CN114734418B - 一种多轨道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轨道巡检机器人，包括机器人主体和设置在机器人主体底部两侧的驱动轮，所述机器人主体的上方设置有摄像头，本发明涉及巡检机器人技术领域。该多轨道巡检机器人，通过在机器人主体包括固定部和设置在固定部两侧后方的转动部，利用连接座上设置有控制转柱转动的调节机构，在巡检机器人上坡或者下坡时，摄像头能够根据上坡或者下坡的坡度自动调节摄像头至水平状态，并且倾斜幅度较小和颠簸路面可以很好应对，避免调节过程过于敏感，相对于传统需要人工控制摄像头在斜坡上的调节过程，操作更加便捷，并且能够在下坡坡度过大时自动掰开卡在下坡位置处，增强了巡检机器人的保护能力。

Description

一种多轨道巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体为一种多轨道巡检机器人。

背景技术

巡检机器人是一种具备自动导航、实现环境实时检测的系统性装置，通过与现有图像识别技术相结合，可以实现环境的全天候检测。巡检机器人在室外、室内巡检领域得到了广泛应用，代替了人工巡检的繁重劳动，还能够应用于通道较窄、有害环境等人工不便于巡检的场所。

巡检机器人在上坡或者下坡的状态下为了保证巡检的质量，需要调节摄像头至水平状态，现有的巡检机器人调节摄像头过程，需要人工遥控控制摄像头的角度，操作过程繁琐，并且在下坡坡度过陡时，巡检机器人来不及反应会直接翻倒，巡检机器人的保护能力较差，为此，本发明提出了一种多轨道巡检机器人。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多轨道巡检机器人，解决了现有的巡检机器人调节摄像头过程，需要人工遥控控制摄像头的角度，操并且在下坡坡度过陡时，巡检机器人来不及反应会直接翻倒的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多轨道巡检机器人，包括机器人主体和设置在机器人主体底部两侧的驱动轮，所述机器人主体的上方设置有摄像头，所述机器人主体包括固定部和设置在固定部两侧后方的转动部，所述固定部和转动部之间通过转轴转动连接，且固定部和转动部之间通过限位机构固定，所述驱动轮分别固定在固定部和转动部的底部两侧；所述固定部的顶部固定有连接座，所述连接座的两侧一体固定有衔接座，两个所述衔接座上均贯穿转动有转柱，两个所述转柱的相对端分别与摄像头的两侧固定，所述连接座上设置有控制转柱转动的调节机构；所述调节机构包括贯穿开设在连接座上的通槽，所述通槽的内部转动有转杆，且转杆的表面固定有齿轮，所述转杆的两端均贯穿连接座并延伸至连接座的外部，两个所述衔接座的两侧均贯穿开设有方槽，且转杆延伸至方槽的外部，所述转杆和转柱的外表面均固定有皮带轮，两个所述皮带轮的表面传动连接有皮带，所述连接座的外表面从上至下分别滑动有上滑动座和下滑动座，所述上滑动座和下滑动座之间的一侧一体固定有齿条，且齿条的一侧与齿轮的一侧啮合，所述固定部根据自身倾斜角度设置有控制上滑动座和下滑动座上下移动的倾斜导向组件。

优选的，所述倾斜导向组件包括开设在固定部内部两侧的放置槽，所述固定部的两侧均贯穿滑动有横杆，两个所述横杆互相远离的一端均固定有连接头，且连接头通过衔接组件与限位机构连接，两个所述连接头从左至右分别固定有下拉绳和上拉绳，所述下拉绳的一端与下滑动座的一侧固定，所述上拉绳的一端与上滑动座的一侧固定。

优选的，所述固定部顶部的一侧固定有第一定滑轮，且下拉绳的表面经过第一定滑轮转向，所述连接座的顶部固定有横板，所述横板底部的一侧固定有第二定滑轮，且上拉绳的表面经过第二定滑轮转向，所述横杆的外部且位于固定部的外侧套设有第一弹簧。

