CN112720411A - 一种挂轨巡检机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挂轨巡检机器人行走机构，包括行走机构底板，所述行走机构底板上端面中部设置有矩形凹槽，所述矩形凹槽内腔底部设置矩形通槽，所述矩形凹槽内腔底部两端固定连接有方型杆，所述方型杆上端面滑动连接有固定板，所述行走机构底板上端面且位于固定板两侧通过螺栓固定连接有L型板，所述固定板一侧固定连接有弯板，所述弯板一侧固定连接有RFID读写器，所述固定板上端面且远离RFID读写器一端设置有弧形槽，所述弧形槽内腔固定连接有条形块，本发明涉及挂轨巡检机器人行走机构技术领域。该挂轨巡检机器人行走机构，解决了现有的挂轨巡检机器人行走机构体积大、重量重、运行不平稳、安全性低、机器人容易脱落的问题。

Description

一种挂轨巡检机器人行走机构

技术领域

本发明涉及挂轨巡检机器人行走机构技术领域，具体为一种挂轨巡检机器人行走机构。

背景技术

巡检机器人在巡检时，在某些领域需要将巡检机器人挂在轨道上行走。由于巡检机器人一般都有视觉识别要求，所以对机器人行走的平稳度及定位精准度有较高的要求。

使用双轮驱动时由于电机的同步性问题，会导致机器人行走扭动，运行不平稳，定位不准确。

中国发明专利文献CN111360784A《一种用于电力系统的轨道式环境巡检机器人》阐述了一种行走机构包括两个前后贴合于行车轨道底部的动力轮，动力轮的下方设有安装于所述行车底盘的调压装置，用来调整动力轮与行车轨道之间的摩擦力，动力轮的两端分别凸出于所述行车轨道，其中右端的动力轮之间通过第一同步带连接，用于传动，左端的其中一个动力轮通过第二同步带连接第一减速电机，第一减速电机通过第二同步带带动其中一个动力轮转动，然后通过第一同步带带动另一个动力轮的转动，使得前后两个动力轮均为主动轮，防止运动时打滑，而行车轨道的底部具有较大的加工面积，相对于行车轨道的两侧可以提供更大的接触面积，从而可以提供更大的摩擦力；此种方案在转弯时导向轮为固定的形式，相当于在转弯时靠静摩擦来实现转弯，对机构磨损较大，影响平稳度。

中国发明专利文献CN110744524A《驱动导向机构及挂轨机器人》阐述了一种行走机构通过调整底部滚轮使行走部分接触轨道进行驱动的系统，此机构采用两个轮毂电机在轨道的左右两侧挤压着前进。被动轮通过底部调整滚轮进行加紧，使整个机构抱在轨道上。调整部配置为调整轨道两侧的行走部之间的距离，以使行走部脱离或接触轨道。此种方案由于结构限制只能通过两台轮毂电机驱动，无法使用普通电机。而且对两台轮毂电机的同步性要求较高，会导致磨损加剧。而且由于采用了可脱离轨道的设计形式，有在巡检过程中由于机械故障导致整机脱落的风险。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种挂轨巡检机器人行走机构，解决了现有的挂轨巡检机器人行走机构体积大、重量重、运行不平稳、还有安全性低容易导致机器人脱落的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种挂轨巡检机器人行走机构，包括行走机构底板，所述行走机构底板上端面中部设置有矩形凹槽，所述矩形凹槽内腔底部设置矩形通槽，所述矩形凹槽内腔底部两端固定连接有方型杆，所述方型杆上端面滑动连接有固定板，所述行走机构底板上端面且位于固定板两侧通过螺栓固定连接有L型板，所述固定板一侧固定连接有弯板，所述弯板一侧固定连接有RFID读写器，所述固定板上端面且远离RFID读写器一端设置有弧形槽，所述弧形槽内腔固定连接有条形块，所述固定板一侧且位于条形块之间通过螺栓固定连接有方型块，所述方型块一侧固定连接有固定螺母，所述固定螺母内腔螺纹连接有内六角螺栓，所述内六角螺栓一端安装有滑触线集电器及压力轮，所述固定板下端面固定连接有电机，所述电机输出端固定连接有驱动齿轮，所述行走机构底板上端面两端均固定连接有被动轮机构，所述被动轮机构一侧设置有轨道模块。

