CN114454984A - 智能巡检机器人底板结构 - Google Patents

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CN114454984A CN202111382236.2A CN202111382236A CN114454984A CN 114454984 A CN114454984 A CN 114454984A CN 202111382236 A CN202111382236 A CN 202111382236A CN 114454984 A CN114454984 A CN 114454984A
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钟成
刘嘉
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Abstract

本发明公开了一种智能巡检机器人底板结构，包括内底板和外底板，内底板设置于外底板内；内底板底部设置多个滑轮，多个滑轮与外底板的内表面接触；外底板内的前端设有前端固定梁，多条前端弹簧的前端与前端固定梁固定连接，多条前端弹簧的尾端与内底板的前端固定连接；外底板内的后端设有后端固定梁，多条后端弹簧的前端与内底板的后端固定连接，多条后端弹簧的尾端与后端固定梁固定连接；智能巡检机器人的前轮轮轴设置于内底板的前部，智能巡检机器人的后轮轮轴设置于内底板的后部；外底板的两侧均设有前后延伸的轮轴活动槽。在发生碰撞的情况下，本发明能大幅度减轻内底板所受到的损害，从而有效保护智能巡检机器人本体。

Description

智能巡检机器人底板结构
技术领域
本发明属于机器人制造技术领域，具体涉及一种智能巡检机器人底板结构。
背景技术
近年来，随着卫星导航技术和人工智能技术的发展，智能巡检机器人在电力运维领域得到了广泛的应用。就总体的外观而言，大部分智能巡检机器人与电动轿车近似，特别是就“底板”而言，大部分智能巡检机器人的“底板”几乎就是电动轿车底板的缩小版。
智能巡检机器人在巡检的过程中，有可能在与巡检区域内的障碍物、甚至行人或牲畜发生碰撞，严重时，会因碰撞而导致其“车体”底板乃至动力系统、控制系统毁坏。
为了提高智能巡检机器人的防撞能力，为数不少的电力运维部门在其使用的智能巡检机器人的“车体”底板前端加装了强度较大的保险杠——类似于越野车的前保险杠。加装强度较大的保险杠，确实有助于提高智能巡检机器人“车体”特别是“车体”底板的防撞能力，但也存在以下两方面的问题：
第一，在与行人或牲畜发生碰撞的情况下，会使行人或牲畜受到的伤害更大；
第二，在与刚度大的障碍物发生碰撞、特别是严重碰撞的情况下，强度较大的保险杠固然能降低“车体”、特别是“车体”底板受到损坏的程度，但因此而产生的振动会更加剧烈，而剧烈的振动会加大智能巡检机器人的控制系统被损坏的风险。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术的缺陷，该发明目的是通过下述技术方案实现的：
一种智能巡检机器人底板结构，包括内底板和外底板，内底板设置于外底板内；内底板底部设置多个滑轮，多个滑轮与外底板的内表面接触；外底板内的前端设有前端固定梁，多条前端弹簧的前端与前端固定梁固定连接，多条前端弹簧的尾端与内底板的前端固定连接；外底板内的后端设有后端固定梁，多条后端弹簧的前端与内底板的后端固定连接，多条后端弹簧的尾端与后端固定梁固定连接；智能巡检机器人的前轮轮轴设置于内底板的前部，智能巡检机器人的后轮轮轴设置于内底板的后部；外底板的两侧均设有前后延伸的轮轴活动槽，前轮轮轴、后轮轮轴的两端可通过轮轴活动槽伸出到外底板的两侧之外。
在上述技术方案的基础上，本发明可采用下述附加的技术手段，以便更好地实现本发明的目的：
还包括前轮轮轴轴承和后轮轮轴轴承；前轮轮轴安装在前轮轮轴轴承上，后轮轮轴安装在后轮轮轴轴承上；在轮轴活动槽的顶部，外底板的侧面向两侧突出，形成两道凸缘，前轮轮轴轴承和后轮轮轴轴承分别通过各自的轴承套以活动连接的方式套接在轮轴活动槽的顶部。
进一步地，外底板前端设置有前端气囊。
进一步地，在内底板的前端顶部与外底板的前端顶部之间设有由弹性材料制作的前端防水膜，在内底板的后端顶部与外底板的后端顶部之间设有由弹性材料制作的后端防水膜。
进一步地，内底板的长度与外底板的长度之比为3比4，内底板的宽度与外底板的宽度之比为9比10。
进一步地，前端固定梁与后端固定梁之间的距离与外底板的长度之比为19比20。
进一步地，内底板与外底板组装好之后，多条前端弹簧和多条后端弹簧均处于拉伸状态，每一条弹簧的拉伸长度均为其最大拉伸长度的二分之一到四分之三之间。
本发明的主要有益效果如下：
1、多条前端弹簧和多条后端弹簧对内底板的约束和保护作用，使得智能巡检机器人在发生碰撞的情况下，本发明能大幅度减轻内底板所受到的损害，从而有效保护智能巡检机器人本体。
2、外底板前端设置有前端气囊，在发生碰撞的情况下，前端气囊既能减轻外底板所受到的冲击，也能减轻被撞物所受到的冲击，对被撞的行人或牲畜具有较好的保护作用。
附图说明
图1是本发明一个实施例的纵截面结构示意图；
图2本发明一个实施例的水平截面结构示意图；
图3是本发明一个实施例中的外底板的侧面结构示意图；
图4是本发明一个实施例中的外底板的横截面结构示意图。
图中：
1—内底板； 2—外底板； 3—前端弹簧；