优选的，所述第一弹簧的一端与固定部的外壁固定，所述放置槽内壁的底部放置有铅球，且铅球的轴心位置与横杆的轴心位置重合。

优选的，所述固定部内壁底部的两侧均开设有倾斜槽，且倾斜槽的倾斜角度为5-10°，所述铅球位于倾斜槽内部并沿着倾斜槽滑动，所述放置槽内壁的两侧均固定有挡板，所述铅球位于两个所述挡板的之间并其内侧滑动，所述固定部内壁的两侧均固定有第二弹簧，两个所述第二弹簧均套设在横杆的外部，且第二弹簧的一端延伸至横杆的外部。

优选的，所述限位机构包括开设在固定部和转动部相对侧上方之间的凹槽，两个所述凹槽之间固定有第三弹簧，所述固定部和转动部的相对侧且位于凹槽的下方均开设有内置槽，所述转动部上开设的内置槽内滑动有滑块，所述滑块表面的两侧和固定部上开设的内置槽内壁两侧均固定有支板，同一侧两个所述支板之间转动有翻转板，所述滑块的顶部开设有内陷槽。

优选的，所述内陷槽的内表面滑动有梯形块，所述梯形块的顶部延伸至内陷槽的外部，所述转动部内壁的顶部开设有卡槽，且卡槽的内表面与梯形块的外表面卡接，所述梯形块的底部固定有第四弹簧，且第四弹簧的底端与内陷槽内壁的底部固定。

优选的，所述衔接组件包括固定在连接头表面两侧的延伸板，两个所述延伸板互相远离的一侧均固定有移动块，所述固定部表面的两侧均固定有一体板，两个所述一体板的表面均开设有移动槽，且移动槽的内表面与移动块的外表面滑动。

优选的，所述移动块的一侧固定有牵引绳，所述内置槽内壁的底部固定有第三定滑轮，所述牵引绳的一端延伸至固定部内部并经过第三定滑轮转向后延伸至内陷槽的内部，所述内陷槽内壁的底部固定有套柱，所述牵引绳的一端从套柱侧壁延伸至套柱内部并从套柱顶部延伸至外部，所述牵引绳的一端与梯形块的底部固定。

(三)有益效果

本发明提供了一种多轨道巡检机器人。与现有技术相比，具备以下有益效果：该多轨道巡检机器人，通过在机器人主体包括固定部和设置在固定部两侧后方的转动部，利用连接座上设置有控制转柱转动的调节机构，在巡检机器人上坡或者下坡时，摄像头能够根据上坡或者下坡的坡度自动调节摄像头至水平状态，并且倾斜幅度较小和颠簸路面可以很好应对，避免调节过程过于敏感，相对于传统需要人工控制摄像头在斜坡上的调节过程，操作更加便捷，并且能够在下坡坡度过大时自动掰开卡在下坡位置处，增强了巡检机器人的保护能力。

附图说明

图1为本发明的第一外部结构立体图；

图2为本发明的第二外部结构立体图；

图3为本发明的内部结构立体图；

图4为本发明的局部结构立体图；

图5为本发明倾斜导向组件的立体结构图；

图6为本发明调节机构的立体结构示意图；

图7为本发明调节机构的立体结构拆分图；

图8为本发明机器人主体的立体结构剖视图；

图9为本发明衔接组件的立体结构图；

图10为本发明限位机构的立体结构图。

图中，1-机器人主体、101-固定部、102-转动部、2-驱动轮、3-摄像头、4-转轴、5-限位机构、51-凹槽、52-第三弹簧、53-内置槽、54-滑块、55-支板、56-翻转板、57-内陷槽、58-梯形块、59-卡槽、510-第四弹簧、6-连接座、7-衔接座、8-转柱、9-调节机构、91-通槽、92-转杆、93-齿轮、94-方槽、95-皮带轮、96-皮带、97-上滑动座、98-下滑动座、99-倾斜导向组件、991-放置槽、992-横杆、993-连接头、994-衔接组件、994-1-延伸板、994-2-移动块、994-3-一体板、994-4-牵引绳、994-5-第三定滑轮、994-6-套柱、994-7-移动槽、995-下拉绳、996-上拉绳、997-第一定滑轮、998-横板、999-第二定滑轮、9910-第一弹簧、9911-铅球、910-齿条、10-倾斜槽、11-挡板、12-第二弹簧。

