CN113961003B - 一种轨道式巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轨道式巡检机器人，包括行走机构、防掉机构和换轨机构；其中，换轨机构包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一换轨平台和第二换轨平台；第一换轨平台与第二换轨平台在换轨方向上滑动连接，第一换轨平台通过第一驱动组件与第二换轨平台连接，第一驱动组件驱动第一换轨平台与第二换轨平台之间发生相对滑动；第二换轨平台与行走机构在换轨方向上滑动连接，第二换轨平台通过第二驱动组件与行走机构连接，第二驱动组件驱动第二换轨平台与行走机构之间发生相对滑动；防掉机构固定设置在第一换轨平台上。体积小，工作稳定，方便人工搬运。

Description

一种轨道式巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及一种轨道式巡检机器人。

背景技术

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。在刚性悬挂接触网系统中，采用汇流排夹持固定接触线并承载电流，如图1所示。由于工作环境恶劣，且长期工作在振动工况下，刚性接触网的支持、定位、悬挂等装置容易出现松动、脱落、损坏等问题，如果不及时发现并处理，将会引发严重的故障。

轨道式巡检机器人可以在刚性接触网上自主运行，以对刚性接触网进行巡视、检查。由于刚性接触网的布置中存在平行分叉的线路，为完成自主巡检，巡检机器人具备换轨机构，以实现从其中一个运行轨道跨越至另外一个运行轨道的换轨功能。然而，目前巡检机器人换轨机构的体积较大(主要指换轨方向上的体积较大)，换轨过程中容易与周围的部件发生干涉，并且不易工作人员搬运巡检机器人通过安全门从器材储放地至巡检地。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术中存在的问题，本发明至少从一定程度上进行解决。为此，本发明提出了一种轨道式巡检机器人，体积小，工作稳定，方便人工搬运。

(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：

本发明提供一种轨道式巡检机器人，包括行走机构、防掉机构和换轨机构；其中，换轨机构包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一换轨平台和第二换轨平台；第一换轨平台通过第一驱动组件与第二换轨平台在换轨方向上滑动连接，第二换轨平台通过第二驱动组件与行走机构在换轨方向上滑动连接，第一换轨平台和第二换轨平台沿换轨方向移动以完成换轨行程；第二换轨平台叠放在第一换轨平台的上方，防掉机构固定设置在第一换轨平台上。

可选地，第一换轨平台在换轨方向上的长度与第二换轨平台在换轨方向上的长度相等。

可选地，第一驱动组件的固定端与第一换轨平台连接，第一驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台连接；第二驱动组件的固定端与第二换轨平台连接，第二驱动组件的直线运动输出端与行走机构连接。

可选地，第一驱动组件的固定端和第二驱动组件的固定端位于同一侧。

可选地，第一驱动组件包括第一驱动电机、第一减速器、第一主动带轮组、第一从动带轮组和第一传送带组；第一主动带轮组和第一从动带轮组均转动安装在第一换轨平台的顶部，第一主动带轮组位于第一换轨平台的左端，第一从动带轮组位于第一换轨平台的右端，第一主动带轮组通过第一传送带组与第一从动带轮组传动连接；第一驱动电机和第一减速器均固定设置在第一换轨平台的左端，第一驱动电机通过第一减速器与第一主动带轮组传动连接；第一传送带组与第二换轨平台固定连接；和/或，

第二驱动组件包括第二驱动电机、第二减速器、第二主动带轮组、第二从动带轮组和第二传送带组；第二主动带轮组和第二从动带轮组均转动安装在第二换轨平台的顶部，第二主动带轮组位于第二换轨平台的左端，第二从动带轮组位于第二换轨平台的右端，第二主动带轮组通过第二传送带组与第二从动带轮组传动连接；第二驱动电机和第二减速器均固定设置在第二换轨平台的左端，第二驱动电机通过第二减速器与第二主动带轮组传动连接；第二传送带组与行走机构固定连接。

可选地，第一主动带轮组包括第一主动带轮，第一主动带轮位于第一换轨平台的后端；第一从动带轮组包括第一从动带轮，第一从动带轮位于第一换轨平台的后端；第一传送带组包括第一传送带，第一主动带轮通过第一传送带与第一从动带轮传动连接，第一传送带的顶部与第二换轨平台的底部固定连接；和/或，

第二主动带轮组包括第三主动带轮，第三主动带轮位于第二换轨平台的后端；第二从动带轮组包括第三从动带轮，第三从动带轮位于第二换轨平台的后端；第二传送带组包括第三传送带，第三主动带轮通过第三传送带与第三从动带轮传动连接，第三传送带的顶部与行走机构的底部固定连接。

可选地，第一主动带轮组包括第一主动带轮和第二主动带轮，第一主动带轮与第二主动带轮同轴相连，第一主动带轮位于第一换轨平台的前端，第二主动带轮位于第一换轨平台的后端；第一从动带轮组包括第一从动带轮和第二从动带轮，第一从动带轮与第二从动带轮同轴相连，第一从动带轮位于第一换轨平台的前端，第二从动带轮位于第一换轨平台的后端；第一传送带组包括第一传送带和第二传送带，第一主动带轮通过第一传送带与第一从动带轮传动连接，第二主动带轮通过第二传送带与第二从动带轮传动连接，第一传送带的顶部和第二传送带的顶部均与第二换轨平台的底部固定连接。

可选地，防掉机构包括第一卡爪杆、第二卡爪杆、第一连杆组、第二连杆组、第三驱动组件和固定连接在第一换轨平台上的防掉支架；第一卡爪杆在靠近第一卡爪杆的第一端的位置与防掉支架铰接，第二卡爪杆在靠近第二卡爪杆的第一端的位置与防掉支架铰接，第一卡爪杆与防掉支架的铰接位置在第二卡爪杆与防掉支架的铰接位置的左侧；

