CN208514488U - 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，包括，滚动轮，滚动轮连接传动轴，和，导轮，用于固定整个装置在导轨上的位置；还包括爬坡阻尼弹簧、转弯阻尼弹簧、外部框架和导轮固定支架，爬坡阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的垂直相对位置，转弯阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的水平相对位置；还包括齿轮，齿轮设于滚动轮的传动轴；传动轴穿过外部框架。本实用新型采用弹簧转弯挟持机构，能够使机构在转弯和直线行走的同时保持平稳。
Description
技术领域
本实用新型属于工程机械领域，具体涉及一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置。
背景技术
目前，普遍的轨道行走机构都是单一的电机驱动滚动轮，使滚动轮沿轨道实现行走。但这种简单的机构适用于直线行走，若遇到空间比较狭小并且有坡度的场合时，会出现打滑或者卡死现象，难以满足下部运行机构，巡检机器人的运行等要求。
现有的公开文献中，CN201110042584.5公开了一种轨道工程车转向架，其公开了“其另一端安装有所述一系悬挂装置(3)的金属螺旋弹簧组(17)和一系橡胶垫(18)，该一系悬挂装置(3)主要由一组带一系橡胶垫(18)的金属螺旋弹簧组(17)、一系垂向油压减振器(21)和转臂定位橡胶关节组成”，其声称可以在小半径情况下实现转向，但是其实现过程复杂，而且也不专用于爬坡。
综上所述，现有技术中对于小半径轨道爬坡的问题，仍需要有效的解决方案。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型公开了一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，采用弹簧转弯挟持机构，能够使机构在转弯和直线行走的同时保持平稳。
本实用新型是由以下方案实现的：
一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，包括，
滚动轮，滚动轮连接传动轴，和
导轮，用于固定整个装置在导轨上的位置；
还包括爬坡阻尼弹簧、转弯阻尼弹簧、外部框架和导轮固定支架，爬坡阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的垂直相对位置，转弯阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的水平相对位置；
还包括齿轮，齿轮设于滚动轮的传动轴；
传动轴穿过外部框架。
进一步的，采用电机直接驱动传动轴进而驱动滚动轮，所述驱动滚轮包括第一驱动滚轮和第二驱动滚轮。
进一步的，外部框架呈凹字形，包括垂直壁和底板，垂直壁包括第一垂直壁和第二垂直壁，第一垂直壁、底板和第二垂直壁顺序连接，第一垂直壁和第二垂直壁规格相同，且以底板中轴线为对称轴对称，所述电机包括2个，2个所述电机分别对称地固定于第一垂直和第二垂直壁，分别带动第一滚动轮和第二滚动轮。
进一步的，所述第一垂直壁和第二垂直壁的顶部均设有弹簧安装部，弹簧安装部为在第一垂直壁和第二垂直壁的顶部对称设置的矩形通槽，所述弹簧安装部上方设有长度与矩形通槽的长度一致的固定杆，固定杆连接矩形通槽两侧的垂直壁部分。
进一步的，所述第一垂直壁和第二垂直壁的内侧均设有导轮固定架，在本实施例中，所述导轮固定架包括上位导轮固定架和下位导轮固定架。
进一步的，所述上位导轮固定架在第一垂直壁和第二垂直壁的内侧分别设有1个。
进一步的，所述上位导轮固定架包括A形连接件和U形件，A形连接件固定于第一垂直壁和/或第二垂直壁内侧，A形连接件铰接U形件。
进一步的，所述A形连接件包括水平部和垂直部，水平部呈A形，垂直部与水平部垂直连接，水平部与底板平行，垂直部末端弯曲形成直角角件，直角角件通过爬坡阻尼弹簧连接所述固定杆以实现A形连接件在垂直方向的可运动状态。
进一步的，所述U形件包括2个支臂和连接部，所述2个支臂由连接部连接以形成U形。所述U形件的2个支臂中间设有导轮。
进一步的，所述2个支臂的末端均设有凹槽，凹槽内设有导向轮。
进一步的，所述连接部的两端设有转弯阻尼弹簧，转弯阻尼弹簧连接U形件的连接部与A形连接件的垂直部。
进一步的，所述下位导轮固定架与上位导轮固定架的区别在于，下位导轮固定架的A形连接件的垂直部长度小于上位导轮固定架的A形连接件的垂直部长度，这种高度差在组装后会形成上位导轮和下位导轮，所述下位导轮固定架与上位导轮固定架的其他设置相同。
