CN209126719U - 单轨道机器人行走装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单轨道机器人行走装置，包括底板、电机和云台电机，所述陀螺仪、云台电机和电机固定连接于所述底板的下面，所述底板的上面、电机的正上方水平设置有主动轮，所述主动轮的同侧水平设置从动轮、所述主动轮的对侧水平设置辅助轮，所述主动轮和辅助轮分别位于轨道的两侧对所述轨道进行夹持；所述云台电机的下面设置有用于安装末端工具的末端工具安装版。本实用新型具有结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳等优点；所有轮子横向排列布置，有效减小机器人的体积体积和重量，节约空间，降低驱动电机功率；采用机械方式与电子方式相结合，有效限制机器人运行前后、上下、左右的振动、晃动，确保机器人在单轨道上平稳运行。

Description

单轨道机器人行走装置

技术领域

本实用新型涉及一种机器人行走装置，尤其涉及一种单轨道机器人行走装置。

背景技术

随着机器人技术的发展，轨道机器人也应运而生。在电力机房、铁路隧道以及地下电缆隧道等智能机器人巡检系统得到越来越多的应用。现有的轨道机器人大多通过运行在多根轨道或者复杂轨道上来实现机器人运行的稳定性；为了保证轨道机器人运行的平稳，现有轨道机器人的体积和质量都较大。如何实现轨道机器人小型化、轻量化、轨道的简洁化，以及如何实现轨道机器人的稳定性是轨道机器人研究中最需要解决的问题。研究一款能在单轨道上稳定运行的机器人行走装置，对轨道机器人的发展和普及有着重要的价值和意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上所述缺陷，提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、能在单轨道上平稳运行的单轨道机器人行走装置。

为了解决以上所述技术问题，本实用新型所述单轨道机器人行走装置，包括底板、电机和云台电机，所述云台电机和电机固定连接于所述底板的下面，所述底板的上面、电机的正上方水平设置有主动轮，所述主动轮的同侧水平设置从动轮、所述主动轮的对侧水平设置辅助轮，所述主动轮和辅助轮分别位于轨道的两侧对所述轨道进行夹持；所述云台电机的下面设置有用于安装末端工具的末端工具安装版。

进一步，本实用新型所述辅助轮的旁边设置有扭簧，所述扭簧与连接件通过旋转副的方式连接并通过连接件与所述辅助轮的轴连接，从而达到辅助轮张紧效果。

进一步，本实用新型所述行走装置的外部设置有外壳。

进一步，本实用新型所述末端工具的外部设置有护罩。

进一步，本实用新型所述末端工具为相机或夹持器。

进一步，本实用新型所述轨道为圆管。

进一步，本实用新型所述电机与电缆导线以受电弓方式滑动连接为所述行走装置供电。

进一步，本实用新型所述主动轮、从动轮和辅助轮三者的排列位置为等腰三角形，所述辅助轮至主动轮之间的距离与辅助轮至从动轮之间的距离相等，并且可以根据张紧力度受扭簧影响实时同步改变其之间的距离。

本实用新型所述主动轮、从动轮、辅助轮、电机和云台电机都是安装在底板上，电机驱动主动轮让机器人在轨道上运行。相机作为末端工具安装在末端工具安装版上，机器人可以通过滑触线和电缆进行供电。本实用新型通过机械和电子两种方式保证运行稳定使机器人整体结构保持稳定，机械方式指通过辅助轮和从动轮将机器人牢固地固定在轨道上，防止机器人运行时的前后振动；带有扭簧的辅助轮一方面通过主动轮与从动轮的自动调节能保证机器人运行过程中从动轮与主动轮对轨道的夹紧力，让机器人运行平稳，在通过弯道时，还能保证一定的转弯半径，使机器人在转向过程中依旧保持顺畅；电子方式指机器人在运行过程中如果出现摆动现象，则陀螺仪可以通过检测机器人末端工具（如相机）的偏移量，发出指令使云台电机向相反方向转动机器人云台偏移量，以使机器人始终保持水平状态。机械部分限制了机器人运行方向前后和上下的振动，电子部分限制了机器人运行方向左右的晃动。

本实用新型所有轮子（主动轮、从动轮、辅助轮）都是水平排列布置（横向排列布置），即所有轮子均在轨道两侧，而非上下两侧，这样可以减小机器人机构在竖直方向上的长度，并且，由于机器人本身横向有一定长度，所以也不会增加横向长度，整体可减小机器人的体积；该结构还可使每个轮子受力均匀,延长了轮子使用寿命，使机器人结构紧凑且运行稳定；本实用新型末端搭载的摄像头（相机）换成其他末端工具（如夹持器等），也能保证末端工具的稳定作业。

本实用新型的有益效果:本实用新型具有结构紧凑、体积小、重量轻、运行平稳等优点；所有轮子横向排列布置，有效减小机器人的体积体积和重量，降低成本，节约空间，使结构简单，拆装方便，降低驱动电机功率，节约能源，节能环保；本实用新型采用机械方式与电子方式相结合，有效限制机器人运行前后、上下、左右的振动、晃动，确保机器人结构紧凑且运行稳定，实现在单轨道上平稳运行的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述行走装置的结构示意图；

