CN114310932A - 一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，属于巡检机器人领域，包括导轨承载板、RFID标签主体、挂轨式侧板、挂轨式卡位行走机构、RFID阅读器定位机构和RFID阅读器主体，所述导轨承载板固定在墙面上，所述导轨承载板的底部固定连接有平面轨。该用于挂轨式巡检机器人的定位装置，在进行使用时，巡检机器人本体和巡检摄像头本体能够沿着平面轨进行滑动，同时带动RFID阅读器主体进行运动，设置的RFID标签主体能够为装置整体提供定位，巡检机器人本体和巡检摄像头本体的运动主要依靠电机本体实现，装置整体依靠第一卡位轮和第二卡位轮对平面轨进行卡位和移动，在进行卡位时，操作简单便捷，省时省力。

Description

一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置

技术领域

本发明涉及一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，属于巡检机器人领域。

背景技术

挂轨式巡检机器人是专门应用于变电站户内各室的监测机器人系统，可替代人工完成多种巡检、探测、监控等功能，通过一个自主运行的机动平台和搭载一组高性能检测仪器对站内设备进行全天候监控，可大大减少变电站所需的固定式传感器和仪器的安装数量，无需大量布线，在降低综合运营成本的同时，提高先进运营水平。

目前在现有的挂轨式巡检机器人使用过程中，对挂轨式巡检机器人的定位较为不便，实际使用中，常常需要对挂轨式巡检机器人进行某些位置的定位和检查，而目前的控制中，定位不准直接影响了对传感器摄像头等零部件停留位置的准确性，导致了实际使用中偏差大，无法满足使用需求，针对现有技术不足，我们设计一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，来解决上述问题。

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，本发明提供一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置。

(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导轨承载板、RFID标签主体、挂轨式侧板、挂轨式卡位行走机构、RFID阅读器定位机构和RFID阅读器主体，所述导轨承载板固定在墙面上，所述导轨承载板的底部固定连接有平面轨；

所述RFID标签主体固定安装在导轨承载板的侧面；

所述挂轨式侧板的顶部固定连接有挂轨式顶板，所述挂轨式顶板的底部设有第二卡位轮，所述挂轨式侧板的侧壁上固定连接有平面支撑块，所述平面支撑块的底部固定连接有固定柱，所述固定柱的底部固定连接有巡检机器人本体，所述巡检机器人本体的底部固定连接有巡检摄像头本体；

所述挂轨式卡位行走机构设置在挂轨式侧板的侧壁上，所述挂轨式卡位行走机构包括第一卡位轮，所述第一卡位轮和第二卡位轮对平面轨进行夹紧固定；

所述RFID阅读器定位机构设置在挂轨式顶板上，所述RFID阅读器主体设置在RFID阅读器定位机构上。

可选地，所述挂轨式卡位行走机构包括垂直板，所述垂直板固定连接在挂轨式侧板的侧壁上，所述垂直板和平面支撑块之间固定连接有限位支撑杆，所述限位支撑杆上滑动连接有升降块，所述垂直板的底部通过轴承转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆与升降块转动相连，所述第一丝杆由第一丝杠电机驱动旋转，所述升降块的侧壁上固定连接有水平板，所述水平板上固定连接有第一轴座，所述第一卡位轮固定安装在第一轴座上。

可选地，所述升降块上开设有升降螺孔，所述升降螺孔与第一丝杆啮合，所述升降块上开设有与限位支撑杆相对应的滑动孔。

可选地，所述第一卡位轮的转轴处固定连接有从动轮，所述从动轮上活动套接有皮带本体，所述水平板的底部固定连接有电机本体，所述电机本体的输出端固定连接有主动轮，所述皮带本体套接在主动轮上。

可选地，所述挂轨式顶板的底部固定连接有第二轴座，所述第二卡位轮固定安装在第二轴座上，所述平面轨的顶部和底部均开设有与第一卡位轮和第二卡位轮相对应的弧形限位槽。

可选地，所述RFID阅读器定位机构包括竖直导轨座，所述竖直导轨座固定连接在挂轨式顶板的顶部，所述竖直导轨座上滑动连接有竖直滑动平台，所述竖直滑动平台上滑动连接有滑台，所述RFID阅读器主体固定连接在滑台上。

