CN118081806B - 一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统、方法及管廊 - Google Patents

Abstract

本发明属于防火墙穿越领域，具体公开了一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统、方法及管廊，包括防火门，在防火门的一侧安装第一固定轨道，在防火门的另外一侧安装第二固定轨道；在第一固定轨道上设置有移动轨道以及驱动装置，驱动装置包括防火门第一固定架和第二固定架；在防火门第一固定架和第二固定架内均固定有导向板；在每个导向板上设置有L型形的滑槽，在滑槽内设置有滑块；防火门第一舵机与曲柄相连，曲柄与滑块通过铰链连接，第一固定架和第二固定架上的滑块共同与一个移动轨道相连；第一固定轨道、第二固定轨道上位置检测传感器。本发明提出的防火墙穿越系统施工成本比较低，可以实现挂轨式机器人在防火墙中的穿越。

Description

一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统、方法及管廊

技术领域

本发明属于防火墙穿越领域，具体涉及一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统、方法及管廊。

背景技术

防火墙穿越系统是辅助管廊挂轨式巡检机器人穿过防火墙的装置，在管廊中每隔一段的距离设置一道防火墙，在每个防火墙上设置有一道防火门，巡检机器人在管廊内巡检时，需要在连续轨道上行走，但防火门要保留完整有效的防火隔热性能，不能对防火门进行开孔等破坏性操作，防火门的开关和连续的轨道将产生干涉；为了解决该问题，在专利CN202220610364 .1中，公开了一种轨道巡检机器人穿越防火门变轨装置，包括防火门、门内固定轨道、限位装置、弧形导轨、弧形齿条、移动导轨装置、门外固定轨道、轨道巡检机器人等；本发明以电机驱动齿轮并带动防火门侧的移动导轨装置沿着弧形齿条和弧形导轨移动至轨道对接处，通过电磁铁通电用来吸附移动导轨，缓冲装置加之缓冲，使得防护门门内外导轨和移动导轨紧密对接，在保证原有防火门整体性的同时实现变轨需求，可供多个轨道巡检机器人穿越防火门，但是该专利公开的防火门移动导轨是从固定轨道的侧面移动至指定位置的，当管廊内设置多条导轨实现机器人巡检时，若每条导轨的一侧均设置该防火门中的变轨装置，就必须增加管廊的宽度，整个施工成本就会增加；且该防火门的电机跟着移动导轨一起移动，行程较长，电机接线不好接，然后齿轮齿条的安装精度要求较高，成本大。

在专利CN202011547940 .4中，公开了一种独立式穿越防火门轨道系统及防火门系统，包括用于巡检机器人运动的吊装轨道，所述吊装轨道包括第一固定轨道、与所述第一固定轨道连接的活动轨道、与所述活动轨道连接的第二固定轨道；所述第一固定轨道与所述活动轨道为电磁锁连接；所述活动轨道与所述第二固定轨道为折叠连接；所述活动轨道位于防火门区域，但是该活动轨道与固定轨道之间连接可靠性没法保证，电磁锁很容易失灵。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统、穿越方法及包括该穿越系统的管廊。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，包括安装在防火墙上的防火门，在防火门的一侧安装第一固定轨道，另外一侧安装第二固定轨道；在第一固定轨道上设置有移动轨道以及驱动装置，所述的驱动装置包括第一舵机、曲柄、第一固定架和第二固定架；

第一固定架和第二固定架相对于第一固定轨道中心线对称设置，在第一固定架和第二固定架内均固定有一个导向板，两个导向板相对于第一固定轨道中心线对称；在每个导向板上设置有L型的滑槽，在每个滑槽内均设置有滑块，第一舵机通过曲柄相连，曲柄与其中一个滑块通过铰链连接，两个滑块共同与同一个移动轨道相连；第一固定轨道上设置第一位置检测传感器，第二固定轨道上设置第二位置检测传感器。

作为进一步的技术方案，所述的移动轨道运动至第一固定轨道的端部时，可以与第一固定轨道无缝衔接；当运动至第二固定轨道的端部时，可以与第二固定轨道无缝衔接。

作为进一步的技术方案，所述的防火门为旋转式开启门，防火门的开启通过第二舵机控制，所述的第二舵机、第一舵机均由控制系统相连，所述的控制系统与第一位置传感器、第二位置传感器相连。

作为进一步的技术方案，所述的防火门为直开式开启门，防火门的开启通过直线驱动装置驱动，所述的直线驱动装置、第一舵机均由控制系统相连，所述的控制系统与第一位置传感器、第二位置传感器相连。