进一步的，本装置与直线导轨的结合方式为，所述滚动轮的轴设有齿轮，爬坡导轨安装有齿条，直线导轨上无需安装齿条，这样机构在直线行走时，靠滚动轮的摩擦驱动，一旦遇到大坡度爬坡时，齿轮齿条啮合，速度降低，扭矩变大，实现爬坡不打滑的功能。
本实用新型的有益之处在于：
1、在上坡时，由于重力的作用会发生倾斜，导致本装置与导轨发生摩擦。上位导轮与下位导轮的上下布置能够克服重力作用的倾斜现象，使本装置上坡时保持平稳的姿态不会与导轨发生摩擦。
2、本实用新型采用了爬坡阻尼弹簧、转弯阻尼弹簧来使导轮的位置相对于导轨变化，以符合小半径导轨转向时轨道与导轮之间的摩擦特征，增加了导轮对于导轨的夹持力，减少打滑和/或卡死的现象；
3、本实用新型通过对A形连接件的高度差异化设置实现了对导轮的上下位区别，同时由于采用水平向和垂直向的弹簧辅助受力，减少了连接件的机械疲劳度，增加了装个装置使用的稳定性。
4、本实用新型结合齿轮齿条进行爬坡，这虽然是常规设置，但是同时遭遇爬坡和小半径转弯时，齿轮齿条能够结合导轮发挥其稳定作用。
附图说明
图1是该机构的三维图，
图2是机构导轨运行图，
图3是机构过弯轨时的运行状态剖视图。
图中，1.滚动轮，2.齿轮，3.上位导轮，4.导向轮，5.爬坡阻尼弹簧，6.电机，7.下位导轮，8.直线导轨，9.齿条，10.转弯阻尼弹簧，11.弯形轨道，12.固定杆，13.U形件，14.A形连接件，151.第一垂直壁，152.底板，153.第二垂直壁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请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申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，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。
术语解释：
对称：本实施例中的对称是指相对于底板的中轴线对称。
如图1所示，一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，包括，
滚动轮1和导轮,,还包括爬坡阻尼弹簧5、转弯阻尼弹簧10、外部框架和导轮固定支架，爬坡阻尼弹簧5连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的垂直相对位置，转弯阻尼弹簧10连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的水平相对位置；
还包括齿轮2，齿轮2设于滚动轮1的传动轴；
传动轴穿过外部框架。
还包括外部框架，外部框架呈凹字形，包括垂直壁和底板152，垂直壁包括第一垂直壁151和第二垂直壁153，第一垂直壁151、底板152和第二垂直壁153顺序连接，第一垂直壁151和第二垂直壁153规格相同，且以底板152中轴线为对称轴对称，所述电机6包括2个，2个所述电机6分别对称地固定于第一垂直和第二垂直壁153，分别带动第一滚动轮1和第二滚动轮1。
所述第一垂直壁151和第二垂直壁153的顶部均设有弹簧安装部，弹簧安装部为在第一垂直壁151和第二垂直壁153的顶部对称设置的矩形通槽，所述弹簧安装部上方设有长度与矩形通槽的长度一致的固定杆12，固定杆12连接矩形通槽两侧的垂直壁部分。
优选的，所述弹簧安装部在第一垂直壁151顶部设有2个，在第二垂直部顶部设有2个，且位置对称。
所述第一垂直壁151和第二垂直壁153的内侧均设有导轮固定架，在本实施例中，所述导轮固定架包括上位导轮3固定架和下位导轮7固定架。
所述上位导轮3固定架在第一垂直壁151和第二垂直壁153的内侧分别设有1个。
所述上位导轮3固定架包括A形连接件14和U形件13，A形连接件14固定于第一垂直壁151和/或第二垂直壁153内侧，A形连接件14铰接U形件13。
所述A形连接件14包括水平部和垂直部，水平部呈A形，垂直部与水平部垂直连接，水平部与底板152平行，垂直部末端弯曲形成直角角件，直角角件通过爬坡阻尼弹簧5连接所述固定杆12以实现A形连接件14在垂直方向的可运动状态。
所述U形件13包括2个支臂和连接部，所述2个支臂由连接部连接以形成U形。所述U形件13的2个支臂中间设有导轮。
所述2个支臂的末端均设有凹槽，凹槽内设有导向轮4。
优选的，所述凹槽为矩形槽，平行于底板152设置，所述导向轮4平行于底板152。
优选的，所述导向轮4由销轴穿过，销轴两端固定于凹槽的两侧壁。
优选的，所述A形件的尖端设有A形件铰接点，所述U形件13的连接部的中部设有U形件13铰接点，A形件铰接点和U形件13铰接点通过销轴铰接。
所述连接部的两端设有转弯阻尼弹簧10，转弯阻尼弹簧10连接U形件13的连接部与A形连接件14的垂直部。