第一卡爪杆的第一端与第一连杆组的第一端铰接，第二卡爪杆的第一端与第二连杆组的第一端铰接，第一连杆组的第二端和第二连杆组的第二端均与第三驱动组件的上下直线运动输出端铰接；第三驱动组件的固定端与防掉支架连接。

可选地，行走机构包括第三卡爪杆、第四卡爪杆、第三连杆组、第四连杆组、第五驱动组件和滑动连接在第二换轨平台上的行走支架；行走支架上转动安装有用于驱动行走机构行走的驱动轮，第三卡爪杆和第四卡爪杆位于驱动轮的前侧，第三卡爪杆在靠近第三卡爪杆的第一端的位置与行走支架铰接，第四卡爪杆在靠近第四卡爪杆的第一端的位置与行走支架铰接，第三卡爪杆与行走支架的铰接位置在第四卡爪杆与行走支架的铰接位置的左侧；

第三卡爪杆的第一端与第三连杆组的第一端铰接，第四卡爪杆的第一端与第四连杆组的第一端铰接，第三连杆组的第二端和第四连杆组的第二端均与第五驱动组件的上下直线运动输出端铰接；第五驱动组件的固定端与行走支架连接。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、本发明提出的换轨机构能够通过双行程叠加实现行走机构和防掉机构的换轨，缩减了换轨机构在换轨方向上的体积，使巡检机器人在工作过程中不易被擦碰，工作稳定，并且方便人工搬运。

2、本发明采用带轮轮系作为驱动组件，相比其他形式的驱动组件，重量轻，更容易满足巡检机器人的整体重量要求，并且使得驱动电机可以沿汇流排延伸方向设置，在布置上更省空间，体积小。

附图说明

本发明借助于以下附图进行描述：

图1是本发明具体实施方式中汇流排的结构示意图；

图2是本发明实施例1中巡检机器人的结构示意图；

图3是图2中行走机构脱离第一汇流排时的结构示意图；

图4是图3中脱离第一汇流排的行走机构移动至第二汇流排的结构示意图；

图5是图4的主视图；

图6是图4中行走机构抱紧在第二汇流排的结构示意图；

图7是图6中防掉机构脱离第一汇流排时的结构示意图；

图8是图7中脱离第一汇流排的防掉机构移动至第二汇流排的结构示意图；

图9是本发明实施例1中巡检机器人的换轨机构和防掉机构的结构示意图；

图10是本发明实施例1中巡检机器人的行走机构的结构示意图。

【附图标记说明】

11：支撑平台；12：第一卡臂；13：第二卡臂；14：第一行走平台；15：第二行走平台；16：第一V形槽；17：第二V形槽；

2：换轨机构；

21：第一换轨平台；

211：第一侧板；212：第二侧板；213：第一滑轨；214：第二滑轨；

22：第二换轨平台；

221：第一滑块；

231：第一驱动电机；232：第一主动带轮；233：第一从动带轮；234：第一传送带；

241：第二驱动电机；242：第三主动带轮；243：第三从动带轮；244：第三传送带；

3：防掉机构；

31：防掉支架；

311：第一安装架；312：第二安装架；

321：第一连杆；322：第一卡爪杆；323：第一连接部；324：第一夹紧部；325：第二连杆；326：第二卡爪杆；327：第二连接部；328：第二夹紧部；329：第一直角卡口；330：第二直角卡口；

331：第三驱动电机；332：第四主动带轮；333：第四从动带轮；334：第四传送带；335：第一螺杆；336：第一螺母；

4：行走机构；

41：驱动轮；

411：第一滚动盘411；412：第二滚动盘；413：连接件；

42：行走支架；

421：第三安装架；422：第四安装架；423：第五安装架；

431：第三连杆；432：第三卡爪杆；433：第三连接部；434：第三夹紧部；435：第四连杆；436：第四卡爪杆；437：第四连接部；438：第四夹紧部；439：第一行走从动轮；440：第二行走从动轮；

441：第五驱动电机；442：第五主动带轮；443：第五从动带轮；444：第五传送带；445：第二螺杆；446：第二螺母；

451：第六驱动电机；452：第六主动带轮；453：第六从动带轮；454：第六传送带；455：第三螺杆；

461：第一安装平台；462：第二安装平台；

47：第八驱动组件。

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。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方位名词以图2和图6的定向为参照，并且，本文所提及的巡检机器人的换轨方向(即垂直于汇流排延伸方向的水平方向)也为由左至右的方向。

常用的汇流排如图1所示，该汇流排具有支撑平台11，以及固定在支撑平台11上并向下延伸的第一卡臂12和第二卡臂13，第一卡臂12底端与第二卡臂13底端之间的间隙形成夹紧接触线的卡口。在第一卡臂12的外侧(即第一卡臂12上远离第二卡臂13的一侧)向左伸出有供巡检机器人行走和抱紧的第一行走平台14，在第二卡臂13的外侧(即第二卡臂13上远离第一卡臂12的一侧)向右伸出有供巡检机器人行走和抱紧的第二行走平台15。

实施例1

如图2至图10所示，本实施例提供一种巡检机器人，该巡检机器人包括行走机构4、防掉机构3和换轨机构2，行走机构4与换轨机构2连接，防掉机构3与换轨机构2连接。

一般来说，巡检机器人的工作过程如下：在巡检机器人沿第一汇流排行走的过程中，行走机构4抱紧第一汇流排，防掉机构3脱离第一汇流排，令巡检机器人悬挂在第一汇流排上的同时，行走机构4工作驱动巡检机器人在第一汇流排上行走。在巡检机器人从第一汇流排换轨至第二汇流排的过程(即换轨过程)中，首先行走机构4停止驱动巡检机器人在第一汇流排上继续行走；然后防掉机构3抱紧第一汇流排，行走机构4脱离第一汇流排，以保证巡检机器人继续悬挂在汇流排上，防止巡检机器人从汇流排上掉落；接着换轨机构2工作，带动行走机构4移动至第二汇流排下方，行走机构4抱紧第二汇流排，以保证巡检机器人在防掉机构3的换轨过程中继续悬挂在汇流排上，防止巡检机器人从汇流排上掉落；最后防掉机构3脱离第一汇流排，换轨机构继续工作，带动防掉机构3移动至第二汇流排下方，行走机构4工作驱动巡检机器人在第二汇流排上行走。