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。

请参阅图1-10，本发明实施例提供一种技术方案：一种多轨道巡检机器人，包括机器人主体1和设置在机器人主体1底部两侧的驱动轮2，驱动轮2通过电机控制驱动，采用后轮驱动，机器人主体1的上方设置有摄像头3，摄像头3为现有的摄像技术，机器人主体1包括固定部101和设置在固定部101两侧后方的转动部102，固定部101和转动部102之间通过转轴4转动连接，且固定部101和转动部102之间通过限位机构5固定，驱动轮2分别固定在固定部101和转动部102的底部两侧；固定部101的顶部固定有连接座6，连接座6的两侧一体固定有衔接座7，两个衔接座7上均贯穿转动有转柱8，两个转柱8的相对端分别与摄像头3的两侧固定，摄像头3固定在两个转柱8之间，连接座6上设置有控制转柱8转动的调节机构9；调节机构9包括贯穿开设在连接座6上的通槽91，通槽91的内部转动有转杆92，且转杆92的表面固定有齿轮93，转杆92的两端均贯穿连接座6并延伸至连接座6的外部，两个衔接座7的两侧均贯穿开设有方槽94，方槽94的内径大于转杆92的外径，保证转杆92可以穿过衔接座7，且转杆92延伸至方槽94的外部，转杆92和转柱8的外表面均固定有皮带轮95，两个皮带轮95的表面传动连接有皮带96，皮带轮95和皮带96可以采用链带和链轮代替，连接座6的外表面从上至下分别滑动有上滑动座97和下滑动座98，上滑动座97和下滑动座98之间的一侧一体固定有齿条910，且齿条910的一侧与齿轮93的一侧啮合，固定部101根据自身倾斜角度设置有控制上滑动座97和下滑动座98上下移动的倾斜导向组件99。

本发明实施例中，倾斜导向组件99包括开设在固定部101内部两侧的放置槽991，固定部101的两侧均贯穿滑动有横杆992，两个横杆992互相远离的一端均固定有连接头993，且连接头993通过衔接组件994与限位机构5连接，两个连接头993从左至右分别固定有下拉绳995和上拉绳996，下拉绳995和上拉绳996均为刚性绳索，不能产生形变，下拉绳995的一端与下滑动座98的一侧固定，上拉绳996的一端与上滑动座97的一侧固定，固定部101顶部的一侧固定有第一定滑轮997，第一定滑轮997用于下拉绳995转向，且下拉绳995的表面经过第一定滑轮997转向，连接座6的顶部固定有横板998，横板998底部的一侧固定有第二定滑轮999，第二定滑轮999用于上拉绳996转向，且上拉绳996的表面经过第二定滑轮999转向，横杆992的外部且位于固定部101的外侧套设有第一弹簧9910，第一弹簧9910的弹性系数可根据需求设定，第一弹簧9910的一端与固定部101的外壁固定，放置槽991内壁的底部放置有铅球9911，铅球9911可根据调节的需求设定质量，可采用其他金属球替代，例如铁球，且铅球9911的轴心位置与横杆992的轴心位置重合，保证了铅球9911撞击横杆992的稳定性。

