CN114367994A - 一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统，包括：多条固定轨道以及活动直轨，巡检机器人可在固定轨道、活动直轨上自由行走，固定轨道的上部通过吊杆连接隧道的顶部，固定轨道的起始端位于隧道的交汇处并沿圆周方向分布，其末端沿隧道长度方向延伸，固定轨道起始端的上部通过固定架连接驱动组件；活动直轨的上部与驱动组件相连接并可通过驱动组件的驱动选择性的与一条或两条固定轨道的起始端对接，从而为停留在活动直轨上的巡检机器人提供变换的行走路径。本发明能够使巡检机器人在多条相互交汇的轨道之间进行变轨，可对设置在不同走向隧道内的管廊进行普遍性或针对性的巡检，实现了巡检工作的自动化，大大提高了巡检工作的效率。

Description

一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统

技术领域

本发明属于管线巡检技术领域，尤其涉及一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统。

背景技术

随着我国城市建设的快速发展，综合管廊越来越多的应用在市政建设工程中。为了保障综合管廊的安全运行，通常需要通过检修人员定期对综合管廊进行巡检，这种完全依靠人工巡检的方法费时、费力、效率低，巡检周期长，在很大程度上影响管廊的日常维护。

为了解决人工巡检所带来的困扰，巡检机器人应运而生，中国发明专利说明书公开了一种新型隧道巡检机器人轨道智能变轨结构(公布号CN110053017A，公布日20190726)，该发明包括右变轨轨道、左变轨轨道以及平移滑道，通过右变轨轨道、左变轨轨道在平移滑道上的前、后水平移动实现变轨，这种变轨方法虽然改变了巡检机器人的行走轨道，但并没有改变其行进方向，在实际使用中受到一定的局限性。

中国实用新型专利说明书公开了一种挂轨式巡检机器人及其轨道变换机构(公告号CN207060040U，公告日20180302)，该实用新型包括平移组件，平移组件固定连接于传动带，平移组件与导轨滑动配合；安装于平移组件的旋转切换驱动单元，包括回转驱动件以及能够在回转驱动件的驱动下相对平移组件旋转的回转支撑件；对接轨道单元，固定于回转支撑件的下端。该实用新型所提出的技术方案采用平移与回转相结合的方法实现多条轨道之间的变换，但这种方法极易造成对接轨道的卡壳现象，影响轨道变换的可靠性。

发明内容

1、要解决的技术问题

本发明提供一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统，其目的在于解决现有挂轨式巡检机器人在管廊巡检过程中无法适应复杂轨道的变轨问题。

2、技术方案

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案，包括：

多条固定轨道以及活动直轨，所述固定轨道、活动直轨其截面均为“工”字形，巡检机器人可吊挂在固定轨道、活动直轨上并可自由行走，所述固定轨道与隧道一一对应布置，固定轨道的上部通过吊杆连接隧道的顶部，固定轨道的起始端位于隧道的交汇处并沿圆周方向分布，其末端沿隧道长度方向延伸，所述固定轨道起始端的上部通过固定架连接驱动组件；所述活动直轨的上部与驱动组件相连接并可通过驱动组件的驱动选择性的与一条或两条固定轨道的起始端对接，从而为停留在活动直轨上的巡检机器人提供变换的行走路径。

进一步的，所述驱动组件包括连接在固定架上的安装板以及连接安装板的升降机构和转动机构，所述升降机构包括通过螺栓连接在安装板上的电缸，所述电缸的推动杆与连接板连接，所述连接板的另一端通过第一轴承座转动连接花键轴，花键轴的另一端通过连接件固定连接活动直轨。

进一步的，所述转动机构包括与花键轴相配合的花键套，所述花键套与固定连接在安装板上的第二轴承座转动连接，所述花键套通过传动带连接伺服电机的驱动轮，所述伺服电机通过固定板连接安装板。

