CN112606856A - 巡检机器人爬坡装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种巡检机器人爬坡装置及系统，其包括行走轨道组件和驱动组件，所述驱动组件包括压紧轮、行走部和用于安装巡检机器人的底盘，所述行走轨道组件包括倾斜轨道，所述倾斜轨道与水平面的夹角大于0°，所述行走部通过在倾斜轨道上行走带动底盘移动，所述倾斜轨道位于行走部和底盘之间，所述压紧轮可转动地安装在底盘上，且压覆所述倾斜轨道。利用本申请能够避免行走部在倾斜轨道上打滑，避免出现溜车事故，提高作业安全系数，而且结构简单，重量轻，成本低，易维护，有利于降低能耗，延长续航能力。
Description
技术领域
本申请涉及巡检机器人技术领域，具体涉及一种巡检机器人爬坡装置及系统。
背景技术
目前，传统的矿用轨道式巡检机器人一般都以吊挂方式沿轨道行走，当粉尘、水汽积聚在轨道上时，巡检机器人爬坡时容易打滑，导致巡检机器人无法正常行走巡检，且存在溜车等安全隐患，作业安全系数有待进一步地提高。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种巡检机器人爬坡装置及系统，以解决上述技术问题。
本申请提出一种巡检机器人爬坡装置，其包括：行走轨道组件和驱动组件，所述驱动组件包括压紧轮、行走部和用于安装巡检机器人的底盘，所述行走轨道组件包括倾斜轨道，所述倾斜轨道与水平面的夹角大于0°，所述行走部通过在倾斜轨道上行走带动底盘移动，所述倾斜轨道位于行走部和底盘之间，所述压紧轮可转动地安装在底盘上，且压覆所述倾斜轨道。
可选地，所述驱动组件还包括：支撑杆、压簧挡板和压簧，所述底盘上设置有通孔，所述压紧轮可转动地安装在所述支撑杆的第一端上，所述支撑杆的第二端插接在通孔内，所述支撑杆沿通孔的孔深方向移动，所述压簧挡板固定在支撑杆上，所述压簧套设在所述支撑杆上，且两端分别与底盘和压簧挡板抵接。
可选地，所述行走轨道组件还包括垫层,所述垫层贴合在倾斜轨道上，所述垫层位于压紧轮和倾斜轨道之间。
可选地，所述行走轨道组件还包括水平轨道，所述水平轨道与倾斜轨道连接，且两个轨道形成的夹角为钝角，所述压紧轮与水平轨道之间具有间隙。
可选地，还包括过渡层，所述过渡层贴合在所述水平轨道上，且位于水平轨道和底盘之间，所述过渡层的厚度沿靠近倾斜轨道的方向逐渐增大。
可选地，所述过渡层与垫层连接，所述过渡层的最大厚度与垫层相等。
可选地，所述支撑杆与通孔的接触面上涂抹有润滑油。
可选地，所述行走部包括驱动轮、轮架和从动轮，所述驱动轮通过所述轮架带动从动轮移动，所述底盘吊挂在轮架上。
可选地，所述轮架通过连接杆与底盘固定连接，所述连接杆分别与底盘和轮架垂直。
本申请还提供一种巡检机器人爬坡系统，其包括巡检机器人和如上所述的巡检机器人爬坡装置，巡检机器人挂载在所述底盘远离行走部的板面上。
本申请提供的巡检机器人爬坡装置及系统通过设置驱动组件和行走轨道组件，通过压紧轮压覆倾斜轨道增大行走部的压覆力，从而增大摩擦力，避免行走部在倾斜轨道上打滑，避免出现溜车事故，提高作业安全系数，而且结构简单，重量轻，成本低，易维护，有利于降低能耗，延长续航能力。
附图说明
图1是本申请的巡检机器人爬坡装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本申请的巡检机器人爬坡装置的结构示意图，如图1所示，本申请提供的巡检机器人爬坡装置，其包括：行走轨道组件200和驱动组件100。
所述驱动组件100包括压紧轮121、行走部110和用于安装巡检机器人300的底盘120。
所述行走轨道组件200包括倾斜轨道210，所述倾斜轨道210与水平面的夹角大于0°。