可选地，所述竖直滑动平台的一侧穿过竖直导轨座并固定连接有螺母套，所述竖直导轨座的侧壁固定连接有第一垂直挡板，所述第一垂直挡板和挂轨式顶板之间通过轴承转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆由第二丝杠电机驱动旋转，所述第二丝杆与螺母套螺纹连接。

可选地，所述滑台的侧壁上固定连接有螺母块，所述竖直滑动平台的顶部固定连接有第二垂直挡板，所述第二垂直挡板上通过轴承转动连接有第三丝杆，所述第三丝杆由第三丝杠电机驱动旋转，所述第三丝杆与螺母块螺纹连接。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、该用于挂轨式巡检机器人的定位装置，在进行使用时，巡检机器人本体和巡检摄像头本体能够沿着平面轨进行滑动，同时带动RFID阅读器主体进行运动，设置的RFID标签主体能够为装置整体提供定位，巡检机器人本体和巡检摄像头本体的运动主要依靠电机本体实现，装置整体依靠第一卡位轮和第二卡位轮对平面轨进行卡位和移动，在进行卡位时，操作简单便捷，省时省力，该装置使用方便，利用导轨承载板和平面轨实现对装置整体的限位，实现巡检机器人本体和巡检摄像头本体的挂轨式巡检，通过RFID阅读器主体和RFID标签主体的配合，能够识别位置信息，实现定位。

2、该用于挂轨式巡检机器人的定位装置，设置的装置整体在卡位安装在平面轨上时，RFID阅读器主体的位置可能与RFID标签主体的位置不对应，这时利用设置的RFID阅读器定位机构就能够实现对RFID阅读器主体的位置调节，使得RFID阅读器主体能够在横向和纵向的位置精准的对准RFID标签主体，保证装置定位准确，在进行RFID阅读器主体的位置调节时，对挂轨式卡位行走机构的操作简单便捷，省时省力，满足使用需求。

3、该用于挂轨式巡检机器人的定位装置，设置的弧形限位槽能够保证对第一卡位轮和第二卡位轮提供限位，保证第一卡位轮和第二卡位轮滚动时位置准确，受力稳定，设置的升降块通过第一丝杆实现控制，因此对第一卡位轮的位置控制操作简单，而且限位支撑杆能够对升降块提供侧向支撑，保证对升降块的支撑稳定，使得升降块滑动时稳定，第一卡位轮不会发生方向偏移。

附图说明

图1为本发明结构图第一视角；

图2为本发明结构图第二视角；

图3为本发明平面轨的结构图；

图4为本发明升降块的结构图；

图5为本发明第一卡位轮的结构图；

图6为本发明第二卡位轮的结构图；

图7为本发明RFID阅读器定位机构的结构图。

【附图标记说明】

1：导轨承载板；

2：平面轨；201：弧形限位槽；

3：RFID标签主体；

4：挂轨式侧板；

5：挂轨式顶板；

6：平面支撑块；

7：固定柱；

8：巡检机器人本体；

9：巡检摄像头本体；

10：挂轨式卡位行走机构；

11：RFID阅读器定位机构；

12：RFID阅读器主体；

13：垂直板；

14：限位支撑杆；

15：升降块；1501：升降螺孔；1502：滑动孔；

16：第一丝杆；

17：水平板；

18：第一轴座；

19：第一卡位轮；

20：从动轮；

21：皮带本体；

22：电机本体；

23：主动轮；

24：第二轴座；

25：第二卡位轮；

26：竖直导轨座；

27：竖直滑动平台；

28：螺母套；

29：第一垂直挡板；

30：第二丝杆；

31：滑台；

32：螺母块；

33：第二垂直挡板；

34：第三丝杆。

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。

实施例1：

一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，如图1-7所示，包括导轨承载板1、RFID标签主体3、挂轨式侧板4、挂轨式卡位行走机构10、RFID阅读器定位机构11和RFID阅读器主体12，导轨承载板1固定在墙面上，导轨承载板1的底部固定连接有平面轨2；