进一步的，所述活动直轨的上部通过支架连接用于探测巡检机器人的接近传感器。

进一步的，所述固定轨道的起始端安装光电传感器的发送器，所述活动直轨的两端分别安装光电传感器的接收器。

进一步的，所述活动直轨的两端面均为斜面，所述固定轨道的起始端设有与活动直轨端面相配合的斜面。

优选地，所述活动直轨端面的倾斜度为45度。

进一步的，所述电缸、伺服电机、接近传感器、光电传感器的发送器、光电传感器的接收器均电连接控制器。

进一步的，所述巡检机器人通过局域网连接控制器。

3、有益效果

本发明挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统能够使巡检机器人在多条相互交汇的轨道之间进行变轨，可对设置在不同走向隧道内的管廊进行逐一或针对性的巡检，实现了巡检工作的自动化，节约了人力资源，提高了巡检效率。

附图说明

图1是本发明实施例一立体结构示意图。

图2是活动直轨与驱动组件相连接的立体结构示意图。

图3是活动直轨及巡检机器人上升时的立体示意图。

图4是活动直轨及巡检机器人转动90°后的立体示意图。

图5是本发明实施例二立体结构示意图。

图6是图1的仰视结构示意图。

图7是图4的仰视结构示意图。

图8是图5的仰视结构示意图。

图9是图8中活动直轨及巡检机器人转动45°后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，以利于本领域技术人员能够更加清楚的了解。

如图1、图5所示，本发明包括：多条固定轨道1以及活动直轨2，所述固定轨道、活动直轨其截面均为“工”字形，巡检机器人3可吊挂在固定轨道、活动直轨上并可自由行走，所述固定轨道1与隧道一一对应布置，固定轨道的上部通过吊杆4连接隧道的顶部，固定轨道的起始端位于隧道的交汇处并沿圆周方向分布，固定轨道末端沿隧道长度方向延伸，所述固定轨道1起始端的上部通过固定架6连接驱动组件5；所述活动直轨2的上部与驱动组件相连接并可通过驱动组件的驱动选择性的与一条或两条固定轨道1的起始端对接，从而为停留在活动直轨上的巡检机器人3提供变换的行走路径。

进一步的，如图2所示，所述驱动组件5包括连接在固定架上的安装板51以及连接安装板的升降机构52和转动机构53，所述升降机构包括通过螺栓526连接在安装板51上的电缸521，所述电缸的推动杆与连接板522连接，所述连接板的另一端通过第一轴承座523转动连接花键轴524，花键轴的另一端通过连接件525固定连接活动直轨2。

进一步的，如图2所示，所述转动机构53包括与花键轴524相配合的花键套531，所述花键套531与固定连接在安装板51上的第二轴承座532转动连接，所述花键套通过传动带533连接伺服电机534的驱动轮535，所述伺服电机通过固定板536连接安装板。

进一步的，如图2所示，所述活动直轨2的上部通过支架7连接接近传感器8，该接近传感器用于检测巡检机器人是否已经停留在活动直轨上，当检测到巡检机器人停留在活动直轨上时，接近传感器向控制器发出到达信号。

进一步的，所述固定轨道1的起始端安装光电传感器的发送器，所述活动直轨2的两端分别安装光电传感器的接收器，其目的是检测活动直轨与固定轨道的对接状况，当活动直轨与任一固定轨道对接成功后，光电传感器0就会向控制器发出对接成功信号。

进一步的，如图1、图5所示，所述活动直轨2的两端面均为斜面，所述固定轨道1的起始端设有与活动直轨端面相配合的斜面，这种设置有利于活动直轨上升时不会受到固定轨道起始端的阻碍，并且可以使活动直轨下降时能够更好地与固定轨道对接。

如图2所示，本发明优选活动直轨2端面的倾斜度为45度。

进一步的，所述电缸521、伺服电机534、接近传感器8、光电传感器的发送器、光电传感器的接收器均电连接控制器，控制器接收来自接近传感器、光电传感器的信号，并向电缸、伺服电机发出控制信号。

进一步的，所述巡检机器人3通过局域网连接控制器，控制器通过局域网监视巡检机器人的行走状况，并向巡检机器人发送控制指令。

下面通过具体实施例进一步阐述本发明的变轨过程：

实施例一

如图1、图6所示，所述固定轨道为四条，活动直轨的两端分别与东、西方向的固定轨道1对接，当巡检机器人停留在活动直轨上时，接近传感器向控制器发出到达信号，这时开始变轨，驱动组件5中升降机构52的电缸521启动，驱动活动直轨2及巡检机器人3上升，如图3所示，随后转动机构53的伺服电机534启动，通过传动带533带动安装在第二轴承座532上的花键套531转动，使花键轴524一起转动，从而使活动直轨2及巡检机器人3转动90°，然后电缸521再次启动，活动直轨及巡检机器人下降落位，当控制器接收到来自光电传感器的信号时，控制器向伺服电机发出停止信号，活动直轨的两端分别与南、北方向的固定轨道1对接实现变轨，如图4、图7所示。如果控制器没有接收到来自光电传感器的信号，控制器会向伺服电机发出调整信号，直到控制器接收到来自光电传感器的信号。

