，对机器人体积无明显影响。
(4)作业安全性高：运行过程中，多个爬行轮爪作用在运行轨道上，每个爬行轮爪与运行轨道之间有较大的摩擦力，能保证机器人在轨道上安全运行。
附图说明
图1为一种轨道式巡检机器人行走机构的整体示意图；
图2为爬行轮爪的整体结构示意图；
图3为图2的俯视示意图；
图4为图2的左侧示意图；
图5为图2的正面示意图；
图6为爬行轮爪的的拆卸示意图；
图7为一种轨道式巡检机器人行走机构的工作示意图(侧视图)；
图8为一种轨道式巡检机器人行走机构的工作示意图(俯视图)；
图9为一种轨道式巡检机器人行走机构的工作示意图(局部放大图)。
图中：1-支撑板，2-轮盘，3-爬行轮爪，4-运行轨道，5-螺钉，6-垫片，7-定位块，8-轮爪臂，9-复位弹簧，10-安装块，11-橡胶销，12-防滑橡胶，13-轮爪销，14-连接块。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供一种轨道式巡检机器人行走机构，包括支撑板1、至少两个轮盘2、多个爬行轮爪3，由多个所述爬行轮爪3首尾连接形成链传动机构，在本实施例中，多个所述爬行轮爪3首尾连接形成四百米跑道形状，在实际应用过程中，可以根据实际机器人特点选择合适的连接形状，比如三角形或者矩形等。所述支撑板1呈上小下大的U型状，所述支撑板1、轮盘2固定在机器人上，所述支撑板1底部与链传动机构内壁接触，所述支撑板1在爬行轮爪3抓紧和放开运行轨道4的过渡位置。机器人带动所述轮盘2转动，所述轮盘2带动爬行轮爪3运动，当所述爬行轮爪3运动至支撑板1处时爬行轮爪3与支撑板1接触使得爬行轮爪3张开，当爬行轮爪3继续运动直至爬行轮爪3与支撑板1分离时爬行轮爪3闭合并夹紧运行轨道4，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道4上运动。在本发明实施例中，动力系统使用轮盘2，在实际应用过程中，动力系统可以使用任何兼容机器人的装置。
如图2-6所示，所述爬行轮爪3包括安装块10、定位块7、两个轮爪臂8、两个防滑橡胶12，所述定位块7通过螺钉5固定在安装块10的中部，所述定位块7与螺钉5之间设置有垫片6，所述轮爪臂8贯穿定位块7并通过轮爪销13与定位块7连接，所述轮爪臂8的外侧壁通过复位弹簧9与安装块10的内壁接触，所述防滑橡胶12通过橡胶销11与轮爪臂8的一端连接。相邻两个所述爬行轮爪3通过安装块10两侧设置的连接块14插销连接。机器人带动所述轮盘2转动，所述轮盘2带动爬行轮爪3运动，当所述爬行轮爪3运动至支撑板1处时轮爪臂8的另一端与支撑板1接触，接触产生的作用力使得所述轮爪臂8张开并且压缩复位弹簧9，此处张开是指两个防滑橡胶12的距离增加，当爬行轮爪3继续运动直至爬行轮爪3与支撑板1分离时在复位弹簧9的作用力下所述轮爪臂8闭合，此处闭合是指两个防滑橡胶12的距离减少，两个防滑橡胶12夹紧运行轨道4，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道4上运动，如图7-9所示。在实际应用中，防滑橡胶12的选用需参考运行轨道4的形状特征以产生更大的摩擦力。
本发明的行走机构工作效率高、机械机构简单、空间占用率低、作业安全性高，形式灵活多变。该行走机构的动力由机器人提供，机器人提供的动力经过轮盘2带动爬行轮爪3运动，爬行轮爪3运动至支撑板1所在位置时，支撑板1与爬行轮爪3之间的接触力将轮爪臂8张开，爬行轮爪3运动至远离支撑板1位置时轮爪臂8在复位弹簧9的作用下闭合从而夹紧运行轨道4，带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道4上运动。
附图对本发明的实施例进行了描述，但是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之内。
Claims (3)
1.一种轨道式巡检机器人行走机构，包括支撑板（1）、至少两个轮盘（2）、多个爬行轮爪（3）；由多个所述爬行轮爪（3）首尾连接形成链传动机构；所述支撑板（1）呈上小下大的U型状，所述支撑板（1）、轮盘（2）固定在机器人上，所述支撑板（1）底部与链传动机构内壁接触，所述支撑板（1）位于在爬行轮爪（3）抓紧和放开运行轨道（4）的过渡位置；机器人带动所述轮盘（2）转动，所述轮盘（2）带动爬行轮爪（3）运动，当所述爬行轮爪（3）运动至支撑板（1）处时爬行轮爪（3）与支撑板（1）接触使得爬行轮爪（3）张开，当爬行轮爪（3）继续运动直至爬行轮爪（3）与支撑板（1）分离时爬行轮爪（3）闭合并夹紧运行轨道（4），带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道（4）上运动；
所述爬行轮爪（3）包括安装块（10）、定位块（7）、两个轮爪臂（8），所述定位块（7）通过螺钉（5）固定在安装块（10）的中部，所述轮爪臂（8）贯穿定位块（7）并通过轮爪销（13）与定位块（7）连接，所述轮爪臂（8）的外侧壁通过复位弹簧（9）与安装块（10）的内壁接触，机器人带动所述轮盘（2）转动，所述轮盘（2）带动爬行轮爪（3）运动，当所述爬行轮爪（3）运动至支撑板（1）处时轮爪臂（8）靠近支撑板（1）的一端与支撑板（1）接触，接触产生的作用力使得两个所述轮爪臂（8）的另一端张开并且压缩复位弹簧（9），当爬行轮爪（3）继续运动直至爬行轮爪（3）与支撑板（1）分离时在复位弹簧（9）的作用力下两个所述轮爪臂（8）的另一端闭合，两个所述轮爪臂（8）的另一端夹紧运行轨道（4），带动机器人安全稳定地在复杂的运行轨道（4）上运动；所述安装块（10）两侧设置有连接块（14），相邻两个所述爬行轮爪（3）的连接块（14）通过插销连接；所述定位块（7）与螺钉（5）之间设置有垫片（6）。
2.如权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人行走机构，其特征在于：多个所述爬行轮爪（3）首尾连接形成四百米跑道形状、三角形、矩形中的一种。
3.如权利要求1所述的一种轨道式巡检机器人行走机构，其特征在于：所述爬行轮爪（3）还包括两个防滑橡胶（12），所述防滑橡胶（12）通过橡胶销（11）与轮爪臂（8）的另一端连接；当两个所述轮爪臂（8）张开时两个防滑橡胶（12）的距离增加，当两个所述轮爪臂（8）闭合时两个防滑橡胶（12）的距离减少并夹紧运行轨道（4）。
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