换轨机构

在本实施例中，换轨机构2包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一换轨平台21和第二换轨平台22；第一换轨平台21与第二换轨平台22在换轨方向上滑动连接，第一换轨平台21通过第一驱动组件与第二换轨平台22连接，第一驱动组件驱动第一换轨平台21与第二换轨平台22之间发生相对滑动；第二换轨平台22与行走机构4在换轨方向上滑动连接，第二换轨平台22通过第二驱动组件与行走机构4连接，第二驱动组件驱动第二换轨平台22与行走机构4之间发生相对滑动；防掉机构3固定设置在第一换轨平台21上。

如此设置的巡检机器人，于上述换轨过程中，在行走机构4脱离第一汇流排，防掉机构3抱紧第一汇流排时(即防掉机构3是固定不动的)，能够实现第一驱动组件驱动第二换轨平台22向右滑动的行程叠加第二驱动组件驱动行走机构4向右滑动的行程，共同将行走机构4送至第二汇流排下方；以及在防掉机构3脱离第一汇流排，行走机构4抱紧第一汇流排时(即行走机构是固定不动的)，能够实现第二驱动组件驱动第二换轨平台22向左滑动的行程叠加第一驱动组件驱动第一换轨平台21向左滑动的行程，共同将防掉机构2送至第二汇流排下方(如图2至图8所示)。由此，本实施例提出的换轨机构2能够通过双行程叠加实现行走机构4和防掉机构3的换轨，缩减了换轨机构2在换轨方向上的体积，使巡检机器人在工作过程中不易被擦碰，工作稳定，并且方便人工搬运。

优选地，第一驱动组件包括固定端和直线运动输出端，第一驱动组件的固定端与第一换轨平台21连接(即第一驱动组件固定设置在第一换轨平台21上)，第一驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台22连接；同样第二驱动组件也包括固定端和直线运动输出端，第二驱动组件的固定端与第二换轨平台22连接(即第二驱动组件固定设置在第二换轨平台22上)，第二驱动组件的直线运动输出端与行走机构4连接。相对行走机构4和防掉机构3而言，换轨机构2的安装空间较富余，故将第一驱动组件的固定端与第一换轨平台21连接，第二驱动组件的固定端与第二换轨平台22连接。如此，结构紧凑，体积小。

进一步优选地，第一驱动组件的固定端和第二驱动组件的固定端位于同一侧。如此，方便接线。

可以想见，第一驱动组件的固定端与第一换轨平台21连接，第一驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台22连接；第二驱动组件的固定端与行走机构4连接，第二驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台22连接。或者，第一驱动组件的固定端与第二换轨平台22连接，第一驱动组件的直线运动输出端与第一换轨平台21连接；第二驱动组件的固定端与行走机构4连接，第二驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台22连接。或者，第一驱动组件的固定端与第二换轨平台22连接，第一驱动组件的直线运动输出端与第一换轨平台21连接；第二驱动组件的固定端与第二换轨平台22连接，第二驱动组件的直线运动输出端与行走机构4连接。如此也能实现行走机构4和防掉机构3的双行程换轨。

优选地，第二换轨平台22叠放在第一换轨平台21的上方。如此，结构紧凑。

优选地，第一换轨平台21在换轨方向上的长度与第二换轨平台22在换轨方向上的长度相等。

优选地，第一驱动组件包括第一驱动电机231、第一减速器、第一主动带轮组、第一从动带轮组和第一传送带组；第一主动带轮组和第一从动带轮组均转动安装在第一换轨平台21的顶部，第一主动带轮组位于第一换轨平台21顶部沿换轨方向的第一端，第一从动带轮组位于第一换轨平台21顶部沿换轨方向的第二端，第一主动带轮组通过第一传送带组与第一从动带轮组传动连接；第一驱动电机231和第一减速器均固定设置在第一换轨平台21沿换轨方向的第一端，第一驱动电机231通过第一减速器与第一主动带轮组传动连接；第一传送带组与第二换轨平台22固定连接。如此，第一驱动电机231工作，通过第一传送带组带动第一换轨平台21与第二换轨平台22之间发生相对滑动。

可选地，采用丝杠螺母传动组件作为第一驱动组件，也可带动第一换轨平台21与第二换轨平台22之间发生相对滑动。

进一步优选地，在本实施例中，第一主动带轮组包括第一主动带轮232，第一主动带轮232位于第一换轨平台21顶部汇流排延伸方向的第一端；第一从动带轮组包括第一从动带轮233，第一从动带轮233位于第一换轨平台21顶部汇流排延伸方向的第一端；第一传送带组包括第一传送带234，第一主动带轮232通过第一传送带234与第一从动带轮233传动连接，第一传送带234的顶部与第二换轨平台22的底部固定连接。如此，在不扩大换轨机构2体积的前提下，为第一驱动电机231和第一减速器安装在第一换轨平台21的顶部余留空间。

进一步优选地，第一驱动电机231和第一减速器均位于第一换轨平台21的顶部。

优选地，第一换轨平台21上设置有第一滑轨组，第二换轨平台22的底部设置有第一滑块组，第一换轨平台21通过第一滑轨组和第一滑块组与第二换轨平台22滑动连接。如此，通过第一滑轨组和第一滑块组，在实现第一换轨平台21与第二换轨平台22之间滑动连接的同时，还能够在第一换轨平台21与第二换轨平台22之间起到支撑作用。

