CN114030002B - 一种gis巡检机器人动态重心调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及巡检机器人技术领域，且公开了一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，包括安装架，所述安装架的顶部活动连接有连接轴，连接轴穿过安装架并固定连接有蜗轮，所述安装架的底部固定连接有第一电机，第一电机输出轴的一端固定连接有蜗杆，且蜗杆与蜗轮相啮合，所述连接轴的一侧固定连接有第一固定条，第一固定条的一侧开设有插孔。本发明不仅能够通过第二配重块和环形槽的配合使用，使机器人的重心得到平衡调节，提高了装置的调节效果，而且能够通过第二配重块使巡检机器人的重心重新得到平衡，提高了装置的使用效果，还能够通过插块与卡槽的配合使用，使第二配重块得到进一步的固定，提高了装置的固定效果。

Description

一种GIS巡检机器人动态重心调节机构

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体为一种GIS巡检机器人动态重心调节机构。

背景技术

巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，以机器视觉GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台，具有障碍物检测识别与定位，自主巡检等功能。

现有的带机械臂的GIS机房巡检机器人在使用时，当机械臂往一侧伸出去时，会由于重心的不平衡造成机器人往一侧倾斜，使机器人在行驶时偏向于一侧，长期的运行会造成两侧轮子磨损量不同而降低机器人的定位精度，因此，提出一种GIS巡检机器人动态重心调节机构显得非常必要。

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GIS巡检机器人动态重心调节机构，主要为解决巡检机器人的机械臂往一侧伸出去时，会由于重心的不平衡造成机器人往一侧倾斜，使机器人在行驶时偏向于一侧，长期的运行会造成两侧轮子磨损量不同而降低机器人的定位精度的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，包括安装架，所述安装架的顶部活动连接有连接轴，连接轴穿过安装架并固定连接有蜗轮，所述安装架的底部固定连接有第一电机，第一电机输出轴的一端固定连接有蜗杆，且蜗杆与蜗轮相啮合，所述连接轴的一侧固定连接有第一固定条，第一固定条的一侧开设有插孔，插孔内活动连接有第二固定条，第二固定条的一端固定连接有第二配重块，第二配重块的底部固定连接有定位柱，所述安装架的顶部开设有环形槽，且环形槽与定位柱相接触。

进一步的，所述第二配重块的上表面开设有滑槽，滑槽内活动连接有第一配重块，所述第二配重块的一侧活动连接有螺纹杆，且螺纹杆与第一配重块螺纹连接，所述第二配重块的一侧固定连接有第二电机，且第二电机输出轴的一端穿过第二配重块与螺纹杆相固定。

在前述方案的基础上，所述安装架的顶部开设有多个卡槽，所述第二配重块的一侧固定连接有第一固定板，第一固定板的一侧活动连接有插块，插块的两侧均开设有斜面，且斜面与卡槽相接触，所述插块的一侧活动连接有拉簧，且拉簧的两端分别与插块和第一固定板相固定。

作为本发明再进一步的方案，所述安装架的顶部固定连接有多个拨杆，所述第二配重块的一侧固定连接有第二固定板，第二固定板的一侧活动连接有连接杆，连接杆的底端固定连接有毛刷，且毛刷与拨杆可接触，所述连接杆的一侧活动连接有扭簧，且扭簧的两端分别与连接杆和第二固定板相固定。

进一步的，所述安装架的底部固定连接有模块安装板，模块安装板的底部分别固定连接有数据收集模块、数据处理模块和数据传输模块。

在前述方案的基础上，所述第二配重块的一侧固定连接有两个导向杆，且导向杆与第一配重块相插接。

作为本发明再进一步的方案，所述第二配重块的底部固定连接有多个固定柱，固定柱的底部活动连接有钢珠。

进一步的，所述安装架的底部固定连接有多个橡胶垫，所述安装架的底部开设有多个固定孔，且固定孔对称分布。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，具备以下有益效果：