所述下位导轮7固定架与上位导轮3固定架的区别在于，下位导轮7固定架的A形连接件14的垂直部长度小于上位导轮3固定架的A形连接件14的垂直部长度，这种高度差在组装后会形成上位导轮3和下位导轮7。
如图2所示，本装置与直线导轨8的结合方式为，所述滚动轮1的轴设有齿轮2，爬坡导轨安装有齿条9，齿条2与所述齿轮9对应以实现可啮合，直线导轨8上无需安装齿条9，这样机构在直线行走时，靠滚动轮1的摩擦驱动，一旦遇到大坡度爬坡时，齿轮2齿条9啮合，速度降低，扭矩变大，实现爬坡不打滑的功能。
如图3所示，本装置的运行原理是：电机6旋转，带动滚动轮1和齿轮2旋转，实现装置的前进运动。当装置上坡时，齿轮2就会自动跟导轨上的齿条8啮合，运动速度降低，驱动力矩变大。这时驱动力会克服爬坡阻尼弹簧5的弹簧阻力，使齿轮2一直保持与齿条8啮合，实现爬坡运动。
导轮的位置是错开的，上位导轮3与导轨8上侧啮合；下位导轮7导轨8下侧啮合，上下导轮与导向轮4的共同作用使驱动机构能牢牢固定在导轨8上，不会使驱动机构发生偏移或者倾斜。
在运动过程中，两侧的小导向轮4一直与导轨7贴合，使机构能够平稳运行，当经过弯形轨道10时，驱动力会克服转弯阻尼弹簧9的阻尼力，机构会自动盈合弯轨的形状，实现转弯运动。设计的该机构最小可通过R900的弯轨。
从以上实施例中可以看出，本实用新型的有益之处在于：
1、在上坡时，由于重力的作用会发生倾斜，导致本装置与导轨发生摩擦。上位导轮与下位导轮的上下布置能够克服重力作用的倾斜现象，使本装置上坡时保持平稳的姿态不会与导轨发生摩擦。
2、本实用新型采用了爬坡阻尼弹簧、转弯阻尼弹簧来使导轮的位置相对于导轨变化，以符合小半径导轨转向时轨道与导轮之间的摩擦特征，增加了导轮对于导轨的夹持力，减少打滑和/或卡死的现象；
3、本实用新型采用上下位导轮的设计，且这种上下位导轮是错开设计的，上下位导轮与导向轮的共同作用使驱动机构能牢牢固定在导轨上，不会使驱动机构发生偏移或者倾斜。
4、本实用新型通过对A形连接件的高度差异化设置实现了对导轮的上下位区别，同时由于采用水平向和垂直向的弹簧辅助受力，减少了连接件的机械疲劳度，增加了装个装置使用的稳定性。
5、本实用新型结合齿轮齿条进行爬坡，这虽然是常规设置，但是同时遭遇爬坡和小半径转弯时，齿轮齿条能够结合导轮发挥其稳定作用。
Claims (10)
1.一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，包括，
滚动轮，滚动轮连接传动轴，和
导轮，用于固定整个装置在导轨上的位置；
其特征在于，还包括爬坡阻尼弹簧、转弯阻尼弹簧、外部框架和导轮固定支架，爬坡阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的垂直相对位置，转弯阻尼弹簧连接导轮固定支架和外部框架以保持固定支架与导轨的水平相对位置；
还包括齿轮，齿轮设于滚动轮的传动轴；
传动轴穿过外部框架。
2.如权利要求1所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，采用电机直接驱动传动轴进而驱动滚动轮，所述滚动轮包括第一驱动滚轮和第二驱动滚轮。
3.如权利要求2所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述外部框架呈凹字形，包括垂直壁和底板，垂直壁包括第一垂直壁和第二垂直壁，第一垂直壁、底板和第二垂直壁顺序连接，第一垂直壁和第二垂直壁规格相同，且以底板中轴线为对称轴对称，所述电机包括2个，2个所述电机分别对称地固定于第一垂直和第二垂直壁，分别带动第一滚动轮和第二滚动轮。
4.如权利要求3所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述第一垂直壁和第二垂直壁的顶部均设有弹簧安装部，弹簧安装部为在第一垂直壁和第二垂直壁的顶部对称设置的矩形通槽，所述弹簧安装部上方设有长度与矩形通槽的长度一致的固定杆，固定杆连接矩形通槽两侧的垂直壁部分；
所述弹簧安装部在第一垂直壁顶部设有2个，在第二垂直部顶部设有2个，且位置对称。
5.如权利要求4所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述第一垂直壁和第二垂直壁的内侧均设有导轮固定架，所述导轮固定架包括上位导轮固定架和下位导轮固定架。
6.如权利要求5所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，
所述上位导轮固定架在第一垂直壁和第二垂直壁的内侧分别设有1个；
所述上位导轮固定架包括A形连接件和U形件，A形连接件固定于第一垂直壁和/或第二垂直壁内侧，A形连接件铰接U形件；