进一步优选地，在本实施例中，在第一换轨平台21汇流排延伸方向的第一端端部设置有第一侧板211，在第一换轨平台21汇流排延伸方向的第二端端部设置有第二侧板212；在第一侧板211的外壁(即第一侧板211上远离第二侧板212的壁面)上设置有沿换轨方向延伸的第一滑轨213，该第一滑轨213为凸出于第一侧板211外壁的长条形凸台，在第二侧板212的外壁上(即第二侧板212上远离第一侧板211的壁面)设置有沿换轨方向延伸的第二滑轨214，该第二滑轨214为凸出于第二侧板212外壁的长条形凸台，第一滑轨213和第二滑轨214组成第一滑轨组；第一滑块组包括第一滑块221和第二滑块(图中未示出)，第一滑块221设置在第二换轨平台22底部汇流排延伸方向的第一端端部，第二滑块设置在第二换轨平台22底部汇流排延伸方向的第二端端部，第一滑块221的内侧(即第一滑块221靠近第二滑块的一侧)开设有第一凹槽，第二滑块的内侧(即第二滑块靠近第一滑块的一侧)开设有第二凹槽；第一滑轨213容纳于第一凹槽内，第二滑轨214容纳于第二凹槽内，第一滑轨213的上表面贴合第一凹槽的上表面，第一滑轨213的下表面贴合第一凹槽的下表面，第二滑轨214的上表面贴合第二凹槽的上表面，第二滑轨214的下表面贴合第二凹槽的下表面。

优选地，第二驱动组件包括第二驱动电机241、第二减速器、第二主动带轮组、第二从动带轮组和第二传送带组；第二主动带轮组和第二从动带轮组均转动安装在第二换轨平台22的顶部，第二主动带轮组位于第二换轨平台22顶部沿换轨方向的第一端，第二从动带轮组位于第二换轨平台22顶部沿换轨方向的第二端，第二主动带轮组通过第二传送带组与第二从动带轮组传动连接；第二驱动电机241和第二减速器均固定设置在第二换轨平台22沿换轨方向的第一端，第二驱动电机241通过第二减速器与第二主动带轮组传动连接；第二传送带组与行走机构4固定连接。如此，第二驱动电机241工作，通过第二传送带组带动第二换轨平台22与行走机构4之间发生相对滑动。

可选地，采用丝杠螺母传动组件作为第二驱动组件，也可带动第二换轨平台22与行走机构4之间发生相对滑动。

进一步优选地，在本实施例中，第二主动带轮组包括第三主动带轮242，第三主动带轮242位于第二换轨平台22顶部汇流排延伸方向的第一端；第二从动带轮组包括第三从动带轮243，第三从动带轮243位于第二换轨平台22顶部汇流排延伸方向的第一端；第二传送带组包括第三传送带244，第三主动带轮242通过第三传送带244与第三从动带轮243传动连接，第三传送带244的顶部与行走机构4的底部固定连接。如此，在不扩大换轨机构2体积的前提下，为第二驱动电机241和第二减速器安装在第二换轨平台22的顶部余留空间。

进一步优选地，第二驱动电机241和第二减速器均位于第二换轨平台22的顶部。

具体地，关于行走机构4与第二换轨平台22之间的滑动连接，与上述第一换轨平台21与第二换轨平台22之间的滑动连接类似，此处不再赘述。

本实施例采用带轮轮系作为驱动组件，相比其他形式的驱动组件，重量轻，更容易满足巡检机器人的整体重量要求，并且使得驱动电机可以沿汇流排延伸方向设置，在布置上更省空间，体积小。

巡检机器人除了以上述工作过程进行工作外，还可以以下述工作过程进行工作：换轨过程中，首先行走机构4停止驱动巡检机器人在第一汇流排上继续行走；然后换轨机构2工作，带动防掉机构3移动至第二汇流排下方，防掉机构3抱紧第二汇流排，以保证巡检机器人在行走机构4的换轨过程中继续悬挂在汇流排上，防止巡检机器人从汇流排上掉落；接着行走机构4脱离第一汇流排，换轨机构2继续工作，带动行走机构4移动至第二汇流排下方，行走机构4抱紧第二汇流排；最后防掉机构3脱离第二汇流排，行走机构4工作驱动巡检机器人在第二汇流排上行走。其中，换轨机构2同样能够通过双行程叠加实现行走机构4和防掉机构3的换轨。其余过程与上述巡检机器人的工作过程相同，此处不再赘述。

防掉机构

其中，如图9所示，防掉机构3包括固定连接在第一换轨平台21上的防掉支架、第一卡爪(第一卡爪包括第一卡爪杆322和第二卡爪杆326)、第一连杆组、第二连杆组和第三驱动组件。防掉支架31具有第一安装架311，第一安装架311位于第二换轨平台22的前侧并且位于行走机构4的前侧。第一卡爪杆322在靠近第一卡爪杆322的第一端的位置与第一安装架311铰接，第二卡爪杆326在靠近第二卡爪杆326的第一端的位置与第一安装架311铰接，第一卡爪杆322与第一安装架311的铰接位置在第二卡爪杆326与第一安装架311的铰接位置的左侧；第一卡爪杆322的第一端与第一连杆组的第一端铰接，第二卡爪杆326的第一端与第二连杆组的第一端铰接，第一连杆组的第二端和第二连杆组的第二端均与第三驱动组件的上下直线运动输出端铰接；第三驱动组件的固定端与第一安装架311连接。

具体地，在第一卡爪杆322的第二端具有第一卡口，在第二卡爪杆326的第二端具有第二卡口。在第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端的闭合过程中，第一卡口能够卡接在第一行走平台14，第二卡口能够卡接在第二行走平台15，实现第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端夹紧(抱紧)汇流排。在第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端的打开过程中，第一卡口能够脱离第一行走平台14，第二卡口能够脱离第二行走平台15，实现第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端脱离汇流排。