优选的，所述L型板一侧与固定板上端面相互接触，所述矩形凹槽内腔底部滑动连接有所述固定板，所述条形块一侧通过螺栓与方型块固定连接。

优选的，所述条形块一侧下部设置有滑槽，所述滑槽内腔滑动连接有所述滑触线集电器及压力轮。

优选的，所述内六角螺栓贯穿方型块且与方型块内腔螺纹连接，所述固定板上端面滑动连接有所述滑触线集电器及压力轮。

优选的，所述轨道模块由轨道、齿条和滑触线组成，所轨道设置设置成T型轨道，所述轨道上部设置为楔形块，所述轨道下部两侧分别安装有所述齿条和滑触线。所述滑触线与滑触线集电器及压力轮滑动连接，所述齿条与驱动齿轮相互啮合。

优选的，所述矩形通槽内腔设置有所述电机，采用驱动轮替换所述驱动齿轮，所述驱动轮外表面与轨道一侧滑动连接。

优选的，所述被动轮机构设置为整体抱轨式，所述被动轮机构由被动轮主体架、被动轮和夹紧轮组成，所述行走机构底板上端面固定连接有所述被动轮主体架，所述被动轮主体架上部设置有楔形凹槽，所述楔形凹槽内腔两侧转动连接有所述被动轮，所述被动轮外表面与轨道模块上部滑动连接，所被动轮主体架下部两侧固定连接有所述夹紧轮，所述夹紧轮外表面与轨道下部两侧滑动连接。

优选的，采用驱动辅助轮替换所述滑触线集电器及压力轮，所述驱动辅助轮一侧与轨道下部的一侧滑动连接，所述电机设置为伺服电机。

有益效果

本发明提供了一种挂轨巡检机器人行走机构。具备以下有益效果：

(1)、该挂轨巡检机器人行走机构，通过先将两组被动轮机构放置到轨道模块上，由于被动轮主体架是根据轨道上半部的楔形结构进行仿形制作，即使该机构出现异常情况，被动轮主体架也能够挂在轨道上。防止下部的整体机构脱落，实现防脱落功能,由于轨道的两侧分别设置有夹紧轮，从而通过夹紧轮可以防止整体机构晃动，使得整体机构行走更稳定，两个被动轮机构可通过回转支承连接在行走机构底板上。行走时，两个被动轮机构可通过回转支承在行走机构底板上自由转动，由于被动轮机构整体采用整体抱轨式，可以防止整体从轨道模块上脱落，并提高了整体的安全性。

(2)、该挂轨巡检机器人行走机构，通过当不需要精确定位时，这时通过启动电机，电机通过输出轴带动驱动轮进行旋转，当驱动轮旋转时在通过滑触线集电器及压力轮的相互配合将轨道进行夹紧，从而增加驱动轮外表面与轨道之间的摩擦力，从而使得驱动轮向前运动，当驱动轮向前运动时，使得滑触线集电器及压力轮在滑触线滑动，从而通过滑触线集电器及压力轮在滑触线上进行取电，可以使得电机可以小时进行取电，当驱动轮向前运动的同时启动RFID读写器进行工作，从而通过RFID读写器实现了定位，以此来实现行走定位功能，从而降低了成本，当需要精确定位时，先向轨道一侧安装齿条，这时启动伺服电机，伺服电机通过输出轴带动驱动齿轮进行旋转，当驱动齿轮旋转同时驱动齿轮就会带动伺服电机在齿条上直线运动，当驱动齿轮在向前运动时，这时通过驱动辅助轮即可确保驱动齿轮在运动时与齿条之间的间隙，从而通过伺服电机、配合驱动齿轮和齿条实现了精确定位。从而轨道下半部分侧面可加装齿条及滑触线，可减小安装空间，还实现多功能切换，并适应更多场合。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明后视整体结构示意图；