作为进一步的技术方案，在第一固定架和第二固定架内均设置有上水平导向轴和下水平导向轴；在上水平导向轴上设置有第一水平导向滑块，在下水平导向轴上设置有第二水平导向滑块；第一水平导向滑块与第二水平导向滑块之间通过竖向导向轴相连，在竖向导向轴上设置有竖向导向滑块。

作为进一步的技术方案，所述的移动轨道以及驱动装置安装在第二固定轨道上。

作为进一步的技术方案，所述移动轨道的侧面与所述的滑块相连。

作为进一步的技术方案，所述的第一位置检测传感器安装在第一固定轨道与移动轨道衔接的位置。

作为进一步的技术方案，所述的第二位置检测传感器安装在第二固定轨道与移动轨道衔接的位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种挂轨式机器人穿过防火墙的方法，采用所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统；

当挂轨式巡检机器人触发第一位置检测传感器，控制挂轨式巡检机器人停车，控制防火门打开，防火门开启到位后；第一舵机启动，控制移动轨道沿着滑槽运动到位，与第一固定轨道、第二固定轨道形成连续轨道；启动挂轨式巡检机器人，第二位置检测传感器检测到挂轨式巡检机器人完全通过防火门后；

第一舵机控制移动轨道复位，复位后，控制防火门关闭。

第三方面，本发明实施例还提供了一种管廊，在其内部安装有所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明提出了一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统与方法，该挂轨式机器人的防火墙穿越系统充分利用防火门两侧固定轨道下方的空间，正常状态下，防火门侧面的移动轨道竖直设置，需要连接防火门两侧的第一固定轨道、第二固定轨道时，才会开启防火门，然后移动轨道移动至水平位置，基本上没有占据在管廊在宽度方向上的空间，当需要设置多条轨道时，并不需要增加管廊本身的宽度，因此，施工成本比较低，且本发明的防火门舵机是固定的，不随着移动轨道移动，因此安装方便。本发明通过驱动装置驱动防火门的移动轨道的移动、配合防火墙穿越系统中的两个位置检测传感器，实现了挂轨式巡检机器人在防火墙之间的穿越。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明图1中右侧部分的结构示意图；

图中：1-1第一固定轨道、1-2第二固定轨道、2-1第一光电开关、2-2 第二光电开关、3防火门、4防火墙、5-1第一固定架、5-2第二固定架、6导向板、6-1滑槽、7移动轨道、8滑块、9曲柄、10第一舵机、11连杆机构、12第二舵机、13-1上水平导向轴、13-2下水平导向轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，防火墙穿越系统是辅助管廊挂轨式巡检机器人穿过防火墙的装置，在管廊中每隔一段的距离设置一道防火墙，在每个防火墙上设置有一道防火门，巡检机器人在管廊内巡检时，需要在连续轨道上行走，但防火门要保留完整有效的防火隔热性能，不能对防火门进行开孔等破坏性操作，防火门的开关和连续的轨道将产生干涉；为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统及方法；用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统包括安装在防火墙上的防火门，在防火门的一侧安装第一固定轨道，另外一侧安装第二固定轨道，在第一固定轨道上设置有移动轨道以及驱动装置，所述的驱动装置包括相对于第一固定轨道中心线对称设置的第一固定架和第二固定架；在第一固定架和第二固定架内均固定有一个导向板，两个导向板相对于第一固定轨道中心线对称；在每个导向板上设置有L型的滑槽，在滑槽内设置有滑块；第一舵机与曲柄相连，曲柄与滑块通过铰链连接，第一固定架和第二固定架上的滑块共同与一个移动轨道相连；第一固定轨道上设置第一位置检测传感器，第二固定轨道上设置第二位置检测传感器。本发明充分利用防火门两侧固定轨道下方的空间，正常状态下，防火门的移动轨道竖直设置，需要连接固定轨道时，通过驱动装置驱动其移动，移动至水平位置，基本上没有占据在管廊在宽度方向上的空间，当设置多条轨道时，并不需要增加管廊本身的宽度，因此，施工成本比较低，且本发明的舵机是固定的，不随着移动轨道移动，因此安装方便。本发明通过驱动装置驱动移动轨道的移动、配合位置检测传感器，实现了挂轨式机器人在防火门之间的穿越。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，包括防火门3、防火墙4、第一固定轨道1-1、第一固定轨道1-2以及移动轨道7和驱动移动轨道7运动的驱动装置，所述的驱动装置包括第一位置检测传感器、第二位置检测传感器、导向板6、移动轨道7、滑块8、曲柄9、第一舵机10；移动轨道7在正常状态下，一直是竖直设置，当有机器人移动至其位置时，才会水平设置，充分利用防火门固定轨道下方的空间，基本上没有占据管廊在宽度方向上的空间，当设置多条轨道时，并不需要增加管廊本身的宽度，因此，施工成本比较低。