所述行走部110通过在倾斜轨道210上行走带动底盘120移动，从而实现巡检机器人300的移动。
所述倾斜轨道210位于行走部110和底盘120之间，所述压紧轮121可转动地安装在底盘120上，且压覆所述倾斜轨道210。
巡检机器人爬坡装置工作时，巡检机器人300挂载在底盘120上，行走部110在倾斜轨道210上行走，由于压紧轮121压覆倾斜轨道210，使得底盘120产生远离行走部110的作用力，导致行走部110压覆倾斜轨道210的法向正压力增大，驱动摩擦力增大。
根据公式F＝N*u，F为驱动摩擦力，N为法向正压力，u为摩擦系数。巡检机器人300在倾斜轨道210打滑，主要是环境变化导致摩擦系数u减小，进而导致驱动摩擦力小于行进阻力造成的。
当法向正压力N增大的倍数大于摩擦系数u减小倍数时，驱动摩擦力就不会减小，从而避免行走部110在倾斜轨道210上打滑，避免出现溜车事故，提高作业安全系数。
本申请提供的巡检机器人爬坡装置通过设置驱动组件和行走轨道组件，通过压紧轮压覆倾斜轨道增大行走部的压覆力，从而增大摩擦力，避免行走部在倾斜轨道上打滑，避免出现溜车事故，提高作业安全系数，而且结构简单，重量轻，成本低，易维护，有利于降低能耗，延长续航能力。
进一步地，如图1所示，所述驱动组件100还包括：支撑杆122、压簧挡板123和压簧124。
所述底盘120上设置有通孔，所述压紧轮121可转动地安装在支撑杆122的第一端上，所述支撑杆122的第二端插接在通孔内。
支撑杆122沿通孔的孔深方向移动，所述压簧挡板123固定在支撑杆122上，所述压簧124套设在所述支撑杆122上，且两端分别与底盘120和压簧挡板123抵接。
在其中一个具体实施例中，压簧124的两端分别与底盘120和压簧挡板123固定连接，以保证压簧124更好地工作。
通过设置支撑杆122、压簧挡板123和压簧124，可实现压紧轮121的压覆力的调节，更好地提供压覆力，从而使行走部110更好地压覆倾斜轨道210，更有利于行走部110在倾斜轨道210上移动。
可选地，所述行走轨道组件200还包括垫层220,所述垫层220贴合在倾斜轨道210上，所述垫层220位于压紧轮121和倾斜轨道210之间。
通过设置垫层220，可减小倾斜轨道210与底盘120的间距，以便更好地实现压紧轮121的压紧。
垫层220的厚度，可根据摩擦系数u的下降量来确定，针对不同的矿井环境，其大小可能有所不同。压簧124的弹力特性可根据摩擦系数u的下降量来确定。
在其中一个具体实施例中，如图1所示，所述行走轨道组件200还包括水平轨道230。
所述水平轨道230与倾斜轨道210连接，且两个轨道形成的夹角为钝角，所述压紧轮121与水平轨道230之间具有间隙。
通过设置水平轨道230，压紧轮121与水平轨道230之间具有间隙，可减小巡检机器人300在水平轨道230上运行的摩擦阻力，降低能耗。
进一步地，巡检机器人爬坡装置还包括过渡层240，所述过渡层240贴合在所述水平轨道230上，且位于水平轨道230和底盘120之间，所述过渡层240的厚度沿着靠近倾斜轨道210的方向逐渐增大。
通过设置过渡层240，可方便压紧轮121移动至垫层220上。在图1的实施例中，过渡层240为楔形。
进一步地，所述过渡层240与垫层220连接，所述过渡层240的最大厚度与垫层220相等，以减小压紧轮121过渡时的振动，保证巡检机器人300更好地爬坡。
在一个具体实施例中，垫层220、过渡层240的材质与轨道材质相同，也可以采用橡胶、矿用塑料等材质。
优选地，所述支撑杆122与通孔的接触面上涂抹有润滑油，以降低摩擦力，保证支撑杆122移动顺畅。
进一步地，所述行走部110包括驱动轮111、轮架112和从动轮113，所述驱动轮111通过所述轮架112带动从动轮113移动，所述底盘120吊挂在轮架112上。