1、通过第二配重块和环形槽的配合使用，当需要对巡检机器人的重心进行调节时，首先启动第一电机，第一电机转动使蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮转动使连接轴带动第一固定条转动，第一固定条转动通过插孔带动第二固定条转动，第二固定条转动使第二配重块通过定位柱沿着环形槽移动，第二配重块沿着环形槽移动的同时使第二固定条在插孔内滑动，当第二配重块移动至合适位置时停止，从而完成重心的平衡调节，进而避免机器人在行驶时偏向于一侧，长期的运行会造成两侧轮子磨损量不同而降低机器人的定位精度的情况出现，提高了装置的调节效果。

2、通过在第二配重块上安装第一配重块的设置，当巡检机器人的重心发生移动时，第二配重块的极限位置无法使巡检机器人的重心得到平衡，然后启动第二电机，第二电机转动使螺纹杆带动第一配重块沿着滑槽向左移动，从而使巡检机器人的重心重新得到平衡，提高了装置的使用效果。

3、通过插块与卡槽的配合使用，第二配重块移动的同时带动第一固定板移动，第一固定板移动使插块通过斜面向上移动，从而使插块与其中一个卡槽脱离卡合，插块向上移动使拉簧受力伸长并产生拉力，第一固定板带动插块继续转动，拉簧回弹复位带动插块向下移动复位，从而使插块与下一个卡槽重新卡合，如此往复循环，直至第二配重块移动至合适位置时停止，从而使第二配重块得到进一步的固定，避免巡检机器人在行驶时产生震动而使第二配重块发生移动，从而出现重心偏移的情况出现，提高了装置的固定效果。

4、通过拨杆和毛刷的配合使用，第二配重块移动的同时带动第二固定板移动，第二固定板移动使连接杆带动毛刷移动，当毛刷与拨杆接触时，毛刷受力围绕连接杆转动，连接杆转动使扭簧受力变形并产生扭力，当毛刷与拨杆脱离接触时，扭簧回弹复位使连接杆带动毛刷反向转动复位，从而使毛刷对安装架的上表面进行清洁，提高了装置的清洁效果。

5、通过固定柱和钢珠的配合使用，固定柱和钢珠能够对第二配重块进行支撑，避免第二配重块长时间使用导致第二固定条发生弯曲，提高了装置的支撑效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构的安装架放大结构示意图；

图3为本发明提出的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构的安装架内部结构示意图；

图4为本发明提出的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构的局部放大结构示意图；

图5为本发明提出的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构的第一固定条剖视结构示意图。

图中：1、安装架；2、第一配重块；3、第二配重块；4、环形槽；5、第一固定条；6、连接轴；7、卡槽；8、橡胶垫；9、固定孔；10、数据收集模块；11、数据处理模块；12、蜗轮；13、蜗杆；14、第一电机；15、数据传输模块；16、模块安装板；17、固定柱；18、钢珠；19、拉簧；20、斜面；21、插块；22、第一固定板；23、拨杆；24、毛刷；25、连接杆；26、第二固定板；27、扭簧；28、定位柱；29、螺纹杆；30、导向杆；31、第二电机；32、滑槽；33、第二固定条；34、插孔。

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。

参照图1-图5，一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，包括安装架1，安装架1的顶部转动连接有连接轴6，连接轴6穿过安装架1并键连接有蜗轮12，安装架1的底部通过螺栓固定有第一电机14，第一电机14输出轴的一端通过螺栓固定有蜗杆13，且蜗杆13与蜗轮12相啮合，连接轴6的一侧通过螺栓固定有第一固定条5，第一固定条5的一侧开设有插孔34，插孔34内滑动连接有第二固定条33，第二固定条33的一端通过螺栓固定有第二配重块3，第二配重块3的底部通过螺栓固定有定位柱28，安装架1的顶部开设有环形槽4，且环形槽4与定位柱28相接触，当需要对巡检机器人的重心进行调节时，首先启动第一电机14，第一电机14转动使蜗杆13带动蜗轮12转动，蜗轮12转动使连接轴6带动第一固定条5转动，第一固定条5转动通过插孔34带动第二固定条33转动，第二固定条33转动使第二配重块3通过定位柱28沿着环形槽4移动，第二配重块3沿着环形槽4移动的同时使第二固定条33在插孔34内滑动，当第二配重块3移动至合适位置时停止，从而完成重心的平衡调节，进而避免机器人在行驶时偏向于一侧，长期的运行会造成两侧轮子磨损量不同而降低机器人的定位精度的情况出现。