本实施例中的防火门3安装在防火墙上，且防火门3为旋转式开启方式，防火门的开启通过第二舵机12控制，第二舵机12通过连杆机构11与防火门3相连；不难理解的，在其他实施例中，所述的防火门3还可以为直开式开启门，同样的，防火门的开启通过现有直线驱动装置实现即可。

上述的第一固定轨道1-1、第二固定轨道1-2通过轨道支撑架悬挂固定在防火门两侧的管廊内，在防火门的一侧设置第一固定轨道1-1，在防火门3的另一侧设置第二固定轨道1-2；对应图1，在防火门3的左侧设置第一固定轨道1-1，在防火门3的右侧设置第二固定轨道1-2；第一固定轨道1-1、第二固定轨道2-2与现有技术相同，在此不进行赘述了；

本实施例中，第一位置检测传感器采用现有的第一光电开关2-1，第二位置检测传感器采用现有的第二光电开关2-2；第一光电开关2-1安装在防火门一侧的第一固定轨道1-1上，第二光电开关2-2安装在防火门另一侧的第二固定轨道1-2上。

在防火门右侧的第二固定轨道1-2上设置有第一固定架5-1和第二固定架5-2，第一固定架5-1和第二固定架5-2相对于第二固定轨道1-2的中心线对称设置在第二固定轨道1-2的两侧，在第一固定架5-1和第二固定架5-2内均设置有上水平导向轴13-1和下水平导向轴13-2；在上水平导向轴13-1和上设置有第一水平导向滑块，在下水平导向轴13-2上设置有第二水平导向滑块；第一水平导向滑块与第二水平导向滑块通过竖向导向轴相连，在竖向导向轴上设置有竖向导向滑块；竖向导向滑块与下面的滑块8相连。

在第一固定架5-1和第二固定架5-2内均设置有一个导向板6，两个导向板6相对于第二固定轨道1-2的中心线对称设置；在每个导向板6上设置有滑槽6-1，每个滑槽6-1为L型，在每个滑槽6-1内设置有滑块8；第一舵机10固定在导向板6的侧面，第一舵机10与曲柄9相连，曲柄9与滑块8通过铰链连接，第一固定架5-1和第二固定架5-2上的滑块共同与一个移动轨道7相连。需要说明的是，所述的第一舵机10、曲柄9可以设置一套，也可以设置两套，当设置两套时，在第一固定架5-1和第二固定架5-2分别各设置一套第一舵机10、曲柄9，相当于设置两套动力装置共同驱动移动轨道；设置一套时，可以仅仅在第一固定架5-1或者第二固定架5-2设置一套第一舵机10、曲柄9，另外一侧只设置滑块8，跟着设置的第一舵机10、曲柄9一起运动即可。上述的曲柄9为一个伸缩杆，第一舵机10带动伸缩杆转动时，滑块8沿着滑槽6-1滑动。

当需要连接防火门的移动轨道7时，第一舵机10控制滑块8沿着滑槽6-1先水平运动，然后旋转90度之后，再竖直向上运动，实现移动轨道7与防火门两侧的第二固定轨道1-2、第一固定轨道1-1之间的连接；当不需要连接移动轨道7时，第一舵机10控制滑块8沿着滑槽6-1先竖直向下运动，然后旋转90度之后，再水平运动，实现移动轨道7防火门两侧的与第二固定轨道1-2、第一固定轨道1-1之间的断开；

具体的，滑块8与滑槽6-1通过固定在滑块8上的两滚子连接，滑块8与曲柄9通过铰链连接，曲柄9随着第一舵机10的转动而转动，曲柄9长度可变，从而带动滑块8沿着滑槽6-1移动，滑块8与移动轨道7固连，从而带动移动轨道7也沿着滑槽6-1的轨迹而移动，从图示位置移动到与防火门两侧的第一固定轨道1-1相接触，形成完整的轨道，使挂轨式机器人通过防火门；需要说明的是，上述滑块8与移动轨道7的连接位置位于移动轨道7的中间位置。

进一步的，上述的连杆机构11为一平行四边形铰链四杆机构，连接第二舵机12和防火门3，通过控制第二舵机12的运动从而带动防火门3开关。

需要说明的是，本实施例中是以移动轨道、驱动装置设置在右侧第二固定轨道1-2为例进行的说明，当然，上述的移动轨道、驱动装置也可以设置在左侧第一固定轨道1-1上，设置方式与上述设置方式完全相同，在此不进行赘述了。

