CN114536298A - 轨道巡检机器人变轨装置和应用系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板、旋转机构、驱动装置、转盘、至少一条主轨和至少一条副轨，安装板直接安装在主轨上，在安装板和转盘之间设置有旋转机构，转盘上设置有对接轨，在驱动装置的驱动下，安装板和转盘之间可以转动，因此可以实现对接轨与主轨或副轨之间的对接切换，无需过大的变轨空间，有效地解决现有技术中移动式的变轨装置需求的空间比较大，在狭小的隧道中会受到空间限制的问题。

Description

轨道巡检机器人变轨装置和应用系统

技术领域

本申请涉及轨道巡检设备领域，具体涉及一种轨道巡检机器人变轨装置和应用系统。

背景技术

轨道巡检机器人是一种依赖于导轨的行走机器人，可以作为感知综合体，在其上可安装多种传感器，替代人类进入不同的环境中进行巡检或者维修，因此，轨道巡检机器人也被要求具备自动变轨能力；

目前轨道巡检机器人的变轨主要以移动式变轨为主，移动式的变轨装置需求的空间比较大，在狭小的隧道中会受到空间限制。

发明内容

本申请提供的一种轨道巡检机器人变轨装置，旨在解决现有技术中移动式的变轨装置需求的空间比较大，在狭小的隧道中会受到空间限制的问题。

第一方面，本申请提供了一种轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板、旋转机构、驱动装置、转盘、主轨和至少一条副轨；

所述安装板安装在所述主轨上，所述旋转机构的第一端与所述安装板连接，所述旋转机构的第二端与所述转盘连接；所述旋转机构的第一端与第二端可相对转动，所述驱动装置的本体安装在所述安装板上，所述驱动装置的输出轴与所述旋转机构的第二端或所述转盘连接，所述转盘上安装有对接轨，在所述驱动装置的驱动作用下，所述转盘可相对所述安装板转动，进而使所述对接轨与所述主轨或副轨对接。

优选的，所述旋转机构包括第一轴承座、转轴和第二轴承座，所述第一轴承座固定在所述安装板上，所述第二轴承座安装在所述转盘上，所述第一轴承座通过所述转轴与所述第二轴承座连接，在所述驱动装置的驱动作用下，所述第一轴承座可相对所述第二轴承座转动。

优选的，所述驱动装置包括驱动电机和传动装置，所述驱动电机的输出轴通过所述传动装置与所述转盘或所述第二轴承座连接，在所述驱动电机的驱动作用下，所述传动装置可带动所述转盘相对所述安装板转动。

优选的，所述传动装置包括齿轮和圆弧齿条，所述齿轮设置在所述驱动电机的输出轴上，所述圆弧齿条设置在所述转盘或者所述第二轴承座上，所述齿轮与所述圆弧齿条啮合，在所述驱动电机的驱动作用下，所述齿轮带动所述圆弧齿条转动，进而带动所述转盘相对所述安装板转动。

优选的，所述传动装置包括第一凸轮、第二凸轮和皮带，所述第一凸轮固定在所述驱动电机的输出轴上，所述第二凸轮设置在所述转盘或者所述第二轴承座上，所述第一凸轮通过所述皮带与所述第二凸轮连接，在所述驱动电机的驱动作用下，所述第一凸轮带动所述第二凸轮转动，进而带动所述转盘相对所述安装板转动。

优选的，所述驱动装置还包括减速器，所述减速器的第一端与所述驱动电机的输出轴连接，所述减速器的第二端通过所述传动装置与所述转盘或所述第二轴承座连接。

优选的，所述安装板还包括安装架，所述安装板通过所述安装架固定在所述主轨上，所述副轨通过所述安装架安装在所述安装板上，所述安装架包括第一固定架和加高柱，所述加高柱的一端与所述安装板连接，所述加高柱的另一端与所述安装架连接，所述安装架与主轨连接。