优选地，第一卡爪杆322与第一连杆组的铰接位置位于第一连杆组与第三驱动组件的上下直线运动输出端的铰接位置的左侧；第一卡爪杆322与第一安装架311的铰接位置位于第一卡爪杆322与第一连杆组的铰接位置的左侧；第二卡爪杆326与第二连杆组的铰接位置位于第二连杆组与第三驱动组件的上下直线运动输出端的铰接位置的右侧；第二卡爪杆326与第一安装架311的铰接位置位于第二卡爪杆326与第二连杆组的铰接位置的右侧。如此设置，第三驱动组件的上下直线运动输出端带动第一连杆组的第二端和第二连杆组的第二端向上运动，第一连杆组的第一端和第二连杆组的第一端带动第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端打开，脱离汇流排；第三驱动组件的上下直线运动输出端带动第一连杆组的第二端和第二连杆组的第二端向下运动，第一连杆组的第一端和第二连杆组的第一端带动第一卡爪杆322的第二端和第二卡爪杆326的第二端闭合，抱紧汇流排，使卡爪抱紧汇流排较稳定。令第一卡爪杆322和第二卡爪杆326开合更稳定，能够稳定抱紧汇流排。如图6和图7所示。

进一步优选地，在本实施例中，第一连杆组与第三驱动组件的上下直线运动输出端的左侧部铰接，第二连杆组与第三驱动组件的上下直线运动输出端的右侧部铰接。

进一步优选地，在本实施例中，第一卡爪杆322包括第一连接部323和第一夹紧部324，第一连接部323的第二端与第一夹紧部324的第一端连接，第一连接部323位于第一夹紧部324的第一端侧，第一连接部323相对第一夹紧部324偏折，第一连接部323的第一端与第一连杆组的第一端铰接，第一连接部323与防掉支架铰接，第一夹紧部324的第二端用于夹紧和脱离汇流排。第二卡爪杆326包括第二接部和第二紧部，第二连接部327的第二端与第二夹紧部328的第一端连接，第二连接部327位于第二夹紧部328的第一端侧，第二连接部327相对第二夹紧部328偏折，第二连接部327的第一端与第二连杆组的第一端铰接，第二连接部327与防掉支架铰接，第二夹紧部328的第二端用于夹紧和脱离汇流排。

优选地，第一夹紧部324的第二端具有第一直角卡口329，第二夹紧部328的第二端具有第二直角卡口330，防掉机构3抱紧汇流排时，第一直角卡口329的两个直角面与第一行走平台14接触，第二直角卡口330的两个直角面与第二行走平台15接触。如此，易于防掉机构3抱紧汇流排，并且使巡检机器人在工作过程中不易晃动。

需要说明的是，连杆组件可以由一个连杆组成，也可以由两个以上的连杆相互连接组成。

进一步优选地，在本实施例中，第一连杆组包括第一连杆321，第二连杆组包括第二连杆325；第一卡爪杆322的第一端与第一连杆321的第一端铰接，第二卡爪杆326的第一端与第二连杆325的第一端铰接，第一连杆321的第二端与第三驱动组件的上下直线运动输出端铰接，第二连杆325的第二端与第三驱动组件的上下直线运动输出端铰接。

在本实施例中，第一安装架311还位于第一换轨平台21的前侧。

优选地，第三驱动组件包括第三驱动电机331、第四主动带轮332、第四从动带轮333和第四传送带334。第四主动带轮332转动安装在第一安装架311上，第四从动带轮333转动安装在第一安装架311上，第四主动带轮332通过第四传送带334与第四从动带轮333传动连接，第四从动带轮333主轴为伸向上方的第一螺杆335，第一螺杆335上螺纹连接有第一螺母336(“第一螺母”即第三驱动组件的上下直线运动输出端)，第一螺母336与第一连杆321的第二端连接，第一螺母336与第二连杆325的第二端连接。第三驱动电机固定安装在第一安装架311上，第三驱动电机331与第四主动带轮332传动连接。第三驱动电机331工作，通过第四主动带轮332和第四从动带轮333带动第一螺杆335转动，从而驱动第一螺母336带动第一连杆321的第二端和第二连杆325的第二端做上下直线运动。通过采用丝杠螺母组件传动第一卡爪做开合运动，利用了第一螺杆335上梯形螺纹的自锁特性，使得非正常停机状况下(比如突然断电)，防掉机构3处于停机时的状态(比如防掉机构抱紧汇流排的状态)而不易被改变。

进一步优选地，在本实施例中，第一卡爪杆322铰接在第一安装架311的外侧(即第一安装架311上远离行走机构4的一侧)，第二卡爪杆326铰接在第一安装架311的外侧。如此，结构紧凑。

进一步地，第四从动带轮333转动安装在第一安装架311的外侧，第四主动带轮332转动安装在第一安装架311的内侧(即第一安装架311上靠近行走机构4的一侧)，第三驱动电机331固定安装在第一安装架311的内侧，第四传送带334穿过第一安装架311。如此，保证结构紧凑的同时，避免防掉机构3中过多的部件安装在第一安装架311的内侧，防止工作过程中换轨机构2与防掉机构3之间发生干涉。

其中，防掉机构3还包括第二卡爪和第四驱动组件，防掉支架还具有第二安装架312，第二安装架312位于第二换轨平台22的后侧并且位于行走机构4的后侧。第二卡爪、第四驱动组件和第二安装架312的结构及相互之间的配合，与上述第一卡爪、第三驱动组件和第一安装架311的结构及相互之间的配合类似，此处不再赘述。