4—后端弹簧； 5—滑轮； 6—前端防水膜；
7—后端防水膜； 101—前轮轮轴； 102—后轮轮轴；
201—前端固定梁； 202—后端固定梁； 203—前端气囊；
204—轮轴活动槽； 205—前轮轮轴轴承； 206—后轮轮轴轴承。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好地理解本发明的技术方案及其工作原理，以下结合附图介绍本发明的一个实施例。需要强调的是，附图的作用是便于人们直观地理解本发明，附图对本发明中的装置或部件的具体数量没有限定作用。具体地说，不能依据图1认定本发明中只有5个滑轮，同理，也不能依据图2认定本发明中只有5条前端弹簧3和5条后端弹簧4。另外，虽然本发明中的外底板2有两个侧面，但两个侧面是对称的，故本说明书只是笼统地说明图3是本发明一个实施例中的外底板的侧面结构示意图，而没有刻意强调图3是哪一个侧面的结构示意图。
如图1、图2、图3并结合图4所示，一种智能巡检机器人底板结构，包括下述装置或部件：
(1)内底板1，其作用是用于承载智能巡检机器人本体。
(2)外底板2，其作用是用于保护内底板1；具体地说，外底板2包括前、后端面、两个侧面和一个底面，内底板1安装在外底板2之内。
(3)安装于内底板1底部的多个滑轮5，多个滑轮5与外底板2的内表面接触，其作用是便于内底板1在外底板2内滑动。
(4)多条前端弹簧3，多条前端弹簧3的尾端与内底板1的前端固定连接，多条前端弹簧3的前端与设置在外底板2内的前端固定梁201固定连接。
(5)多条后端弹簧4，多条后端弹簧4的前端与内底板1的后端固定连接，多条后端弹簧4的尾端与设置在外底板2内的后端固定梁202固定连接；多条前端弹簧3和5条后端弹簧4的共同作用是对内底板1与外底板2之间的相对运动起约束作用，同时也对内底板1起保护作用。
(6)安装于内底板1前部的前轮轮轴101和安装于内底板1后部的后轮轮轴102；前轮轮轴101的作用是用于安装智能巡检机器人的前轮，后轮轮轴102的作用是用于安装智能巡检机器人的后轮。
(7)设置于外底板2两侧侧面的轮轴活动槽204，以及与轮轴活动槽204的顶部侧面活动连接的前轮轮轴轴承205和后轮轮轴轴承206。具体地说，如图3并结合图4所示，在轮轴活动槽204的顶部，外底板2的侧面向两侧突出，形成两道凸缘，致使其横截面呈“凸”字型结构，而前轮轮轴轴承205和后轮轮轴轴承206各自的轴承套顶部则分别从该“凸”字型结构的左右两侧向内湾折，从而使前轮轮轴轴承205和后轮轮轴轴承206以活动连接的方式套接在轮轴活动槽204的顶部。所谓活动连接，是指前轮轮轴轴承205和后轮轮轴轴承206可以沿着轮轴活动槽204作前后运动。
轮轴活动槽204、前轮轮轴轴承205和后轮轮轴轴承206的作用是：第一，使安装在前轮轮轴轴承205上的前轮轮轴101和安装在后轮轮轴轴承206上的后轮轮轴102的两端可以伸出到外底板2的两侧之外，从而便于安装智能巡检机器人的前、后轮，第二，便于内底板1在必要的情况下，能够相对于外底板2作前后运动；
(8)设置于外底板2前端的前端气囊203，其作用是在碰撞发生时，起缓冲作用。
(9)设置于内底板1的前端顶部与外底板2的前端顶部之间的、由弹性材料制作的前端防水膜6和设置于内底板1的后端顶部与外底板2的后端顶部之间的、由弹性材料制作的后端防水膜7。
在本实施例中，外底板2使用碳纤维复合材料制作，其目的是为了确保外底板2具有足够的强度且重量轻，内底板1使用碳纤维复合材料或者铝合金等其他强度较大的材料制作；前端气囊203用橡胶等弹性材料制作，其内部充有气体；内底板1的长度与外底板2的长度之比为3比4；内底板1的宽度与外底板2的宽度之比为9比10；前端固定梁201与后端固定梁202之间的距离与外底板2的长度之比为19比20；内底板1和外底板2的具体的长度值、宽度值以及前端弹簧3、后端弹簧4的数量可根据实际需要确定。另外，就单条弹簧的最大拉力而言，本实施例所选用的弹簧的最大拉力为20公斤。
以上，结合附图详细介绍了本发明的一个实施例的结构特征，以下进一步介绍其工作原理。
内底板1与外底板2组装好之后，多条前端弹簧3和多条后端弹簧4均处于拉伸状态，每一条弹簧的拉伸长度均为其最大拉伸长度的二分之一到四分之三之间。当智能巡检机器人处于正常运行状态时，在多条前端弹簧3和多条后端弹簧4的共同约束下，内底板1与外底板2相互间可以在智能巡检机器人的前进方向上小幅度地相对运动。另需强调的是，多条前端弹簧3和多条后端弹簧4对内底板1相对于外底板2的左右晃动也是有约束作用的，其原因在于，无论是内底板1相对于外底板2向左运动，还是内底板1相对于外底板2向右运动，都会导致弹簧被拉伸，从而受到弹簧的约束。
当智能巡检机器人与障碍物发生碰撞，但碰撞程度尚不严重时，在前端气囊203的保护作用下，外底板2不会受到实质性损坏，而设置于外底板2之内的内底板1自然不会受到损坏。
当智能巡检机器人与障碍物发生严重碰撞时，前端气囊203、外底板2的前端均有可能损坏，而设置于外底板2内靠近前端部的前端固定梁201也可能折断或脱离外底板2，致使多条前端弹簧3因失去前端着力点而丧失对内底板1的约束作用，此时，在多条后端弹簧4的拉力作用下，内底板1相对于外底板2向后运动，从而使内底板1所受到的损害程度明显小于外底板2所受到的损害程度。这就意味着安装在内底板1之上的智能巡检机器人本体(包括控制系统、动力系统等)所受到的损害也会大幅度减轻。