尤其的，本发明中，第二配重块3的上表面开设有滑槽32，滑槽32内滑动连接有第一配重块2，第二配重块3的一侧转动连接有螺纹杆29，且螺纹杆29与第一配重块2螺纹连接，第二配重块3的一侧通过螺栓固定有第二电机31，且第二电机31输出轴的一端穿过第二配重块3与螺纹杆29相固定，当巡检机器人的重心发生移动时，第二配重块3的极限位置无法使巡检机器人的重心得到平衡，然后启动第二电机31，第二电机31转动使螺纹杆29带动第一配重块2沿着滑槽32向左移动，从而使巡检机器人的重心重新得到平衡。

需要说明的是，安装架1的顶部开设有多个卡槽7，第二配重块3的一侧通过螺栓固定有第一固定板22，第一固定板22的一侧插接有插块21，插块21的两侧均开设有斜面20，且斜面20与卡槽7相接触，插块21的一侧套接有拉簧19，且拉簧19的两端分别与插块21和第一固定板22相固定，第二配重块3移动的同时带动第一固定板22移动，第一固定板22移动使插块21通过斜面20向上移动，从而使插块21与其中一个卡槽7脱离卡合，插块21向上移动使拉簧19受力伸长并产生拉力，第一固定板22带动插块21继续转动，拉簧19回弹复位带动插块21向下移动复位，从而使插块21与下一个卡槽7重新卡合，如此往复循环，直至第二配重块3移动至合适位置时停止，从而使第二配重块3得到进一步的固定，避免巡检机器人在行驶时产生震动而使第二配重块3发生移动，从而出现重心偏移的情况出现，安装架1的顶部通过螺栓固定有多个拨杆23，第二配重块3的一侧通过螺栓固定有第二固定板26，第二固定板26的一侧插接有连接杆25，连接杆25的底端通过螺栓固定有毛刷24，且毛刷24与拨杆23可接触，连接杆25的一侧套接有扭簧27，且扭簧27的两端分别与连接杆25和第二固定板26相固定，第二配重块3移动的同时带动第二固定板26移动，第二固定板26移动使连接杆25带动毛刷24移动，当毛刷24与拨杆23接触时，毛刷24受力围绕连接杆25转动，连接杆25转动使扭簧27受力变形并产生扭力，当毛刷24与拨杆23脱离接触时，扭簧27回弹复位使连接杆25带动毛刷24反向转动复位，从而使毛刷24对安装架1的上表面进行清洁，安装架1的底部通过螺栓固定有模块安装板16，模块安装板16的底部分别通过螺栓固定有数据收集模块10、数据处理模块11和数据传输模块15，第二配重块3的一侧通过螺栓固定有两个导向杆30，且导向杆30与第一配重块2相插接，导向杆30能够辅助第一配重块2进行移动，第二配重块3的底部通过螺栓固定有多个固定柱17，固定柱17的底部转动连接有钢珠18，固定柱17和钢珠18能够对第二配重块3进行支撑，避免第二配重块3长时间使用导致第二固定条33发生弯曲，安装架1的底部粘接有多个橡胶垫8，橡胶垫8能够对安装架1进行减震，安装架1的底部开设有多个固定孔9，且固定孔9对称分布，固定孔9能够方便工作人员对安装架1进行安装固定。