在本实施例中，第二安装架312还位于第一换轨平台21的后侧。

行走机构

其中，如图10所示，行走机构包括第三卡爪(第三卡爪包括第三卡爪杆432和第四卡爪杆436)、第三连杆组、第四连杆组、第五驱动组件和滑动连接在第二换轨平台22上的行走支架42。行走支架42上转动安装有用于驱动行走机构行走的驱动轮41。行走支架42上具有第三安装架421，第三安装架421位于驱动轮41的前侧；第三卡爪杆432在靠近第三卡爪杆432的第一端的位置与第三安装架421铰接，第四卡爪杆436在靠近第四卡爪杆436的第一端的位置与第三安装架421铰接，第三卡爪杆432与第三安装架421的铰接位置在第四卡爪杆436与第三安装架421的铰接位置的左侧；第三卡爪杆432的第一端与第三连杆组的第一端铰接，第四卡爪杆436的第一端与第四连杆组的第一端铰接，第三连杆组的第二端和第四连杆组的第二端均与第五驱动组件的上下直线运动输出端铰接；第五驱动组件的固定端与第三安装架421连接。第五驱动组件工作，第五驱动组件的上下直线运动输出端带动第三连杆431的第一端和第四连杆435的第一端做上下直线运动，第三连杆431的第二端和第四连杆435的第二端带动第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端做开合运动。

具体地，第三卡爪杆432的第二端转动安装有第一行走从动轮439，第四卡爪杆436的第二端转动安装有第二行走从动轮440。在第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端的闭合过程中，第一行走从动轮439能够卡接在第一行走平台14，第二行走从动轮440能够卡接在第二行走平台15，此时第一行走从动轮439的滚动面与第一行走平台14接触，第二行走从动轮440的滚动面与第二行走平台15接触，实现第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端夹紧(抱紧)汇流排。在第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端的打开过程中，第一行走从动轮439能够脱离第一行走平台14，第二行走从动轮440能够脱离第二行走平台15，实现第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端脱离汇流排。

优选地，第三卡爪杆432与第三连杆组的铰接位置位于第三连杆组与第五驱动组件的上下直线运动输出端的铰接位置的左侧；第三卡爪杆432与第三安装架421的铰接位置位于第三卡爪杆432与第三连杆组的铰接位置的左侧；第四卡爪杆436与第四连杆组的铰接位置位于第四连杆组与第五驱动组件的上下直线运动输出端的铰接位置的右侧；第四卡爪杆436与第三安装架421的铰接位置位于第四卡爪杆436与第四连杆组的铰接位置的右侧。如此设置，第五驱动组件的上下直线运动输出端带动第三连杆组的第二端和第四连杆组的第二端向上运动，第三连杆组的第一端和第四连杆组的第一端带动第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端打开，脱离汇流排；第五驱动组件的上下直线运动输出端带动第三连杆组的第二端和第四连杆组的第二端向下运动，第三连杆组的第一端和第四连杆组的第一端带动第三卡爪杆432的第二端和第四卡爪杆436的第二端闭合，抱紧汇流排，使卡爪抱紧汇流排较稳定。令第三卡爪杆432和第四卡爪杆436开合更稳定，能够稳定抱紧汇流排。

进一步优选地，在本实施例中，第三连杆组与第五驱动组件的上下直线运动输出端的左侧部铰接，第四连杆组与第五驱动组件的上下直线运动输出端的右侧部铰接。

进一步优选地，在本实施例中，第三卡爪杆432包括第三连接部433和第三夹紧部434，第三连接部433的第二端与第三夹紧部434的第一端连接，第三连接部433位于第三夹紧部434的第一端侧，第三连接部433相对第三夹紧部434偏折，第三连接部433的第一端与第三连杆组的第一端铰接，第三连接部433与第一安装架21铰接，第三夹紧部434的第二端用于夹紧和脱离汇流排。第四卡爪杆436包括第四连接部437和第四夹紧部438，第四连接部437的第二端与第四夹紧部438的第一端连接，第四连接部437位于第四夹紧部438的第一端侧，第四连接部437相对第四夹紧部438偏折，第四连接部437的第一端与第四连杆组的第一端铰接，第四连接部437与第一安装架21铰接，第四夹紧部438的第二端用于夹紧和脱离汇流排。

需要说明的是，连杆组件可以由一个连杆组成，也可以由两个以上的连杆相互连接组成。

进一步优选地，在本实施例中，第三连杆组包括第三连杆431，第四连杆组包括第四连杆435；第三卡爪杆432的第一端与第三连杆431的第一端铰接，第四卡爪杆436的第一端与第四连杆435的第一端铰接，第三连杆431的第二端与第五驱动组件的上下直线运动输出端铰接，第四连杆435的第二端与第五驱动组件的上下直线运动输出端铰接。

进一步地，本实施例提供的行走机构，还包括驱动轮安装平台和第六驱动组件；驱动轮安装平台与行走支架42的底板上下滑动连接，驱动轮41转动安装在驱动轮安装平台上；第六驱动组件的固定端与行走支架2连接，第六驱动组件的上下直线运动输出端与驱动轮安装平台连接。第六驱动组件工作，带动驱动轮安装平台上下滑动。如此，实现驱动轮41的上下移动，以便于驱动轮41从下方夹紧汇流排。

进一步地，本实施例提供的行走机构，还包括第八驱动组件47，第八驱动组件47固定在驱动轮安装平台上，第八驱动组件47的动力输出端与驱动轮41传动连接，带动驱动轮41转动。

优选地，第五驱动组件包括第五驱动电机441、第五主动带轮442、第五从动带轮443和第五传送带444。第五主动带轮442转动安装在第三安装架421上，第五从动带轮443转动安装在第三安装架421上，第五主动带轮442通过第五传送带444与第五从动带轮443传动连接，第五从动带轮443主轴为伸向上方的第二螺杆445，第二螺杆445上螺纹连接有第二螺母446(“第二螺母446”即第三驱动组件的上下直线运动输出端)，第二螺母446的左端与第三连杆的第二端铰接，第二螺母446的右端与第四连杆的第二端铰接。第五驱动电机441固定安装在第三安装架421上，第五驱动电机441与第五主动带轮442传动连接。第五驱动电机441工作，通过第五主动带轮442和第五从动带轮443带动第二螺杆445转动，从而驱动第二螺母446带动第三连杆的第二端和第四连杆的第二端做上下直线运动。通过采用丝杠螺母组件传动第三卡爪做开合运动，利用了第二螺杆445上梯形螺纹的自锁特性，使得非正常停机状况下(比如突然断电)，行走机构处于停机时的状态(比如行走机构抱紧汇流排的状态)而不易被改变。