本发明实施例中，固定部101内壁底部的两侧均开设有倾斜槽10，且倾斜槽10的倾斜角度为5-10°，设置的倾斜槽10来抵挡倾斜幅度较小的情况，铅球9911位于倾斜槽10内部并沿着倾斜槽10滑动，放置槽991内壁的两侧均固定有挡板11，设置挡板11可以对铅球9911运动轨迹进行限位，铅球9911位于两个挡板11的之间并其内侧滑动，固定部101内壁的两侧均固定有第二弹簧12，设置第二弹簧11来抵挡部分颠簸的路面，两个第二弹簧12均套设在横杆992的外部，且第二弹簧12的一端延伸至横杆992的外部。

本发明实施例中，限位机构5包括开设在固定部101和转动部102相对侧上方之间的凹槽51，两个凹槽51之间固定有第三弹簧52，第三弹簧52开设处于压缩状态，弹性系数可根据需求设定，固定部101和转动部102的相对侧且位于凹槽51的下方均开设有内置槽53，转动部102上开设的内置槽53内滑动有滑块54，滑块54不会完全滑出内置槽53，滑块54表面的两侧和固定部101上开设的内置槽53内壁两侧均固定有支板55，同一侧两个支板55之间转动有翻转板56，滑块54的顶部开设有内陷槽57，内陷槽57的内表面滑动有梯形块58，梯形块58的顶部延伸至内陷槽57的外部，转动部102内壁的顶部开设有卡槽59，且卡槽59的内表面与梯形块58的外表面卡接，梯形块58的底部固定有第四弹簧510，第四弹簧510的弹性系数可根据需求设定，且第四弹簧510的底端与内陷槽57内壁的底部固定。

本发明实施例中，衔接组件994包括固定在连接头993表面两侧的延伸板994-1，两个延伸板994-1互相远离的一侧均固定有移动块994-2，固定部101表面的两侧均固定有一体板994-3，两个一体板994-3的表面均开设有移动槽994-7，且移动槽994-7的内表面与移动块994-2的外表面滑动，移动块994-2与移动槽994-7相适配，移动块994-2与移动槽994-7可采用T型块和T型槽，移动块994-2的一侧固定有牵引绳994-4，内置槽53内壁的底部固定有第三定滑轮994-5，第三定滑轮994-5用于对牵引绳994-4转向，牵引绳994-4的一端延伸至固定部101内部并经过第三定滑轮994-5转向后延伸至内陷槽57的内部，内陷槽57内壁的底部固定有套柱994-6，套柱994-6用于对牵引绳994-4在内陷槽57内转向，牵引绳994-4的一端从套柱994-6侧壁延伸至套柱994-6内部并从套柱994-6顶部延伸至外部，牵引绳994-4的一端与梯形块58的底部固定。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

在上坡使用时，此时机器人主体1向右侧倾斜，由于机器人主体1向右侧倾斜使得摄像头3向上倾斜，机器人主体1向右侧倾斜会带动铅球9911向右侧倾斜，然后根据设置的倾斜槽10来抵挡倾斜幅度较小的情况，利用第二弹簧11来抵挡部分颠簸的路面，此时铅球9911并不会与横杆992接触，第二弹簧11的弹性抵挡了铅球9911的冲击力，当上坡倾斜角度足以克服第二弹簧11时，此时铅球9911会挤压右侧的横杆992，横杆992受到挤压后向右侧运动，横杆992向右侧运动进而带动第一弹簧10被拉伸，此时横杆992向右侧运动使得上拉绳996向一侧运动，上拉绳996向一侧运动经过第二定滑轮999转向，上拉绳996向上拽动上滑动座97，利用上滑动座97带动齿条910向上移动，齿条910向上移动带动啮合的齿轮93逆时针转动，齿轮93逆时针转动使得转杆92逆时针转动，转杆92逆时针转动带动其中一个皮带轮95逆时针转动，在皮带96的作用下使得两个皮带轮95同步转动，此时在另一个皮带轮95的作用下使得转柱8同步转动，转柱8同步转动然后再带动摄像头3逆时针转动调节角度，使得摄像头3保持水平状态；在下坡使用时，此时此时铅球9911会挤压左侧的横杆992，横杆992受到挤压后向左侧运动，横杆992向左侧运动进而带动第一弹簧10被拉伸，此时横杆992向左侧运动使得下拉绳995向一侧运动，下拉绳995向一侧运动经过第一定滑轮997转向，下拉绳995向下拽动下滑动座98，利用下滑动座98带动齿条910向下移动，齿条910向下移动带动啮合的齿轮93顺时针转动，齿轮93顺时针转动使得转杆92顺时针转动，转杆92顺时针转动在皮带轮95和皮带96的作用下使得转柱8同步转动，转柱8同步转动然后再带动摄像头3顺时针转动调节角度，使得摄像头3保持水平状态；