实施例二

如图5、图8所示，所述固定轨道为六条，活动直轨的一端与东45°南方向的固定轨道1对接，当巡检机器人停留在活动直轨上时，接近传感器向控制器发出到达信号，这时开始变轨，驱动组件5中升降机构52的电缸521启动，驱动活动直轨2及巡检机器人3上升，随后转动机构53的伺服电机534启动，通过传动带533带动安装在第二轴承座532上的花键套531转动，使花键轴524一起转动，从而使活动直轨2及巡检机器人3转动45°，然后电缸521再次启动，活动直轨及巡检机器人下降落位，当控制器接收到来自光电传感器的信号时，控制器向伺服电机发出停止信号，活动直轨的两端分别与东、西方向的固定轨道1对接实现变轨，如图9所示。如果控制器没有接收到来自光电传感器的信号，控制器会向伺服电机发出调整信号，直到控制器接收到来自光电传感器的信号。

本发明挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统能够使巡检机器人在多条相互交汇的轨道之间进行变轨，可对设置在不同走向隧道内的管廊进行逐一或针对性的巡检，实现了巡检工作的自动化，节约了人力资源，提高了巡检效率。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的构思对其技术方案所作出的各种改进，均应落入本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种挂轨式巡检机器人的多轨道变换系统，其包括多条固定轨道(1)以及活动直轨(2)，所述固定轨道、活动直轨其截面均为“工”字形，巡检机器人(3)可吊挂在固定轨道、活动直轨上并可自由行走，其特征在于：所述固定轨道(1)与隧道一一对应布置，固定轨道(1)的上部通过吊杆(4)连接隧道的顶部，固定轨道的起始端位于隧道的交汇处并沿圆周方向分布，其末端沿隧道长度方向延伸，所述固定轨道(1)起始端的上部通过固定架(6)连接驱动组件(5)；所述活动直轨(2)的上部与驱动组件相连接并可通过驱动组件的驱动选择性的与一条或两条固定轨道(1)的起始端对接，从而为停留在活动直轨上的巡检机器人(3)提供变换的行走路径。

2.根据权利要求1所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述驱动组件(5)包括连接在固定架上的安装板(51)以及连接安装板的升降机构(52)和转动机构(53)，所述升降机构包括通过螺栓(526)连接在安装板(51)上的电缸(521)，所述电缸的推动杆与连接板(522)连接，所述连接板的另一端通过第一轴承座(523)转动连接花键轴(524)，花键轴的另一端通过连接件(525)固定连接活动直轨(2)。

3.根据权利要求2所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述转动机构(53)包括与花键轴(524)相配合的花键套(531)，所述花键套(531)与固定连接在安装板(51)上的第二轴承座(532)转动连接，所述花键套通过传动带(533)连接伺服电机(534)的驱动轮(535)，所述伺服电机通过固定板(536)连接安装板。

4.根据权利要求1、2或3所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述活动直轨(2)的上部通过支架(7)连接用于探测巡检机器人的接近传感器(8)。

5.根据权利要求1、2或3所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述固定轨道(1)的起始端安装光电传感器的发送器，所述活动直轨(2)的两端分别安装光电传感器的接收器。

6.根据权利要求5所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述活动直轨(2)的两端面均为斜面，所述固定轨道(1)的起始端设有与活动直轨端面相配合的斜面。

7.根据权利要求6所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述活动直轨(2)端面的倾斜度为45度。

8.根据权利要求7所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述电缸(521)、伺服电机(534)、接近传感器(8)、光电传感器的发送器、光电传感器的接收器均电连接控制器。

9.根据权利要求1所述的多轨道变换系统，其特征在于：所述巡检机器人(3)通过局域网连接控制器。

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