进一步优选地，在本实施例中，第三卡爪杆铰接在第三安装架421的外侧(即第三安装架421上远离驱动轮的一侧)，第四卡爪杆铰接在第三安装架421的外侧。如此，结构紧凑。

进一步地，第五从动带轮443转动安装在第三安装架421的外侧，第五主动带轮442转动安装在第三安装架421的内侧(即第三安装架421上靠近驱动轮的一侧)，第五驱动电机441固定安装在第三安装架421的内侧，第五传送带444穿过第三安装架421。如此，保证结构紧凑的同时，避免行走机构中过多的部件安装在第三安装支架的外侧，防止工作过程中行走机构与防掉机构之间发生干涉。

其中，行走机构还包括第四卡爪和第七驱动组件，行走支架还具有第四安装架422，第四安装架422位于驱动轮的后侧。第四卡爪、第七驱动组件和第四安装架422的结构及相互之间的配合，与上述第三卡爪、第五驱动组件和第三安装架421之间的结构及相互之间的配合类似，此处不再赘述。

优选地，在本实施例中，行走支架上具有第五安装架423，第五安装架423位于驱动轮的右侧；第六驱动组件包括第六驱动电机451、第六主动带轮452、第六从动带轮453和第六传送带454。第六主动带轮452转动安装在第五安装架423上，第六从动带轮453转动安装在第五安装架423上，第六主动带轮452通过第六传送带454与第六从动带轮453传动连接，第六从动带轮453主轴为伸向上方的第三螺杆455，驱动轮安装平台上具有螺孔，第三螺杆455与螺孔螺纹连接。第六驱动电机451固定安装在第五安装架423上，第六驱动电机451与第六主动带轮452传动连接。第六驱动电机451工作，通过第六主动带轮452和第六从动带轮453带动螺杆转动，从而驱动螺母带动驱动轮安装平台做上下直线运动。通过采用丝杠螺母组件传动驱动轮安装平台做上下运动，利用了螺杆上梯形螺纹的自锁特性，使得非正常停机状况下(比如突然断电)，驱动轮安装平台处于停机时的状态而不易被改变。

进一步优选地，第六驱动电机451固定安装在第五安装架423的外侧(即第五安装架423上远离驱动轮的一侧)，第六主动带轮452转动安装在第五安装架423的外侧，第四从动带轮转动安装在第一安装架的内侧(即第五安装架423上靠近驱动轮的一侧)，第六传送带454穿过第五安装架423。如此，结构紧凑。

优选地，驱动轮安装平台包括从上至下的第一安装平台461和第二安装平台462，第二安装平台462与行走支架的底板上下滑动连接，第六驱动组件的上下直线运动输出端与第二安装平台462连接，第二安装平台462通过弹性件与第一安装平台461连接，驱动轮转动安装在第一安装平台461上，第八驱动组件47固定在第一安装平台461上。如此，在实现驱动驱动轮安装平台上下滑动的同时，还能够通过弹性件连接的第一安装平台461实现驱动轮行走过程中越过障碍时的减震。弹性件可以是弹簧，也可以是橡胶件。

目前采用的汇流排中，第一行走平台的底部具有延汇流排延伸方向的第一V形槽16，第二行走平台的底部具有延汇流排延伸方向的第二V形槽17。为此，在本实施例中，驱动轮41包括第一滚动盘411、第二滚动盘412和连接件413，第一滚动盘411与第二滚动盘412同轴设置，第一滚动盘411通过连接件413与第二滚动盘412连接。如此设置的驱动轮，能够使第一滚动盘411沿第一V形槽16滚动，第二滚动盘412沿第二V形槽17滚动，在保证驱动轮在汇流排上行走的同时，还能够利用第一V形槽16和第二V形槽17对驱动轮产生限位作用，使驱动轮在行走过程中不易产生左右晃动。需要说明的是，驱动轮41可以一体制备成型，也可以通过第一滚动盘411、第二滚动盘412和连接件413组装成型。

进一步优选地，在第一滚动盘411上，沿第一滚动盘411周向向第一滚动盘411轴向开设有环形斜面；在第二滚动盘412上，沿第二滚动盘412周向向第一滚动盘411轴向开设有环形斜面。如此设置，利于第一滚动盘411与第一V形槽16接触，第二滚动盘412与第二V形槽17接触，提高第一V形槽16和第二V形槽17对驱动轮的限位作用。

实施例2

本实施例与实施例1的主要不同之处在于：

在本实施例中，第一主动带轮组包括第一主动带轮和第二主动带轮，第一主动带轮与第二主动带轮同轴相连，第一主动带轮位于第一换轨平台顶部沿汇流排延伸方向的第一端，第二主动带轮位于第一换轨平台顶部沿汇流排延伸方向的第二端；第一从动带轮组包括第一从动带轮和第二从动带轮，第一从动带轮与第二从动带轮同轴相连，第一从动带轮位于第一换轨平台顶部沿汇流排延伸方向的第一端，第二从动带轮位于第一换轨平台顶部沿汇流排延伸方向的第二端；第一传送带组包括第一传送带和第二传送带，第一主动带轮通过第一传送带与第一从动带轮传动连接，第二主动带轮通过第二传送带与第二从动带轮传动连接，第一传送带的顶部和第二传送带的顶部均与第二换轨平台的底部固定连接。如此，保证第一驱动组件在第一换轨平台和第二换轨平台之间稳定提供动力。

进一步优选地，在本实施例中，第一驱动电机和第一减速器均位于第一换轨平台的底部。如此，令换轨机构在汇流排延伸方向上的体积较小。

其余与实施例1相同之处，此处不再赘述。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种轨道式巡检机器人，其特征在于，

