CN115890710A - 一种可自动适应护栏高度的巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，包括底盘，底盘上具有用于安装机身的安装面，底盘下方设置有行走机构，安装面上安装有轨道适应组件，轨道适应组件包括：下悬臂组件，该下悬臂组件被布置成穿过护栏的下方延伸至护栏背向路面的第二侧，下悬臂组件上包括限位轮；上悬臂组件，该上悬臂组件被布置在护栏的第一侧，上悬臂组件上安装有压轮；滚轮组件，该滚轮组件被布置在护栏的第一侧；护栏具有位于其下侧的下波形部，下悬臂组件、上悬臂组件以及滚轮组件均作用于下波形部上。与现有技术相比，本发明在将巡检机器人限制在护栏一侧行进的同时，避免了行进卡顿的发生；而且避免了压轮的快速磨损，延长了本发明的使用寿命。

Description

一种可自动适应护栏高度的巡检机器人

技术领域

本发明涉及高速公路维护设备领域，具体地说是一种巡检设备，特别涉及一种可自动适应护栏高度的巡检机器人。

背景技术

高速公路是一项重要的基建项目，高速公路的建设不仅能够大大的减少目标两地之间的通行时长，让老百姓的通行更加方便，还能极大的带动沿线经济，促使第三产业迅速繁荣，带来旅游业发展的“黄金机遇”，从而大大提升城市品位，增加知名度和对外开放程度。随着高速公路的逐渐普及，对高速公路的巡检工作也愈发重要起来。由于常年使用且使用强度较大，高速公路不可避免的会存在一些安全隐患，如果不能第一时间准确掌握路面的损坏信息并及时补修，很容易造成恶劣的交通事故。在高速公路基数较少的情况下，尚可以采用人工巡检的方式，但是随着高速公路总公里数的增加，需要大量的人工参与，费时费力还容易出差错。

为此，能够替代人工进行巡检工作的巡检机器人被研发了出来。高速公路的中间通常具有分隔两个方向车道的隔离带，现有的巡检机器人通常自带动力源，并能沿着隔离带中的护栏移动，借助于自身集成的多种传感器、视觉系统、声音采集系统等，能够及时掌握路面的情况，甚至能兼顾路段的事故信息采集，十分实用。但由于高速护栏通常具有三波段和二波段，两者之间的过渡部分的切换通过能力是影响巡检机器人工作的重要影响因素，现有技术通常通过可上下移动的悬臂作用于最上端的护栏，从而实现二波段和三波段之间通过能力。如申请号为202220618034.7的中国实用新型专利，即公开了一种公路巡检机器人，其具有可上下移动的悬臂，并且具有根据过渡段护栏上方倾斜角度进行自我适应的浮动轮，同时为了保证浮动轮始终紧压护栏上端，其轨道适应组件设置有使滑座始终具有向下滑动的趋势的第二弹性件。该专利的巡检机器人即具有在两个波段之间移动的能力。

但是，上述专利由于浮动轮需要始终紧压护栏上端，导致其浮动轮和限位轮和护栏是紧密配合的，当机身发生倾斜时，浮动轮和限位轮会对滑座施加一个具有导向杆径向方向分力的拉力，该拉力会导致滑座和导向杆之间的滑动不畅，甚至出现卡死，巡检机器人无法正常工作的现象；另一方面，当机身倾斜时，机身重量也会作用于浮动轮以及限位轮，造成浮动轮以及限位轮与护栏之间的压力剧增，从而导致摩擦力的加大，最终造成巡检机器人的卡顿；最后，由于浮动轮始终紧压护栏上端，而护栏上端面积极小，两者长期摩擦接触，容易导致浮动轮的快速损坏，需要频繁更换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过能力强，使用寿命长的可自动适应护栏高度的巡检机器人。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，用于布置在护栏面向路面的第一侧以沿所述护栏移动，