优选的，所述转盘包括第二固定架，所述对接轨安装在所述第二固定架上。

优选的，所述主轨、副轨和所述对接轨处于同一水平面上，所述对接轨与所述主轨或所述副轨的对接处为圆弧形。

第二方面，本申请还提供一种轨道巡检机器人变轨应用系统，包括轨道机器人和如上任意一项中所述的轨道巡检机器人变轨装置。

本申请的一种轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板、旋转机构、驱动装置、转盘、至少一条主轨和至少一条副轨，安装板直接安装在主轨上，在安装板和转盘之间设置有旋转机构，转盘上设置有对接轨，在驱动装置的驱动下，安装板和转盘之间可以转动，因此可以实现对接轨与主轨或副轨之间的对接切换，无需过大的变轨空间，有效地解决现有技术中移动式的变轨装置需求的空间比较大，在狭小的隧道中会受到空间限制的问题。

附图说明

图1为一实施例的轨道巡检机器人变轨装置的结构示意图；

图2为一实施例的轨道巡检机器人变轨装置的剖视图；

图3为一实施例的轨道巡检机器人变轨装置的仰视图；

图4至图7为轨道巡检机器人变轨应用系统的变轨流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的一部分实施例，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作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。

第一方面，参照图1，本申请提供了一种轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板1、旋转机构2、驱动装置3、转盘4、主轨5和至少一条副轨6；

所述安装板1安装在所述主轨5上，所述旋转机构2的第一端与所述安装板1连接，所述旋转机构2的第二端与所述转盘4连接；所述旋转机构2的第一端与第二端可相对转动，所述驱动装置3的本体安装在所述安装板1上，所述驱动装置3的输出轴与所述旋转机构2的第二端或所述转盘4连接，所述转盘4上安装有对接轨41，在所述驱动装置3的驱动作用下，所述转盘4可相对所述安装板1转动，进而使所述对接轨41与所述主轨5或副轨6对接。

如上所述，本实施例中，轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板1、旋转机构2、驱动装置3、转盘4、主轨5和至少一条副轨6，安装板1通过安装架固定在主轨5上，进一步地，也可以通过安装架固定在副轨6上，旋转机构2的第一端安装在主板上，第二端安装在转盘4上，转盘4可以是圆形形状，也可以是两条对边是直线，另外两条对面是弧线的矩形形状，具体的形状不做任何限定，驱动装置3的本体安装在安装板1上，进一步地，也可以安装在旋转机构2的第一端上，驱动装置3的输出轴通过传动装置32与旋转机构2的第二端或者圆盘连接，驱动装置3为电机，进一步地，为了使圆盘转动时更平稳，应将旋转机构2的第二端安装在转盘4的中心处，转盘4上设置有对接轨41，主轨5、副轨6和所述对接轨41处于同一水平面上，初始状态下，对接轨41会与主轨5或者副轨6的其中一条对接，本实施例以巡检机器人需要从主轨5变轨到副轨6为例进行说明，当巡检机器人行走到变轨装置处要进行变轨时，巡检机器人先从主轨5移动到对接轨41上，之后向驱动装置3的控制器发送变轨信号(如需要从主轨5变轨到3号副轨6上)，则控制器控制驱动装置3转动预设的参数的圈数后(转盘4转动的角度与电机的圈数是预先设计计算好的)，如相邻之间的轨道的夹角是30度，是则控制器控制驱动装置3转动一定的圈数后停下，并向巡检机器人发送变轨完成信号，则巡检机器人就可以从主轨5变轨到3号副轨6上；

进一步地，也可以在对接轨41的两端设置一个槽体，在槽体内放置一个激光对准器或者红外对准器，在主轨5和每个副轨6上也相应设置一个激光对准器或者红外对准器，并给主轨5和每个副轨6上上的激光对准器或者红外对准器编号，当需要变轨时，巡检机器人先从主轨5上行走到对接轨41上，控制系统再控制对接轨41上的对准器开启，当需要变轨到3号副轨6上时，则开启3号副轨6上的对准器，并控制驱动装置3转动，当对接轨41上的对准器与3号副轨6上的对接器对准时，控制驱动装置3立即停止转动，则巡检机器人也可以从主轨5变轨到3号副轨6上。