本实施例工作原理：当需要对巡检机器人的重心进行调节时，首先启动第一电机14，第一电机14转动使蜗杆13带动蜗轮12转动，蜗轮12转动使连接轴6带动第一固定条5转动，第一固定条5转动通过插孔34带动第二固定条33转动，第二固定条33转动使第二配重块3通过定位柱28沿着环形槽4移动，第二配重块3沿着环形槽4移动的同时使第二固定条33在插孔34内滑动，当第二配重块3移动至合适位置时停止，从而完成重心的平衡调节，进而避免机器人在行驶时偏向于一侧，长期的运行会造成两侧轮子磨损量不同而降低机器人的定位精度的情况出现，当巡检机器人的重心发生移动时，第二配重块3的极限位置无法使巡检机器人的重心得到平衡，然后启动第二电机31，第二电机31转动使螺纹杆29带动第一配重块2沿着滑槽32向左移动，从而使巡检机器人的重心重新得到平衡，第二配重块3移动的同时带动第一固定板22移动，第一固定板22移动使插块21通过斜面20向上移动，从而使插块21与其中一个卡槽7脱离卡合，插块21向上移动使拉簧19受力伸长并产生拉力，第一固定板22带动插块21继续转动，拉簧19回弹复位带动插块21向下移动复位，从而使插块21与下一个卡槽7重新卡合，如此往复循环，直至第二配重块3移动至合适位置时停止，从而使第二配重块3得到进一步的固定，避免巡检机器人在行驶时产生震动而使第二配重块3发生移动，从而出现重心偏移的情况出现，第二配重块3移动的同时带动第二固定板26移动，第二固定板26移动使连接杆25带动毛刷24移动，当毛刷24与拨杆23接触时，毛刷24受力围绕连接杆25转动，连接杆25转动使扭簧27受力变形并产生扭力，当毛刷24与拨杆23脱离接触时，扭簧27回弹复位使连接杆25带动毛刷24反向转动复位，从而使毛刷24对安装架1的上表面进行清洁。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在该文中的描述中，需要说明的是，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。

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 (7)

1.一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，包括安装架（1），其特征在于，所述安装架（1）的顶部活动连接有连接轴（6），连接轴（6）穿过安装架（1）并固定连接有蜗轮（12），所述安装架（1）的底部固定连接有第一电机（14），第一电机（14）输出轴的一端固定连接有蜗杆（13），且蜗杆（13）与蜗轮（12）相啮合，所述连接轴（6）的一侧固定连接有第一固定条（5），第一固定条（5）的一侧开设有插孔（34），插孔（34）内活动连接有第二固定条（33），第二固定条（33）的一端固定连接有第二配重块（3），第二配重块（3）的底部固定连接有定位柱（28），所述安装架（1）的顶部开设有环形槽（4），且环形槽（4）与定位柱（28）相接触，所述安装架（1）的顶部开设有多个卡槽（7），所述第二配重块（3）的一侧固定连接有第一固定板（22），第一固定板（22）的一侧活动连接有插块（21），插块（21）的两侧均开设有斜面（20），且斜面（20）与卡槽（7）相接触，所述插块（21）的一侧套接有拉簧（19），且拉簧（19）的两端分别与插块（21）和第一固定板（22）相固定。

2.根据权利要求1所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述第二配重块（3）的上表面开设有滑槽（32），滑槽（32）内活动连接有第一配重块（2），所述第二配重块（3）的一侧活动连接有螺纹杆（29），且螺纹杆（29）与第一配重块（2）螺纹连接，所述第二配重块（3）的一侧固定连接有第二电机（31），且第二电机（31）输出轴的一端穿过第二配重块（3）与螺纹杆（29）相固定。

3.根据权利要求1所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述安装架（1）的顶部固定连接有多个拨杆（23），所述第二配重块（3）的一侧固定连接有第二固定板（26），第二固定板（26）的一侧活动连接有连接杆（25），连接杆（25）的底端固定连接有毛刷（24），且毛刷（24）与拨杆（23）可接触，所述连接杆（25）的一侧活动连接有扭簧（27），且扭簧（27）的两端分别与连接杆（25）和第二固定板（26）相固定。

4.根据权利要求3所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述安装架（1）的底部固定连接有模块安装板（16），模块安装板（16）的底部分别固定连接有数据收集模块（10）、数据处理模块（11）和数据传输模块（15）。

5.根据权利要求4所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述第二配重块（3）的一侧固定连接有两个导向杆（30），且导向杆（30）与第一配重块（2）相插接。

6.根据权利要求5所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述第二配重块（3）的底部固定连接有多个固定柱（17），固定柱（17）的底部活动连接有钢珠（18）。

7.根据权利要求4所述的一种GIS巡检机器人动态重心调节机构，其特征在于，所述安装架（1）的底部固定连接有多个橡胶垫（8），所述安装架（1）的底部开设有多个固定孔（9），且固定孔（9）对称分布。