包括底盘，所述底盘上具有用于安装机身的安装面，所述底盘下方设置有行走机构，其特征在于：所述安装面上安装有轨道适应组件，所述轨道适应组件包括：

下悬臂组件，该下悬臂组件被布置成穿过护栏的下方延伸至护栏背向路面的第二侧，所述下悬臂组件上包括限位轮；

上悬臂组件，该上悬臂组件被布置在所述护栏的第一侧，所述上悬臂组件上安装有压轮；

滚轮组件，该滚轮组件被布置在所述护栏的第一侧；

所述护栏具有位于其下侧的下波形部，所述下悬臂组件、上悬臂组件以及滚轮组件均作用于所述下波形部上。

本发明的巡检机器人的通过下悬臂组件、上悬臂组件、以及滚轮组件与护栏的下波形部相配合，将巡检机器人限制在护栏一侧行进，而护栏的下波形部在高度上的变化较小，只需轻微的高度调整即可，无需该三个组件与护栏紧密接触，三者与护栏的接触均为自由接触即可将巡检机器人限制在花篮一侧，同时，在巡检机器人发生倾斜时，三者在高度方向以及护栏的左右两侧方向均可自适应调节，巡检机器人的机身重量不会增加上述三者与护栏的摩擦力，避免了行进卡顿的发生；另外，本发明的压轮仅仅依靠自身重量作用于护栏下波形部上，压力较小，从而摩擦力也较小，另外由于压轮与护栏下波形部为面接触，进一步降低了两者之间的摩擦力，避免了压轮的快速磨损，延长了本发明的使用寿命。

为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括：上述下悬臂组件、上悬臂组件以及滚轮组件能同时作为整体相对所述底盘上下移动。下悬臂组件、上悬臂组件以及滚轮组件整体移动有利于保证三者的协同作用，避免了三者与护栏脱离。

作为优选方案，上述底盘靠近所述护栏的一侧安装有安装架，所述安装架上经高度调节组件安装有可相对所述安装架上下移动的安装板，所述轨道适应组件均安装在所述安装板上。本方案可有效保证下悬臂组件、上悬臂组件以及滚轮组件作为整体移动，而且具有结构简单，运行平稳的优点；而且安装架单独设置，与机身的其他组件分离，使得本发明的安装架安装方便，维护保养简单，而且避免了安装架在受到护栏对其的作用力时，对其他机身组件的影响。

作为优选，上述安装架包括固定于所述底盘上的方形横杆，所述横杆上固定有两根竖直设置的中空方形竖杆，所述高度调节组件设置于两根所述竖杆之间，所述安装板固定于所述所述高度调节组件上。本方案的安装架结构简单，安装方便。

作为优选，上述高度调节组件包括开设于所述竖杆相对侧面的滑轨，两根所述竖杆之间设置有滑板，滑板的两侧面安装有与所述滑轨配合的滑轮，所述安装板固定于所述滑板上。区别于现有技术的滑座与导向杆之间的滑动配合，本方案的高度调节组件为滑轮与滑轨的滚动配合，两者之间的相对滑动更为顺畅，而且也不易发生由于受到外力影响而导致的滑轮与滑轨卡死的问题。

为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施：两根所述竖杆之间还设置有上限位杆及下限位杆，所述滑板位于所述上限位杆及下限位杆之间。本方案中，上限位杆及下限位杆的设置用于防止滑轮从滑轨中脱离，由于限定了滑板的位移空间，同时也能确保下悬臂组件、上悬臂组件、以及滚轮组件始终同时作用于护栏的下波形部上，确保巡检机器人不会脱离其运行线路。

作为优选，上述下悬臂组件包括下悬臂，所述下悬臂的自由端端部上侧面转动连接有滚轴，所述滚轴上固定连接有所述限位轮，所述限位轮作用在所述下波形部的下部。本方案的限位轮与护栏为滚动接触，减少了限位轮与护栏之间的摩擦，使巡检机器人移动更顺畅，同时也较少了磨损。

作为优选，上述滚轮组件包括支架，所述支架上竖直转动连接有滚轮，所述滚轮抵靠于所述下波形部的中间突出部。本方案的混轮作用于下波形部的中间突出部，当巡检机器人发生倾斜时，带动滚轮发生倾斜时滚轮能与下波形部的上斜面或下斜面面相接触，不会发生干涉，同时也能保证滚轮始终作用于护栏上。

作为优选，上述上悬臂组件包括上悬臂，所述上悬臂的自由端连接有两个垂直于所述上悬臂轴线的摆臂，所述摆臂的端部转动连接有所述压轮，所述压轮压在所述下波形部的上斜面部。本方案的压轮为两个，作用于下波形部的上斜面，接触面积大，接触部分平滑，而且具有上下移动的空间，确保其在上下移动时始终保持对护栏的压力，维持巡检机器人行进的稳定。

为了取得更好的技术效果，上述上悬臂向上倾斜，其倾斜程度与所述下波形部的上斜面的倾斜程度相适配，以使所述压轮能与所述下波形部的上斜面垂直接触。压轮能与所述下波形部的上斜面垂直接触能确保压轮的滚动不会受到滚轮轴向外力的影响，使其运行更为顺畅。