在一个实施例中，所述旋转机构2包括第一轴承座21、转轴22和第二轴承座23，所述第一轴承座21固定在所述安装板1上，所述第二轴承座23安装在所述转盘4上，所述第一轴承座21通过所述转轴22与所述第二轴承座23连接，在所述驱动装置3的驱动作用下，所述第一轴承座21可相对所述第二轴承座23转动。

如上所述，第一轴承座21安装在安装板1的中心处，第二轴承座23安装在转盘4的中心处，进一步地，第一轴承座21、第二轴承座23内均设置有轴承，转轴22的第一端与第一轴承座21的轴承连接，转轴22的第二端与第二轴承座23的轴承连接，采用轴承连接，可以减小第一轴承座21与第二轴承座23之间的转动阻力，将旋转机构2安装在中心处，可以减小转盘4转动所需要的空间。

在一个实施例中，所述驱动装置3包括驱动电机31和传动装置32，所述驱动电机31的输出轴通过所述传动装置32与所述转盘4或所述第二轴承座23连接，在所述驱动电机31的驱动作用下，所述传动装置32可带动所述转盘4相对所述安装板1转动。

如上所述，驱动电机31安装在安装板1上，进一步地，驱动电机31也可安装在第一轴承座21上，传动装置32的传动方式可以是齿轮321传动也可以是皮带传动。

在一个实施例中，所述传动装置32包括齿轮321和圆弧齿条322，所述齿轮321设置在所述驱动电机31的输出轴上，所述圆弧齿条322设置在所述转盘4或者所述第二轴承座23上，所述齿轮321与所述圆弧齿条322啮合，在所述驱动电机31的驱动作用下，所述齿轮321带动所述圆弧齿条322转动，进而带动所述转盘4相对所述安装板1转动。

如上所述，传动装置32的传动方式是齿轮321传动方式，则包括齿轮321和圆弧齿条322，其中，齿轮321设置在驱动电机31的输出轴上，圆弧齿条322可以设置在第二轴承座23的侧沿处，也可以设置在转盘4的侧沿或者设置在转盘4上，需要注意的是，圆弧齿条322应与转盘4的弧度相同，保证齿轮321与圆弧齿条322啮合，以使所述转盘4或者所述第二轴承座23能以转轴22为旋转轴22转动。

在一个实施例中，所述传动装置32包括第一凸轮、第二凸轮和皮带，所述第一凸轮固定在所述驱动电机31的输出轴上，所述第二凸轮设置在所述转盘4或者所述第二轴承座23上，所述第一凸轮通过所述皮带与所述第二凸轮连接，在所述驱动电机31的驱动作用下，所述第一凸轮带动所述第二凸轮转动，进而带动所述转盘4相对所述安装板1转动。

如上所述，传动装置32的传动方式是皮带传动方式，则，包括第一凸轮、第二凸轮和皮带，其中第一凸轮固定在所述驱动电机31的输出轴上，第二凸轮则应该套设在所述转盘4或者所述第二轴承座23上，以使所述转盘4或者所述第二轴承座23能以转轴22为旋转轴22转动。

在一个实施例中，所述驱动装置3还包括减速器33，所述减速器33的第一端与所述驱动电机31的输出轴连接，所述减速器33的第二端通过所述传动装置32与所述转盘4或所述第二轴承座23连接。

如上所述，驱动装置3还包括减速器33，所述减速器33与驱动电机31连接，减速器33可以降低转速驱动电机31的，增加转矩，能使对接轨41更精准地与副轨6或者主轨5对接。

在一个实施例中，所述安装板1还包括安装架，所述安装板1通过所述安装架固定在所述主轨5上，所述副轨6通过所述安装架安装在所述安装板1上，所述安装架包括第一固定架11和加高柱12，所述加高柱12的一端与所述安装板1连接，所述加高柱12的另一端与所述安装架连接，所述安装架与主轨5连接。

如上所述，安装架包括第一固定架11和加高柱12，第一固定架11是工字型状，加高柱12的一端与安装板1连接，另一端与固定架连接，加高柱12是为了抵消第一固定架11与转盘4上的第二固定架42之间的高度差，使主轨5、副轨6和对接轨41处于同一水平面上，进一步地，第二固定架42与主轨5或副轨6的连接处是一个套筒，套筒的厚度在不影响稳定性的情况下应设置尽可能的薄，使巡检机器人能平滑地行走过。