Claims (7)

1.一种智能巡检机器人底板结构，包括内底板（1）和外底板（2），内底板（1）设置于外底板（2）内；内底板（1）底部设置多个滑轮（5），多个滑轮（5）与外底板（2）的内表面接触；外底板（2）内的前端设有前端固定梁（201），多条前端弹簧（3）的前端与前端固定梁（201）固定连接，多条前端弹簧（3）的尾端与内底板（1）的前端固定连接；外底板（2）内的后端设有后端固定梁（202），多条后端弹簧（4）的前端与内底板（1）的后端固定连接，多条后端弹簧（4）的尾端与后端固定梁（202）固定连接；智能巡检机器人的前轮轮轴（101）设置于内底板（1）的前部，智能巡检机器人的后轮轮轴（102）设置于内底板（1）的后部；外底板（2）的两侧均设有前后延伸的轮轴活动槽（204），前轮轮轴（101）、后轮轮轴（102）的两端可通过轮轴活动槽（204）伸出到外底板（2）的两侧之外。
2.如权利要求1所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：还包括前轮轮轴轴承（205）和后轮轮轴轴承（206）；前轮轮轴（101）安装在前轮轮轴轴承（205）上，后轮轮轴（102）安装在后轮轮轴轴承（206）上；在轮轴活动槽（204）的顶部，外底板（2）的侧面向两侧突出，形成两道凸缘，前轮轮轴轴承（205）和后轮轮轴轴承（206）分别通过各自的轴承套以活动连接的方式套接在轮轴活动槽（204）的顶部。
3.如权利要求1所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：外底板（2）的前端设置有前端气囊（203）。
4.如权利要求1所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：在内底板（1）的前端顶部与外底板（2）的前端顶部之间设有由弹性材料制作的前端防水膜（6），在内底板（1）的后端顶部与外底板（2）的后端顶部之间设有由弹性材料制作的后端防水膜（7）。
5.如权利要求1所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：内底板（1）的长度与外底板（2）的长度之比为3比4，内底板（1）的宽度与外底板（2）的宽度之比为9比10。
6.如权利要求1所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：前端固定梁（201）与后端固定梁（202）之间的距离与外底板（2）的长度之比为19比20。
7.如权利要求1至6任一项所述的智能巡检机器人底板结构，其特征在于：内底板（1）与外底板（2）组装好之后，多条前端弹簧（3）和多条后端弹簧（4）均处于拉伸状态，每一条弹簧的拉伸长度均为其最大拉伸长度的二分之一到四分之三之间。
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