RFID标签主体3固定安装在导轨承载板1的侧面；

挂轨式侧板4的顶部固定连接有挂轨式顶板5，挂轨式顶板5的底部设有第二卡位轮25，挂轨式侧板4的侧壁上固定连接有平面支撑块6，平面支撑块6的底部固定连接有固定柱7，固定柱7的底部固定连接有巡检机器人本体8，巡检机器人本体8的底部固定连接有巡检摄像头本体9；

挂轨式卡位行走机构10设置在挂轨式侧板4的侧壁上，挂轨式卡位行走机构10包括第一卡位轮19，第一卡位轮19和第二卡位轮25对平面轨2进行夹紧固定；

RFID阅读器定位机构11设置在挂轨式顶板5上，RFID阅读器主体12设置在RFID阅读器定位机构11上。

根据附图2、4、5和6所示，挂轨式卡位行走机构10包括垂直板13，垂直板13固定连接在挂轨式侧板4的侧壁上，垂直板13和平面支撑块6之间固定连接有限位支撑杆14，限位支撑杆14上滑动连接有升降块15，垂直板13的底部通过轴承转动连接有第一丝杆16，第一丝杆16与升降块15转动相连，第一丝杆16由第一丝杠电机驱动而旋转，升降块15的侧壁上固定连接有水平板17，水平板17上固定连接有第一轴座18，第一卡位轮19固定安装在第一轴座18上，设置的升降块15通过第一丝杆16实现控制，因此对第一卡位轮19的位置控制操作简单，而且限位支撑杆14能够对升降块15提供侧向支撑，保证对升降块15的支撑稳定，使得升降块15滑动时稳定，第一卡位轮19不会发生方向偏移。

根据附图2、4、5和6所示，升降块15上开设有升降螺孔1501，升降螺孔1501与第一丝杆16啮合，升降块15上开设有与限位支撑杆14相对应的滑动孔1502，设置的升降螺孔1501实现了第一丝杆16与升降块15的螺纹连接，设置的限位支撑杆14与滑动孔1502的配合实现了对升降块15的支撑限位。

根据附图2、4、5和6所示，第一卡位轮19的转轴处固定连接有从动轮20，从动轮20上活动套接有皮带本体21，水平板17的底部固定连接有电机本体22，电机本体22的输出端固定连接有主动轮23，皮带本体21套接在主动轮23上，设置的电机本体22工作时，最终通过主动轮23和皮带本体21的传动，带动从动轮20和第一卡位轮19在第一轴座18上转动，从而实现整个装置在导轨承载板1和平面轨2上的移动。

根据附图2、3和6所示，挂轨式顶板5的底部固定连接有第二轴座24，第二卡位轮25固定安装在第二轴座24上，平面轨2的顶部和底部均开设有与第一卡位轮19和第二卡位轮25相对应的弧形限位槽201，设置的弧形限位槽201能够保证对第一卡位轮19和第二卡位轮25提供限位，保证第一卡位轮19和第二卡位轮25滚动时位置准确，受力稳定。

工作原理，该装置在进行使用时，巡检机器人本体8和巡检摄像头本体9能够沿着平面轨2进行滑动，同时带动RFID阅读器主体12进行运动，设置的RFID标签主体3能够为装置整体提供定位，巡检机器人本体8和巡检摄像头本体9的运动主要依靠电机本体22实现，在电机本体22工作时，电机本体22带动主动轮23运动，主动轮23带动皮带本体21运动，皮带本体21带动从动轮20运动，从动轮20带动第一卡位轮19运动，第一卡位轮19与平面轨2贴合，因而带动装置整体运动。

装置整体依靠第一卡位轮19和第二卡位轮25对平面轨2进行卡位和移动，在进行卡位时，操作简单便捷，省时省力，首先将第二卡位轮25卡接在平面轨2的顶部弧形限位槽201内，然后旋转第一丝杆16，第一丝杆16在转动后会带动升降块15沿着限位支撑杆14向上滑动，升降块15进而带动水平板17向上运动，水平板17带动第一卡位轮19向上运动并实现第一卡位轮19和第二卡位轮25距离缩小并对平面轨2进行卡位，同理，与上述卡位安装过程反之，即可实现将装置整体从平面轨2上拆下。