与现有技术相比，本发明的巡检机器人的通过下悬臂组件、上悬臂组件、以及滚轮组件与护栏的下波形部相配合，将巡检机器人限制在护栏一侧行进，而护栏的下波形部在高度上的变化较小，只需轻微的高度调整即可，无需该三个组件与护栏紧密接触，三者与护栏的接触均为自由接触，因此，在巡检机器人发生倾斜时，三者在高度方向以及护栏的左右两侧方向均可自适应调节，巡检机器人的机身重量不会增加上述三者与护栏的摩擦力，避免了行进卡顿的发生；另外，本发明的压轮仅仅依靠自身重量作用于护栏下波形部上，压力较小，从而摩擦力也较小，另外由于压轮与护栏下波形部为面接触，进一步降低了两者之间的摩擦力，避免了压轮的快速磨损，延长了本发明的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例与护栏的配合示意图；

图2是本发明实施例的结构示意图；

图3是本发明实施例安装架与下悬臂组件、上悬臂组件、以及滚轮组件的结构示意图；

图4是图3的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示的实施例。

本发明实施例，一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，用于布置在护栏100面向路面的第一侧100b以沿所述护栏100移动，

包括底盘1，所述底盘1上具有用于安装机身2的安装面1a，所述底盘下方设置有行走机构3，其特征在于：所述安装面1a上安装有轨道适应组件4，所述轨道适应组件4包括：

下悬臂组件41，该下悬臂组件41被布置成穿过护栏100的下方延伸至护栏100背向路面的第二侧100c，所述下悬臂组件41上包括限位轮411；具体的，所述下悬臂组件41包括下悬臂412，所述下悬臂412的自由端端部上侧面转动连接有滚轴413，所述滚轴413上固定连接有所述限位轮411，所述限位轮411作用在所述下波形部100a的下部。

上悬臂组件42，该上悬臂组件42被布置在所述护栏100的第一侧100b，所述上悬臂组件42上安装有压轮421；具体的，所述上悬臂422向上倾斜，其倾斜程度与所述下波形部100a的上斜面的倾斜程度相适配，以使所述压轮421能与所述下波形部100a的上斜面垂直接触，且所述上悬臂422向上倾斜，其倾斜程度与所述下波形部100a的上斜面的倾斜程度相适配，以使所述压轮421能与所述下波形部100a的上斜面垂直接触。

滚轮组件43，该滚轮组件43被布置在所述护栏100的第一侧100b；具体的，所述滚轮组件43包括支架431，所述支架431上竖直转动连接有滚轮432，所述滚轮432抵靠于所述下波形部100a的中间突出部。

所述护栏100具有位于其下侧的下波形部100a，所述下悬臂41组件、上悬臂组件42以及滚轮组件43均作用于所述下波形部100a上。

本实施例中，所述下悬臂组件41、上悬臂组件42以及滚轮组件43能同时作为整体相对所述底盘1上下移动。具体结构如下：

所述底盘1靠近所述护栏100的一侧安装有安装架5，所述安装架5上经高度调节组件安装有可相对所述安装架5上下移动的安装板51，所述轨道适应组件4均安装在所述安装板51上。其中，所述安装架5包括固定于所述底盘1上的方形横杆52，所述横杆52上固定有两根竖直设置的中空方形竖杆53，所述高度调节组件设置于两根所述竖杆53之间，所述安装板51固定于所述所述高度调节组件上。

本实施例中，所述高度调节组件包括开设于所述竖杆53相对侧面的滑轨53a，两根所述竖杆53之间设置有滑板54，滑板的两侧面安装有与所述滑轨53a配合的滑轮55，所述安装板51固定于所述滑板54上，两根所述竖杆53之间还设置有上限位杆56及下限位杆57，所述滑板54位于所述上限位杆56及下限位杆57之间。

本实施例的运行过程如下：当巡检机器人在平缓路面上行进时，所述下悬臂41组件、上悬臂组件42以及滚轮组件43将巡检机器人限制在护栏一侧沿护栏方向行进。当行进至护栏二波段与三波段的衔接位置时，由于护栏下侧高度变化较小，该衔接位置不会对巡检机器人的行进造成显著干扰，就算有一定干扰，高度调节组件可以根据实际状况自适应的进行调节，使所述下悬臂41组件、上悬臂组件42以及滚轮组件43始终作用于护栏的下波形部，确保巡检机器人的正常行进。当巡检机器人行进到颠簸路段时，若机身向护栏方向倾斜，压轮与护栏下波形部上斜面的压力增大，带动高度调节机构上移，压轮始终作用于下波形部的上斜面上起到支撑作用，同时滚轮同步向护栏方向倾斜，顶靠在护栏的下波形部的上斜面，同样也起到支撑作用，一方面起到防止机身过渡倾斜的作用，另一方面能将巡检机器人限制在护栏一侧；若机身向高速路面一侧倾斜，压轮与护栏下波形部有脱离趋势，此时，高度调节机构下移，使压轮始终作用于上述上斜面，同时滚轮同步向高速路面一侧倾斜，顶靠于下波形部的下斜面，防止机身进一步倾斜，而且，限位轮向上翘起作用于护栏下端部对机身形成拉力，进一步防止机身倾斜。