包括行走机构(4)、防掉机构(3)和换轨机构(2)；其中，换轨机构(2)包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一换轨平台(21)和第二换轨平台(22)；

第一换轨平台(21)通过第一驱动组件与第二换轨平台(22)在换轨方向上滑动连接，第二换轨平台(22)通过第二驱动组件与行走机构(4)在换轨方向上滑动连接，第一换轨平台(21)和第二换轨平台(22)沿换轨方向移动以完成换轨行程；

第二换轨平台(22)叠放在第一换轨平台(21)的上方；

防掉机构(3)固定设置在第一换轨平台(21)上；

第一驱动组件的固定端与第一换轨平台(21)连接，第一驱动组件的直线运动输出端与第二换轨平台(22)连接；

第二驱动组件的固定端与第二换轨平台(22)连接，第二驱动组件的直线运动输出端与行走机构(4)连接；

第一驱动组件包括第一驱动电机(231)、第一减速器、第一主动带轮组、第一从动带轮组和第一传送带组；

第一主动带轮组和第一从动带轮组均转动安装在第一换轨平台(21)的顶部，第一主动带轮组通过第一传送带组与第一从动带轮组传动连接；

第一驱动电机(231)和第一减速器均固定设置在第一换轨平台(21)的左端，第一驱动电机(231)通过第一减速器与第一主动带轮组传动连接；第一传送带组与第二换轨平台(22)固定连接；

第二驱动组件包括第二驱动电机(241)、第二减速器、第二主动带轮组、第二从动带轮组和第二传送带组；

第二主动带轮组和第二从动带轮组均转动安装在第二换轨平台(22)的顶部，第二主动带轮组通过第二传送带组与第二从动带轮组传动连接；第二驱动电机(241)和第二减速器均固定设置在第二换轨平台(22)的左端，第二驱动电机(241)通过第二减速器与第二主动带轮组传动连接；第二传送带组与行走机构(4)固定连接。

2.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

第一换轨平台(21)在换轨方向上的长度与第二换轨平台(22)在换轨方向上的长度相等。

3.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

第一驱动组件的固定端和第二驱动组件的固定端位于同一侧。

4.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

第一主动带轮组包括第一主动带轮(232)，第一主动带轮(232)位于第一换轨平台(21)的后端；第一从动带轮组包括第一从动带轮(233)，第一从动带轮(233)位于第一换轨平台(21)的后端；第一传送带组包括第一传送带(234)，第一主动带轮(232)通过第一传送带(234)与第一从动带轮(233)传动连接，第一传送带(234)的顶部与第二换轨平台(22)的底部固定连接；和/或，

第二主动带轮组包括第三主动带轮(242)，第三主动带轮(242)位于第二换轨平台(22)的后端；第二从动带轮组包括第三从动带轮(243)，第三从动带轮(243)位于第二换轨平台(22)的后端；第二传送带组包括第三传送带(244)，第三主动带轮(242)通过第三传送带(244)与第三从动带轮(243)传动连接，第三传送带(244)的顶部与行走机构(4)的底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

第一主动带轮组包括第一主动带轮(232)和第二主动带轮，第一主动带轮(232)与第二主动带轮同轴相连，第一主动带轮(232)位于第一换轨平台(21)的前端，第二主动带轮位于第一换轨平台(21)的后端；

第一从动带轮组包括第一从动带轮(233)和第二从动带轮，第一从动带轮(233)与第二从动带轮同轴相连，第一从动带轮(233)位于第一换轨平台(21)的前端，第二从动带轮位于第一换轨平台(21)的后端；

第一传送带组包括第一传送带(234)和第二传送带，第一主动带轮(232)通过第一传送带(234)与第一从动带轮(233)传动连接，第二主动带轮通过第二传送带与第二从动带轮传动连接，第一传送带(234)的顶部和第二传送带的顶部均与第二换轨平台(22)的底部固定连接。

6.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

防掉机构(3)包括第一卡爪杆(322)、第二卡爪杆(326)、第一连杆组、第二连杆组、第三驱动组件和固定连接在第一换轨平台(21)上的防掉支架(31)；

第一卡爪杆(322)在靠近第一卡爪杆(322)的第一端的位置与防掉支架(31)铰接，第二卡爪杆(326)在靠近第二卡爪杆(326)的第一端的位置与防掉支架(31)铰接，第一卡爪杆(322)与防掉支架(31)的铰接位置在第二卡爪杆(326)与防掉支架(31)的铰接位置的左侧；

第一卡爪杆(322)的第一端与第一连杆组的第一端铰接，第二卡爪杆(326)的第一端与第二连杆组的第一端铰接，第一连杆组的第二端和第二连杆组的第二端均与第三驱动组件的上下直线运动输出端铰接；

第三驱动组件的固定端与防掉支架(31)连接。

7.根据权利要求1所述的轨道式巡检机器人，其特征在于，

包括第三卡爪杆(432)、第四卡爪杆(436)、第三连杆组、第四连杆组、第五驱动组件和滑动连接在第二换轨平台(22)上的行走支架(42)；

行走支架(42)上转动安装有用于驱动行走机构行走的驱动轮(41)，第三卡爪杆(432)和第四卡爪杆(436)位于驱动轮(41)的前侧，第三卡爪杆(432)在靠近第三卡爪杆(432)的第一端的位置与行走支架(42)铰接，第四卡爪杆(436)在靠近第四卡爪杆(436)的第一端的位置与行走支架(42)铰接，第三卡爪杆(432)与行走支架(42)的铰接位置在第四卡爪杆(436)与行走支架(42)的铰接位置的左侧；

第三卡爪杆(432)的第一端与第三连杆组的第一端铰接，第四卡爪杆(436)的第一端与第四连杆组的第一端铰接，第三连杆组的第二端和第四连杆组的第二端均与第五驱动组件的上下直线运动输出端铰接；

第五驱动组件的固定端与行走支架(42)连接。