因此，通过上述操作可知，该装置使用方便，利用导轨承载板1和平面轨2实现对装置整体的限位，实现巡检机器人本体8和巡检摄像头本体9的挂轨式巡检，通过RFID阅读器主体12和RFID标签主体3的配合，能够识别位置信息，实现定位。

实施例2：

一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，如图1-7所示，包括导轨承载板1、RFID标签主体3、挂轨式侧板4、挂轨式卡位行走机构10、RFID阅读器定位机构11和RFID阅读器主体12，导轨承载板1固定在墙面上，导轨承载板1的底部固定连接有平面轨2；

RFID标签主体3固定安装在导轨承载板1的侧面；

挂轨式侧板4的顶部固定连接有挂轨式顶板5，挂轨式顶板5的底部设有第二卡位轮25，挂轨式侧板4的侧壁上固定连接有平面支撑块6，平面支撑块6的底部固定连接有固定柱7，固定柱7的底部固定连接有巡检机器人本体8，巡检机器人本体8的底部固定连接有巡检摄像头本体9；

挂轨式卡位行走机构10设置在挂轨式侧板4的侧壁上，挂轨式卡位行走机构10包括第一卡位轮19，第一卡位轮19和第二卡位轮25对平面轨2进行夹紧固定；

RFID阅读器定位机构11设置在挂轨式顶板5上，RFID阅读器主体12设置在RFID阅读器定位机构11上。

根据附图1和7所示，RFID阅读器定位机构11包括竖直导轨座26，竖直导轨座26固定连接在挂轨式顶板5的顶部，竖直导轨座26上滑动连接有竖直滑动平台27，竖直滑动平台27上滑动连接有滑台31，RFID阅读器主体12固定连接在滑台31上，设置的竖直导轨座26对竖直滑动平台27提供支撑限位，设置的竖直滑动平台27对滑台31提供支撑限位。

根据附图1和7所示，竖直滑动平台27的一侧穿过竖直导轨座26并固定连接有螺母套28，竖直导轨座26的侧壁固定连接有第一垂直挡板29，第一垂直挡板29和挂轨式顶板5之间通过轴承转动连接有第二丝杆30，第二丝杆30由第二丝杠电机驱动而旋转，第二丝杆30与螺母套28螺纹连接，设置的第二丝杆30方便对竖直滑动平台27提供竖直方向的调节。

根据附图1和7所示，滑台31的侧壁上固定连接有螺母块32，竖直滑动平台27的顶部固定连接有第二垂直挡板33，第二垂直挡板33上通过轴承转动连接有第三丝杆34，第三丝杆34由第三丝杠电机驱动而旋转，第三丝杆34与螺母块32螺纹连接，设置的第三丝杆34能够实现对滑台31的水平方向的调节。

工作原理：设置的装置整体在卡位安装在平面轨2上时，RFID阅读器主体12的位置可能与RFID标签主体3的位置不对应，这时利用设置的RFID阅读器定位机构11就能够实现对RFID阅读器主体12的位置调节，使得RFID阅读器主体12能够在横向和纵向的位置精准的对准RFID标签主体3，保证装置定位准确，在进行RFID阅读器主体12的位置调节时，对挂轨式卡位行走机构10的操作简单便捷，省时省力，满足使用需求。

在调节RFID阅读器主体12的横向位置时，只需要旋转第三丝杆34即可，第三丝杆34带动螺母块32横向滑动，螺母块32带动滑台31沿着竖直滑动平台27进行滑动，在调节RFID阅读器主体12的纵向位置时，只需要旋转第二丝杆30即可，第二丝杆30带动螺母套28在竖直方向运动，螺母套28带动竖直滑动平台27沿着竖直导轨座26进行滑动，因此来实现了对滑台31上的RFID阅读器主体12进行位置调整，保证定位准确。

Claims (8)

1.一种用于挂轨式巡检机器人的定位装置，包括导轨承载板(1)、RFID标签主体(3)、挂轨式侧板(4)、挂轨式卡位行走机构(10)、RFID阅读器定位机构(11)和RFID阅读器主体(12)，其特征在于：