图3为本发明轨道截面及侧面齿条、滑触线结构示意图；

图4为本发明被动轮机构结构示意图；

图5为本发明齿轮齿条驱动形式结构示意图；

图6为本发明固定板整体结构示意图。

图中：1、轨道模块；101、轨道；102、齿条；103、滑触线；2、被动轮机构；201、被动轮主体架；202、被动轮；203、夹紧轮；3、行走机构底板；4、滑触线集电器及压力轮；5、电机；6、驱动轮；7、RFID读写器；8、驱动齿轮；9、驱动辅助轮；10、矩形凹槽；11、矩形通槽；12、方型杆；13、固定板；14、L型板；15、弯板；16、弧形槽；17、条形块；18、方型块；19、固定螺母；20、内六角螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种挂轨巡检机器人行走机构，包括行走机构底板3，行走机构底板3上端面中部设置有矩形凹槽10，矩形凹槽10内腔底部设置矩形通槽11，矩形凹槽10内腔底部两端固定连接有方型杆12，方型杆12上端面滑动连接有固定板13，行走机构底板3上端面且位于固定板13两侧通过螺栓固定连接有L型板14，固定板13一侧固定连接有弯板15，弯板15一侧固定连接有RFID读写器7，固定板13上端面且远离RFID读写器7一端设置有弧形槽16，弧形槽16内腔固定连接有条形块17，固定板13一侧且位于条形块17之间通过螺栓固定连接有方型块18，方型块18一侧固定连接有固定螺母19，固定螺母19内腔螺纹连接有内六角螺栓20，内六角螺栓20一端安装有滑触线集电器及压力轮4，固定板13下端面固定连接有电机5，电机5输出端固定连接有驱动齿轮8，行走机构底板3上端面两端均固定连接有被动轮机构2，被动轮机构2一侧设置有轨道模块1。

本实施例中，L型板14一侧与固定板13上端面相互接触，矩形凹槽10内腔底部滑动连接有固定板13，条形块17一侧通过螺栓与方型块18固定连接，当需要更换固定板13时，这通过将L型板14上的螺栓进行拆卸，即可将固定板13进行拆卸，方便后期对整体的更换或是对内部结构的维修。

本实施例中，条形块17一侧下部设置有滑槽，滑槽内腔滑动连接有滑触线集电器及压力轮4。

本实施例中，内六角螺栓20贯穿方型块18且与方型块18内腔螺纹连接，固定板13上端面滑动连接有滑触线集电器及压力轮4，当需要调节滑触线集电器及压力轮4时，这时通过旋转内六角螺栓20，内六角螺栓20在一边旋转同时一边向内移动，当内六角螺栓20向内移动同时，带动滑触线集电器及压力轮4向内移动，从而可以根据轨道模块1宽度进行调节滑触线集电器及压力轮4。

本实施例中，轨道模块1由轨道101、齿条102和滑触线103组成，所轨道101设置设置成T型轨道，轨道101上部设置为楔形块，轨道101下部两侧分别安装有齿条102和滑触线103。滑触线103与滑触线集电器及压力轮4滑动连接，齿条102与驱动齿轮8相互啮合。

本实施例中，矩形通槽11内腔设置有电机5，采用驱动轮6替换驱动齿轮8，驱动轮6外表面与轨道101一侧滑动连接，当不需要精确定位时，这时通过启动电机5，电机5通过输出轴带动驱动轮6进行旋转，当驱动轮6旋转时在通过滑触线集电器及压力轮4的相互配合将轨道101进行夹紧，从而增加驱动轮6外表面与轨道101之间的摩擦力，从而使得驱动轮6向前运动，当驱动轮6向前运动时，使得滑触线集电器及压力轮4在滑触线103滑动，从而通过滑触线集电器及压力轮4在滑触线103上进行取电，可以使得电机5可以24小时进行取电，当驱动轮6向前运动的同时启动RFID读写器7进行工作，从而通过RFID读写器7实现了定位，以此来实现行走定位功能，从而降低了成本。