本发明的优点在于：本发明的巡检机器人的通过下悬臂组件、上悬臂组件、以及滚轮组件与护栏的下波形部相配合，将巡检机器人限制在护栏一侧行进，而护栏的下波形部在高度上的变化较小，只需轻微的高度调整即可，无需该三个组件与护栏紧密接触，三者与护栏的接触均为自由接触，因此，在巡检机器人发生倾斜时，三者在高度方向以及护栏的左右两侧方向均可自适应调节，巡检机器人的机身重量不会增加上述三者与护栏的摩擦力，避免了行进卡顿的发生；另外，本发明的压轮仅仅依靠自身重量作用于护栏下波形部上，压力较小，从而摩擦力也较小，另外由于压轮与护栏下波形部为面接触，进一步降低了两者之间的摩擦力，避免了压轮的快速磨损，延长了本发明的使用寿命。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，用于布置在护栏(100)面向路面的第一侧(100b)以沿所述护栏(100)移动，

包括底盘(1)，所述底盘(1)上具有用于安装机身(2)的安装面(1a)，所述底盘下方设置有行走机构(3)，其特征在于：所述安装面(1a)上安装有轨道适应组件(4)，所述轨道适应组件(4)包括：

下悬臂组件(41)，该下悬臂组件(41)被布置成穿过护栏(100)的下方延伸至护栏(100)背向路面的第二侧(100c)，所述下悬臂组件(41)上包括限位轮(411)；

上悬臂组件(42)，该上悬臂组件(42)被布置在所述护栏(100)的第一侧(100b)，所述上悬臂组件(42)上安装有压轮(421)；

滚轮组件(43)，该滚轮组件(43)被布置在所述护栏(100)的第一侧(100b)；

所述护栏(100)具有位于其下侧的下波形部(100a)，所述下悬臂(41)组件、上悬臂组件(42)以及滚轮组件(43)均作用于所述下波形部(100a)上。

2.根据权利要求1所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述下悬臂组件(41)、上悬臂组件(42)以及滚轮组件(43)能同时作为整体相对所述底盘(1)上下移动。

3.根据权利要求2所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述底盘(1)靠近所述护栏(100)的一侧安装有安装架(5)，所述安装架(5)上经高度调节组件安装有可相对所述安装架(5)上下移动的安装板(51)，所述轨道适应组件(4)均安装在所述安装板(51)上。

4.根据权利要求3所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述安装架(5)包括固定于所述底盘(1)上的方形横杆(52)，所述横杆(52)上固定有两根竖直设置的中空方形竖杆(53)，所述高度调节组件设置于两根所述竖杆(53)之间，所述安装板(51)固定于所述所述高度调节组件上。

5.根据权利要求3所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述高度调节组件包括开设于所述竖杆(53)相对侧面的滑轨(53a)，两根所述竖杆(53)之间设置有滑板(54)，滑板的两侧面安装有与所述滑轨(53a)配合的滑轮(55)，所述安装板(51)固定于所述滑板(54)上。

6.根据权利要求5所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：两根所述竖杆(53)之间还设置有上限位杆(56)及下限位杆(57)，所述滑板(54)位于所述上限位杆(56)及下限位杆(57)之间。

7.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述下悬臂组件(41)包括下悬臂(412)，所述下悬臂(412)的自由端端部上侧面转动连接有滚轴(413)，所述滚轴(413)上固定连接有所述限位轮(411)，所述限位轮(411)作用在所述下波形部(100a)的下部。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述滚轮组件(43)包括支架(431)，所述支架(431)上竖直转动连接有滚轮(432)，所述滚轮(432)抵靠于所述下波形部(100a)的中间突出部。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述上悬臂组件(42)包括上悬臂(422)，所述上悬臂(422)的自由端连接有两个垂直于所述上悬臂(422)轴线的摆臂(423)，所述摆臂(423)的端部转动连接有所述压轮(421)，所述压轮(421)压在所述下波形部(100a)的上斜面部。

10.根据权利要求9所述的一种可自动适应护栏高度的巡检机器人，其特征在于：所述上悬臂(422)向上倾斜，其倾斜程度与所述下波形部(100a)的上斜面的倾斜程度相适配，以使所述压轮(421)能与所述下波形部(100a)的上斜面垂直接触。

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