通过将行走部110设置为驱动轮111、轮架112和从动轮113，可简化结构，进一步地降低自重和成本。
如图1所示，所述轮架112通过连接杆114与底盘120固定连接，所述连接杆114分别与底盘120和轮架112垂直。
通过连接杆114实现底盘120和轮架112的刚性连接，可方便行走部110带动底盘120移动。
本申请还提供一种巡检机器人爬坡系统，如图1所示，其包括巡检机器人300和如上所述的巡检机器人爬坡装置，巡检机器人300挂载在所述底盘120远离行走部110的板面上。
本申请提供的巡检机器人爬坡系统通过设置驱动组件和行走轨道组件，通过压紧轮压覆倾斜轨道增大行走部的压覆力，从而增大摩擦力，避免行走部在倾斜轨道上打滑，避免出现溜车事故，提高作业安全系数，而且结构简单，重量轻，成本低，易维护，有利于降低能耗，延长续航能力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种巡检机器人爬坡装置，其特征在于，包括：行走轨道组件和驱动组件，所述驱动组件包括压紧轮、行走部和用于安装巡检机器人的底盘，所述行走轨道组件包括倾斜轨道，所述倾斜轨道与水平面的夹角大于0°，所述行走部通过在倾斜轨道上行走带动底盘移动，所述倾斜轨道位于行走部和底盘之间，所述压紧轮可转动地安装在底盘上，且压覆所述倾斜轨道。
2.如权利要求1所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述驱动组件还包括：支撑杆、压簧挡板和压簧，所述底盘上设置有通孔，所述压紧轮可转动地安装在所述支撑杆的第一端上，所述支撑杆的第二端插接在通孔内，所述支撑杆沿通孔的孔深方向移动，所述压簧挡板固定在支撑杆上，所述压簧套设在所述支撑杆上，且两端分别与底盘和压簧挡板抵接。
3.如权利要求2所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述行走轨道组件还包括垫层,所述垫层贴合在倾斜轨道上，所述垫层位于压紧轮和倾斜轨道之间。
4.如权利要求3所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述行走轨道组件还包括水平轨道，所述水平轨道与倾斜轨道连接，且两个轨道形成的夹角为钝角，所述压紧轮与水平轨道之间具有间隙。
5.如权利要求4所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，还包括过渡层，所述过渡层贴合在所述水平轨道上，且位于水平轨道和底盘之间，所述过渡层的厚度沿靠近倾斜轨道的方向逐渐增大。
6.如权利要求5所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述过渡层与垫层连接，所述过渡层的最大厚度与垫层相等。
7.如权利要求6所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述支撑杆与通孔的接触面上涂抹有润滑油。
8.如权利要求1-7任一所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述行走部包括驱动轮、轮架和从动轮，所述驱动轮通过所述轮架带动从动轮移动，所述底盘吊挂在轮架上。
9.如权利要求8所述的巡检机器人爬坡装置，其特征在于，所述轮架通过连接杆与底盘固定连接，所述连接杆分别与底盘和轮架垂直。
10.一种巡检机器人爬坡系统，其特征在于，包括巡检机器人和如权利要求1-9任一所述的巡检机器人爬坡装置，巡检机器人挂载在所述底盘远离行走部的板面上。
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