本实施例中，被动轮机构2设置为整体抱轨式，被动轮机构2由被动轮主体架201、被动轮202和夹紧轮203组成，行走机构底板3上端面固定连接有被动轮主体架201，被动轮主体架201上部设置有楔形凹槽，楔形凹槽内腔两侧转动连接有被动轮202，被动轮202外表面与轨道模块1上部滑动连接，所被动轮主体架201下部两侧固定连接有夹紧轮203，夹紧轮203外表面与轨道101下部两侧滑动连接，当需要移动时，先将两组被动轮机构2放置到轨道模块1上，由于被动轮机构2由一个被动轮主体架201、四个被动轮202及两个夹紧轮203组成,被动轮主体架201是根据轨道101上半部的楔形结构进行仿形制作，即使该机构出现异常情况，被动轮主体架201也能够挂在轨道上,防止下部的整体机构脱落，实现防脱落功能,两个夹紧轮203可以使该机构夹紧在轨道101的两侧，可以防止晃动，使得行走更稳定。两个被动轮机构2可通过回转支承连接在行走机构底板3上。行走时，两个被动轮机构2可通过回转支承在行走机构底板3上自由转动，由于被动轮机构2整体采用整体抱轨式，可以防止整体从轨道模块1上脱落，并提高了整体的安全性。

本实施例中，采用驱动辅助轮9替换滑触线集电器及压力轮4，所驱动辅助轮9一侧与轨道101下部的一侧滑动连接，电机5设置为伺服电机，当需要精确定位时，这时启动伺服电机，伺服电机通过输出轴带动驱动齿轮8进行旋转，由于驱动齿轮8与齿条102相互啮合，且齿条102安装与轨道101下部的一侧，当驱动齿轮8旋转同时驱动齿轮8就会带动伺服电机在齿条102上直线运动，当驱动齿轮8在向前运动时，这时通过驱动辅助轮9即可确保驱动齿轮8在运动时与齿条102之间的间隙，从而通过伺服电机、配合驱动齿轮8和齿条102实现了精确定位。