第二方面，本实施例还提供了一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统的穿越方法，具体如下：

当挂轨式巡检机器人从右向左移动时，挂轨式巡检机器人先触发第二光电开关2-2，控制巡检机器人停车，第二舵机12启动，控制防火门打开，防火门开启到位后，第一舵机10启动，控制移动轨道7沿着轨迹运动到位，与第一固定轨道1-1、第二固定轨道1-2形成连续轨道，然后启动巡检机器人，向左侧运动，当第一光电开关2-1检测到机器人完全通过防火门后，第一舵机10控制移动轨道7复位，复位后，第二舵机12控制防火门关闭。

当挂轨式巡检机器人从左向右移动时，挂轨式巡检机器人先触发第一光电开关2-1，控制挂轨式巡检机器人停车，第二舵机12启动，控制防火门打开，防火门开启到位后，第一舵机10启动，控制移动轨道7沿着轨迹运动到位，与第一固定轨道1-1、第二固定轨道1-2形成连续轨道，然后启动巡检机器人，向右侧运动，当第二光电开关2-2检测到巡检机器人完全通过防火门后，第一舵机10控制移动轨道7复位，复位后，第二舵机12控制防火门关闭。

第三方面，本发明实施例还提供了一种管廊，在管廊中每隔一段距离设置一道防火墙；在每道防火墙所在位置均设置有前面所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，挂轨式机器人在管廊内巡检时，在连续轨道上行走，使得防火门保留完整有效的防火隔热性能，不能对防火门进行开孔等破坏性操作，防火门的开关和连续的轨道将产生干涉。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，包括安装在防火墙上的防火门，在防火门的一侧安装第一固定轨道，另外一侧安装第二固定轨道；其特征在于，在第一固定轨道上设置有移动轨道以及驱动装置，所述的驱动装置包括第一舵机、曲柄、第一固定架和第二固定架；

第一固定架和第二固定架相对于第一固定轨道中心线对称设置，在第一固定架和第二固定架内均固定有一个导向板，两个导向板相对于第一固定轨道中心线对称；在每个导向板上设置有L型的滑槽，在每个滑槽内均设置有滑块，第一舵机通过曲柄相连，曲柄与其中一个滑块通过铰链连接，两个滑块共同与同一个移动轨道相连；第一固定轨道上设置第一位置检测传感器，第二固定轨道上设置第二位置检测传感器;

所述移动轨道运动至第一固定轨道的端部时，与第一固定轨道无缝衔接；当运动至第二固定轨道的端部时，与第二固定轨道无缝衔接；

在第一固定架和第二固定架内均设置有上水平导向轴和下水平导向轴；在上水平导向轴上设置有第一水平导向滑块，在下水平导向轴上设置有第二水平导向滑块；第一水平导向滑块与第二水平导向滑块通过竖向导向轴相连，在竖向导向轴上设置有竖向导向滑块；

所述的移动轨道以及驱动装置安装在第二固定轨道上；

所述移动轨道的侧面与所述的滑块相连；

所述的第一位置检测传感器安装在第一固定轨道与移动轨道衔接的位置，所述的第二位置检测传感器安装在第二固定轨道与移动轨道衔接的位置；

当需要连接防火门的移动轨道时，第一舵机控制滑块沿着滑槽先水平运动，然后旋转度之后，再竖直向上运动，实现移动轨道与防火门两侧的第二固定轨道、第一固定轨道之间的连接；当不需要连接移动轨道时，第一舵机控制滑块沿着滑槽先竖直向下运动，然后旋转度之后，再水平运动，实现移动轨道防火门两侧的与第二固定轨道、第一固定轨道之间的断开。

2.如权利要求1所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，其特征在于，所述的防火门为旋转式开启门，防火门的开启通过第二舵机控制，所述的第二舵机、第一舵机均由控制系统相连，所述的控制系统与第一位置传感器、第二位置传感器相连。

3.如权利要求1所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统，其特征在于，所述的防火门为直开式开启门，防火门的开启通过直线驱动装置驱动，所述的直线驱动装置、第一舵机由均控制系统相连，所述的控制系统与第一位置传感器、第二位置传感器相连。

4.一种挂轨式机器人穿过防火墙的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统；

当挂轨式巡检机器人触发第一位置检测传感器，控制挂轨式巡检机器人停车，

控制防火门打开，防火门开启到位后；第一舵机启动，控制移动轨道沿着滑槽运动到位，与第一固定轨道、第二固定轨道形成连续轨道；启动挂轨式巡检机器人，第二位置检测传感器检测到挂轨式巡检机器人完全通过防火门后；

第一舵机控制移动轨道复位，复位后，控制防火门关闭。

5.一种管廊，其特征在于，在其内部安装有权利要求1-3任一所述的用于挂轨式机器人的防火墙穿越系统。