当突然下坡，坡度过大时，此时由于横杆992持续向左侧运动，在横杆992的作用下带动连接头993向一侧运动，连接头993向一侧运动使得延伸板994-1向一侧运动，延伸板994-1向一侧运动再带动移动块994-2在移动槽994-7内滑动，移动块994-2向一侧运动然后带动牵引绳994-4向一侧运动，牵引绳994-4向一侧运动然后经过第三定滑轮994-5转向，利用牵引绳994-4再经过套柱994-6转向，利用转向后的牵引绳994-4拉动梯形块58，此时梯形块58在内陷槽57内向下滑动，直至梯形块58完全脱离卡槽59，此时固定部101和转动部102之间的限位解除，在压缩状态的第三弹簧52作用下，此时转动部102沿着转轴4转动弹开，转动部102与固定部101之间掰开形成三角形状，此时机器人主体1中间部会卡在坡度出停止工作，再控制机器人主体1往回运动，转动部102与固定部101会自动卡合在一起，避免坡度过大时机器人主体1翻倒。

需要说明的是，在本文中，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 (9)

1.一种多轨道巡检机器人，包括机器人主体（1）和设置在机器人主体（1）底部两侧的驱动轮（2），所述机器人主体（1）的上方设置有摄像头（3），其特征在于：所述机器人主体（1）包括固定部（101）和设置在固定部（101）两侧后方的转动部（102），所述固定部（101）和转动部（102）之间通过转轴（4）转动连接，且固定部（101）和转动部（102）之间通过限位机构（5）固定，所述驱动轮（2）分别固定在固定部（101）和转动部（102）的底部两侧；

所述固定部（101）的顶部固定有连接座（6），所述连接座（6）的两侧一体固定有衔接座（7），两个所述衔接座（7）上均贯穿转动有转柱（8），两个所述转柱（8）的相对端分别与摄像头（3）的两侧固定，所述连接座（6）上设置有控制转柱（8）转动的调节机构（9）；

所述调节机构（9）包括贯穿开设在连接座（6）上的通槽（91），所述通槽（91）的内部转动有转杆（92），且转杆（92）的表面固定有齿轮（93），所述转杆（92）的两端均贯穿连接座（6）并延伸至连接座（6）的外部，两个所述衔接座（7）的两侧均贯穿开设有方槽（94），且转杆（92）延伸至方槽（94）的外部，所述转杆（92）和转柱（8）的外表面均固定有皮带轮（95），两个所述皮带轮（95）的表面传动连接有皮带（96），所述连接座（6）的外表面从上至下分别滑动有上滑动座（97）和下滑动座（98），所述上滑动座（97）和下滑动座（98）之间的一侧一体固定有齿条（910），且齿条（910）的一侧与齿轮（93）的一侧啮合，所述固定部（101）根据自身倾斜角度设置有控制上滑动座（97）和下滑动座（98）上下移动的倾斜导向组件（99）。