工作时，先将两组被动轮机构2放置到轨道模块1上，由于被动轮机构2由一个被动轮主体架201、四个被动轮202及两个夹紧轮203组成,被动轮主体架201是根据轨道101上半部的楔形结构进行仿形制作，即使该机构出现异常情况，被动轮主体架201也能够挂在轨道上.防止下部的整体机构脱落，实现防脱落功能。两个夹紧轮203可以使该机构夹紧在轨道101的两侧，可以防止晃动，使得行走更稳定,两个被动轮机构2可通过回转支承连接在行走机构底板3上,行走时，两个被动轮机构2可通过回转支承在行走机构底板3上自由转动，由于被动轮机构2整体采用整体抱轨式，可以防止整体从轨道模块1上脱落，并提高了整体的安全性，当不需要精确定位时，这时通过启动电机5，电机5通过输出轴带动驱动轮6进行旋转，当驱动轮6旋转时在通过滑触线集电器及压力轮4的相互配合将轨道101进行夹紧，从而增加驱动轮6外表面与轨道101之间的摩擦力，从而使得驱动轮6向前运动，当驱动轮6向前运动时，使得滑触线集电器及压力轮4在滑触线103滑动，从而通过滑触线集电器及压力轮4在滑触线103上进行取电，可以使得电机5可以24小时进行取电，当驱动轮6向前运动的同时启动RFID读写器7进行工作，从而通过RFID读写器7实现了定位，以此来实现行走定位功能，从而降低了成本，当需要精确定位时，这时启动伺服电机，伺服电机通过输出轴带动驱动齿轮8进行旋转，由于驱动齿轮8与齿条102相互啮合，且齿条102安装与轨道101下部的一侧，当驱动齿轮8旋转同时驱动齿轮8就会带动伺服电机在齿条102上直线运动，当驱动齿轮8在向前运动时，这时通过驱动辅助轮9即可确保驱动齿轮8在运动时与齿条102之间的间隙，从而通过伺服电机、配合驱动齿轮8和齿条102实现了精确定位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种挂轨巡检机器人行走机构，包括行走机构底板(3)，其特征在于：所述行走机构底板(3)上端面中部设置有矩形凹槽(10)，所述矩形凹槽(10)内腔底部设置矩形通槽(11)，所述矩形凹槽(10)内腔底部两端固定连接有方型杆(12)，所述方型杆(12)上端面滑动连接有固定板(13)，所述行走机构底板(3)上端面且位于固定板(13)两侧通过螺栓固定连接有L型板(14)，所述固定板(13)一侧固定连接有弯板(15)，所述弯板(15)一侧固定连接有RFID读写器(7)，所述固定板(13)上端面且远离RFID读写器(7)一端设置有弧形槽(16)，所述弧形槽(16)内腔固定连接有条形块(17)，所述固定板(13)一侧且位于条形块(17)之间通过螺栓固定连接有方型块(18)，所述方型块(18)一侧固定连接有固定螺母(19)，所述固定螺母(19)内腔螺纹连接有内六角螺栓(20)，所述内六角螺栓(20)一端安装有滑触线集电器及压力轮(4)，所述固定板(13)下端面固定连接有电机(5)，所述电机(5)输出端固定连接有驱动齿轮(8)，所述行走机构底板(3)上端面两端均固定连接有被动轮机构(2)，所述被动轮机构(2)一侧设置有轨道模块(1)。

2.根据权利要求1所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述L型板(14)一侧与固定板(13)上端面相互接触，所述矩形凹槽(10)内腔底部滑动连接有所述固定板(13)，所述条形块(17)一侧通过螺栓与方型块(18)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述条形块(17)一侧下部设置有滑槽，所述滑槽内腔滑动连接有所述滑触线集电器及压力轮(4)。

4.根据权利要求1所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述内六角螺栓(20)贯穿方型块(18)且与方型块(18)内腔螺纹连接，所述固定板(13)上端面滑动连接有所述滑触线集电器及压力轮(4)。

5.根据权利要求1所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述轨道模块(1)由轨道(101)、齿条(102)和滑触线(103)组成，所轨道(101)设置设置成T型轨道，所述轨道(101)上部设置为楔形块，所述轨道(101)下部两侧分别安装有所述齿条(102)和滑触线(103)。所述滑触线(103)与滑触线集电器及压力轮(4)滑动连接，所述齿条(102)与驱动齿轮(8)相互啮合。

6.根据权利要求5所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述矩形通槽(11)内腔设置有所述电机(5)，采用驱动轮(6)替换所述驱动齿轮(8)，所述驱动轮(6)外表面与轨道(101)一侧滑动连接。

7.根据权利要求5所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：所述被动轮机构(2)设置为整体抱轨式，所述被动轮机构(2)由被动轮主体架(201)、被动轮(202)和夹紧轮(203)组成，所述行走机构底板(3)上端面固定连接有所述被动轮主体架(201)，所述被动轮主体架(201)上部设置有楔形凹槽，所述楔形凹槽内腔两侧转动连接有所述被动轮(202)，所述被动轮(202)外表面与轨道模块(1)上部滑动连接，所被动轮主体架(201)下部两侧固定连接有所述夹紧轮(203)，所述夹紧轮(203)外表面与轨道(101)下部两侧滑动连接。

8.根据权利要求5所述的一种挂轨巡检机器人行走机构，其特征在于：采用驱动辅助轮(9)替换所述滑触线集电器及压力轮(4)，所述驱动辅助轮(9)一侧与轨道(101)下部的一侧滑动连接，所述电机(5)设置为伺服电机。

Images