在一个实施例中，所述转盘4包括第二固定架42，所述对接轨41安装在所述第二固定架42上。

在一个实施例中，所述主轨5、副轨6和所述对接轨41处于同一水平面上，所述对接轨41与所述主轨5或所述副轨6的对接处为圆弧形。

如上所述，第二固定架42的形状、结构与第一固定架11相同，第二固定架42的最低处到安装板1的距离与第一固定架11最低处到安装板1的距离相同，以保证主轨5、副轨6和所述对接轨41能处于同一水平面上，进一步地，对接轨41与所述主轨5或所述副轨6的对接处为圆弧形，有利于减小对接缝隙。

第二方面，本申请还提供一种轨道巡检机器人变轨应用系统，包括轨道机器人和如上任意一项中所述的轨道巡检机器人变轨装置。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道巡检机器人变轨装置，包括：安装板、旋转机构、驱动装置、转盘、主轨和至少一条副轨；

所述安装板安装在所述主轨上，所述旋转机构的第一端与所述安装板连接，所述旋转机构的第二端与所述转盘连接；所述旋转机构的第一端与第二端可相对转动，所述驱动装置的本体安装在所述安装板上，所述驱动装置的输出轴与所述旋转机构的第二端或所述转盘连接，所述转盘上安装有对接轨，在所述驱动装置的驱动作用下，所述转盘可相对所述安装板转动，进而使所述对接轨与所述主轨或副轨对接。

2.如权利要求1所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述旋转机构包括第一轴承座、转轴和第二轴承座，所述第一轴承座固定在所述安装板上，所述第二轴承座安装在所述转盘上，所述第一轴承座通过所述转轴与所述第二轴承座连接，在所述驱动装置的驱动作用下，所述第一轴承座可相对所述第二轴承座转动。

3.如权利要求2所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机和传动装置，所述驱动电机的输出轴通过所述传动装置与所述转盘或所述第二轴承座连接，在所述驱动电机的驱动作用下，所述传动装置可带动所述转盘相对所述安装板转动。

4.如权利要求3所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述传动装置包括齿轮和圆弧齿条，所述齿轮设置在所述驱动电机的输出轴上，所述圆弧齿条设置在所述转盘或者所述第二轴承座上，所述齿轮与所述圆弧齿条啮合，在所述驱动电机的驱动作用下，所述齿轮带动所述圆弧齿条转动，进而带动所述转盘相对所述安装板转动。

5.如权利要求3所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述传动装置包括第一凸轮、第二凸轮和皮带，所述第一凸轮固定在所述驱动电机的输出轴上，所述第二凸轮设置在所述转盘或者所述第二轴承座上，所述第一凸轮通过所述皮带与所述第二凸轮连接，在所述驱动电机的驱动作用下，所述第一凸轮带动所述第二凸轮转动，进而带动所述转盘相对所述安装板转动。

6.如权利要求3所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述驱动装置还包括减速器，所述减速器的第一端与所述驱动电机的输出轴连接，所述减速器的第二端通过所述传动装置与所述转盘或所述第二轴承座连接。

7.如权利要求1所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述安装板还包括安装架，所述安装板通过所述安装架固定在所述主轨上，所述副轨通过所述安装架安装在所述安装板上，所述安装架包括第一固定架和加高柱，所述加高柱的一端与所述安装板连接，所述加高柱的另一端与所述安装架连接，所述安装架与主轨连接。

8.如权利要求1所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述转盘包括第二固定架，所述对接轨安装在所述第二固定架上。

9.如权利要求1所述的轨道巡检机器人变轨装置，其特征在于，所述主轨、副轨和所述对接轨处于同一水平面上，所述对接轨与所述主轨或所述副轨的对接处为圆弧形。

10.一种轨道巡检机器人变轨应用系统，其特征在于，包括轨道机器人和如权利要求1至9任意一项中所述的轨道巡检机器人变轨装置。

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