2.根据权利要求1所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述倾斜导向组件（99）包括开设在固定部（101）内部两侧的放置槽（991），所述固定部（101）的两侧均贯穿滑动有横杆（992），两个所述横杆（992）互相远离的一端均固定有连接头（993），且连接头（993）通过衔接组件（994）与限位机构（5）连接，两个所述连接头（993）从左至右分别固定有下拉绳（995）和上拉绳（996），所述下拉绳（995）的一端与下滑动座（98）的一侧固定，所述上拉绳（996）的一端与上滑动座（97）的一侧固定。

3.根据权利要求2所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述固定部（101）顶部的一侧固定有第一定滑轮（997），且下拉绳（995）的表面经过第一定滑轮（997）转向，所述连接座（6）的顶部固定有横板（998），所述横板（998）底部的一侧固定有第二定滑轮（999），且上拉绳（996）的表面经过第二定滑轮（999）转向，所述横杆（992）的外部且位于固定部（101）的外侧套设有第一弹簧（9910）。

4.根据权利要求3所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述第一弹簧（9910）的一端与固定部（101）的外壁固定，所述放置槽（991）内壁的底部放置有铅球（9911），且铅球（9911）的轴心位置与横杆（992）的轴心位置重合。

5.根据权利要求4所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述固定部（101）内壁底部的两侧均开设有倾斜槽（10），且倾斜槽（10）的倾斜角度为5-10°，所述铅球（9911）位于倾斜槽（10）内部并沿着倾斜槽（10）滑动，所述放置槽（991）内壁的两侧均固定有挡板（11），所述铅球（9911）位于两个所述挡板（11）之间，并在两个所述挡板（11）之间滑动，所述固定部（101）内壁的两侧均固定有第二弹簧（12），两个所述第二弹簧（12）均套设在横杆（992）的外部，且第二弹簧（12）的一端延伸至横杆（992）的外部。

6.根据权利要求2所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述限位机构（5）包括开设在固定部（101）和转动部（102）相对侧上方之间的凹槽（51），两个所述凹槽（51）之间固定有第三弹簧（52），所述固定部（101）和转动部（102）的相对侧且位于凹槽（51）的下方均开设有内置槽（53），所述转动部（102）上开设的内置槽（53）内滑动有滑块（54），所述滑块（54）表面的两侧和固定部（101）上开设的内置槽（53）内壁两侧均固定有支板（55），同一侧两个所述支板（55）之间转动有翻转板（56），所述滑块（54）的顶部开设有内陷槽（57）。

7.根据权利要求6所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述内陷槽（57）的内表面滑动有梯形块（58），所述梯形块（58）的顶部延伸至内陷槽（57）的外部，所述转动部（102）内壁的顶部开设有卡槽（59），且卡槽（59）的内表面与梯形块（58）的外表面卡接，所述梯形块（58）的底部固定有第四弹簧（510），且第四弹簧（510）的底端与内陷槽（57）内壁的底部固定。

8.根据权利要求7所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述衔接组件（994）包括固定在连接头（993）表面两侧的延伸板（994-1），两个所述延伸板（994-1）互相远离的一侧均固定有移动块（994-2），所述固定部（101）表面的两侧均固定有一体板（994-3），两个所述一体板（994-3）的表面均开设有移动槽（994-7），且移动槽（994-7）的内表面与移动块（994-2）的外表面滑动。

9.根据权利要求8所述的一种多轨道巡检机器人，其特征在于：所述移动块（994-2）的一侧固定有牵引绳（994-4），所述内置槽（53）内壁的底部固定有第三定滑轮（994-5），所述牵引绳（994-4）的一端延伸至固定部（101）内部并经过第三定滑轮（994-5）转向后延伸至内陷槽（57）的内部，所述内陷槽（57）内壁的底部固定有套柱（994-6），所述牵引绳（994-4）的一端从套柱（994-6）侧壁延伸至套柱（994-6）内部并从套柱（994-6）顶部延伸至外部，所述牵引绳（994-4）的一端与梯形块（58）的底部固定。