所述A形连接件包括水平部和垂直部，水平部呈A形，垂直部与水平部垂直连接，水平部与底板平行，垂直部末端弯曲形成直角角件，直角角件通过爬坡阻尼弹簧连接所述固定杆以实现A形连接件在垂直方向的可运动状态；
所述U形件包括2个支臂和连接部，所述2个支臂由连接部连接以形成U形；所述U形件的2个支臂中间设有导轮；
所述2个支臂的末端均设有凹槽，凹槽内设有导向轮。
7.如权利要求5所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述下位导轮固定架在第一垂直壁和第二垂直壁的内侧分别设有1个；
所述下位导轮固定架包括A形连接件和U形件，A形连接件固定于第一垂直壁和/或第二垂直壁内侧，A形连接件铰接U形件；
所述A形连接件包括水平部和垂直部，水平部呈A形，垂直部与水平部垂直连接，水平部与底板平行，垂直部末端弯曲形成直角角件，直角角件通过爬坡阻尼弹簧连接所述固定杆以实现A形连接件在垂直方向的可运动状态；下位导轮固定架的垂直部长度小于上位导轮固定架的垂直部长度；
所述U形件包括2个支臂和连接部，所述2个支臂由连接部连接以形成U形；所述U形件的2个支臂中间设有导轮；
所述2个支臂的末端均设有凹槽，凹槽内设有导向轮。
8.如权利要求6或7所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述连接部的两端设有转弯阻尼弹簧，转弯阻尼弹簧连接U形件的连接部与A形连接件的垂直部。
9.如权利要求6或7所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，所述A形件的尖端设有A形件铰接点，所述U形件的连接部的中部设有U形件铰接点，A形件铰接点和U形件铰接点通过销轴铰接。
10.如权利要求1所述的一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置，其特征在于，爬坡导轨安装有齿条，齿条与所述齿轮对应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821031463.4U CN208514488U (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201821031463.4U CN208514488U (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 |
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|---|---|
| CN208514488U true CN208514488U (zh) | 2019-02-19 |
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| CN201821031463.4U Active CN208514488U (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 |
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| CN (1) | CN208514488U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108555881A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-21 | 山东金惠新达智能制造科技有限公司 | 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 |
| CN111927466A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-13 | 中铁工程服务有限公司 | 一种盾构施工隧道巡检机器人 |
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2018
- 2018-06-29 CN CN201821031463.4U patent/CN208514488U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108555881A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-21 | 山东金惠新达智能制造科技有限公司 | 一种可小半径转弯吊轨机器人爬坡装置 |
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