所述导轨承载板(1)固定在墙面上，所述导轨承载板(1)的底部固定连接有平面轨(2)；

所述RFID标签主体(3)固定安装在导轨承载板(1)的侧面；

所述挂轨式侧板(4)的顶部固定连接有挂轨式顶板(5)，所述挂轨式顶板(5)的底部设有第二卡位轮(25)，所述挂轨式侧板(4)的侧壁上固定连接有平面支撑块(6)，所述平面支撑块(6)的底部固定连接有固定柱(7)，所述固定柱(7)的底部固定连接有巡检机器人本体(8)，所述巡检机器人本体(8)的底部固定连接有巡检摄像头本体(9)；

所述挂轨式卡位行走机构(10)设置在挂轨式侧板(4)的侧壁上，所述挂轨式卡位行走机构(10)包括第一卡位轮(19)，所述第一卡位轮(19)和第二卡位轮(25)对平面轨(2)进行夹紧固定；

所述RFID阅读器定位机构(11)设置在挂轨式顶板(5)上，所述RFID阅读器主体(12)设置在RFID阅读器定位机构(11)上。

2.如权利要求1所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述挂轨式卡位行走机构(10)包括垂直板(13)，所述垂直板(13)固定连接在挂轨式侧板(4)的侧壁上，所述垂直板(13)和平面支撑块(6)之间固定连接有限位支撑杆(14)，所述限位支撑杆(14)上滑动连接有升降块(15)，所述垂直板(13)的底部通过轴承转动连接有第一丝杆(16)，所述第一丝杆(16)与升降块(15)转动相连，所述第一丝杆(16)由第一丝杠电机驱动旋转，所述升降块(15)的侧壁上固定连接有水平板(17)，所述水平板(17)上固定连接有第一轴座(18)，所述第一卡位轮(19)固定安装在第一轴座(18)上。

3.如权利要求2所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述升降块(15)上开设有升降螺孔(1501)，所述升降螺孔(1501)与第一丝杆(16)啮合，所述升降块(15)上开设有与限位支撑杆(14)相对应的滑动孔(1502)。

4.如权利要求3所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述第一卡位轮(19)的转轴处固定连接有从动轮(20)，所述从动轮(20)上活动套接有皮带本体(21)，所述水平板(17)的底部固定连接有电机本体(22)，所述电机本体(22)的输出端固定连接有主动轮(23)，所述皮带本体(21)套接在主动轮(23)上。

5.如权利要求1所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述挂轨式顶板(5)的底部固定连接有第二轴座(24)，所述第二卡位轮(25)固定安装在第二轴座(24)上，所述平面轨(2)的顶部和底部均开设有与第一卡位轮(19)和第二卡位轮(25)相对应的弧形限位槽(201)。

6.如权利要求1-5任意一项所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述RFID阅读器定位机构(11)包括竖直导轨座(26)，所述竖直导轨座(26)固定连接在挂轨式顶板(5)的顶部，所述竖直导轨座(26)上滑动连接有竖直滑动平台(27)，所述竖直滑动平台(27)上滑动连接有滑台(31)，所述RFID阅读器主体(12)固定连接在滑台(31)上。

7.如权利要求6所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述竖直滑动平台(27)的一侧穿过竖直导轨座(26)并固定连接有螺母套(28)，所述竖直导轨座(26)的侧壁固定连接有第一垂直挡板(29)，所述第一垂直挡板(29)和挂轨式顶板(5)之间通过轴承转动连接有第二丝杆(30)，所述第二丝杆(30)由第二丝杠电机驱动旋转，所述第二丝杆(30)与螺母套(28)螺纹连接。

8.如权利要求7所述的用于挂轨式巡检机器人的定位装置，其特征在于：所述滑台(31)的侧壁上固定连接有螺母块(32)，所述竖直滑动平台(27)的顶部固定连接有第二垂直挡板(33)，所述第二垂直挡板(33)上通过轴承转动连接有第三丝杆(34)，所述第三丝杆(34)由第三丝杠电机驱动旋转，所述第三丝杆(34)与螺母块(32)螺纹连接。

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