图2为所述扭簧与辅助轮的结构示意图；

图3为所述行走装置固定于轨道上的外部结构示意图。

图中，1-轨道吊架；2-滑触线和电缆；3-轨道；4-外壳；5-护罩；6-从动轮；7-辅助轮；8-底板；9-陀螺仪和云台电机；10-末端工具安装版；11-相机；12-电机；13-主动轮；14-扭簧；15-连接件；16-轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型所述单轨道机器人行走装置，包括底板8、电机12和云台电机9，所述云台电机9和电机12固定连接于所述底板8的下面，所述底板8的上面、电机12的正上方水平设置有主动轮13，所述主动轮13的同侧水平设置从动轮6、所述主动轮13的对侧水平设置辅助轮7，所述主动轮13和辅助轮7分别位于轨道3的两侧对所述轨道3进行夹持；所述云台电机9的下面设置有用于安装末端工具11的末端工具安装版10。

进一步，本实用新型所述辅助轮7的旁边设置有扭簧14，所述扭簧14与连接件15通过旋转副的方式连接并通过连接件15与所述辅助轮7的轴16连接，从而达到辅助轮张紧效果。

进一步，本实用新型所述行走装置的外部设置有外壳4。

进一步，本实用新型所述末端工具11的外部设置有护罩5。

进一步，本实用新型所述末端工具11为相机或夹持器。

进一步，本实用新型所述轨道3为圆管。

进一步，本实用新型所述电机12与电缆2导线以受电弓方式滑动连接为所述行走装置供电。

进一步，本实用新型所述主动轮13、从动轮6和辅助轮7三者的排列位置为等腰三角形，所述辅助轮7至主动轮13之间的距离与辅助轮7至从动轮6之间的距离相等，并且可以根据张紧力度受扭簧14影响实时同步改变其之间的距离。

实施例：总体参照附图1-3，将机器人的外壳4，护罩5拆下后，内部结构如图2所示。

使用圆管作为机器人行走的轨道3，选用现成物料，不需再单独定制和加工，可免去轨道加工麻烦，减少成本，轨道弯曲部分使用弯管机就能完成，安装也很方便。

主动轮13、从动轮6和辅助轮7横向布置于底板8上，主动轮13和从动轮6位于轨道3的一侧、辅助轮7位于轨道3另一侧对轨道3进行夹持，打破了常规思维中轮子都是竖直向下的习惯；主动轮13、从动轮6和辅助轮7三者的排列位置形成腰三角形，辅助轮7至主动轮13之间的距离与辅助轮7至从动轮6之间的距离相等，可以根据张紧力度受扭簧14影响实时同步改变其之间的距离；辅助轮7的旁边设置扭簧14，所述扭簧14与连接件15通过旋转副的方式连接并通过连接件15与所述辅助轮7的轴16连接从而达到辅助轮张紧效果，通过扭簧作用使辅助轮7牢固卡紧在轨道上，扭簧的卡紧，使机器人在轨道上运行时不会发生晃动。

轨道3通过轨道吊架1悬吊，机器人通过滑触线和电缆2导线以受电弓方式滑动连接为所述行走装置供电。电机12驱动主动轮13，让机器人在轨道3上运行。机器人运行的稳定通过机械和电子两种方式完成。机械方式指通过辅助轮7和从动轮6将行走装置牢固地固定在轨道上，防止机器人运行时的前后振动；带有扭簧14的辅助轮7一方面通过主动轮13与从动轮6的自动调节能保证机器人在运行过程中从动轮与主动轮对轨道的夹紧力，让机器人运行平稳，在通过弯道时，还能保证一定的转弯半径，使其在转向过程中依旧保持顺畅。电子方式指机器人在运行过程中如果出现摆动现象，安装于机器人云台上的陀螺仪（陀螺仪为机器人常规配置部件）检测机器人末端工具（此例中为相机）有偏移量时，发出指令使云台电机向相反的方向转动机器人云台偏移量，这样就能使机器人始终保持水平状态。机械部分限制机器人运行方向前后和上下的振动，电子部分限制机器人运行方向左右的晃动，使让机器人时刻处于平稳的状态，保证机器人作业的平稳性。

本实用新型所述行走装置，将现有技术中的双轨变成单轨，减少大量主动轮以及从动轮机构，同时减少用于驱动机器人的电机以及驱动器，可以减轻机器人重量，减小机器人体积，实现机器人小型化；降低驱动电机功率，节约能源，节能环保。

本实用新型所述轨道并不限于圆管，采用方形钢管时，机器人也能实现预期功能；所述外壳可以采用任意形状，不影响机器人整体功能即可；供电装置也可改为电池供电等取电方式，不影响机器人的运行；以上仅为本实用新型的部分实施方式，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化，所述实施例是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型，只要使用了以上所述方案，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种单轨道机器人行走装置，包括底板（8）、电机（12）云台电机（9），其特征在于，所述云台电机（9）和电机（12）固定连接于所述底板（8）的下面，所述底板（8）的上面、电机（12）的正上方水平设置有主动轮（13），所述主动轮（13）的同侧水平设置从动轮（6）、所述主动轮（13）的对侧水平设置辅助轮（7），所述主动轮（13）和辅助轮（7）分别位于轨道（3）的两侧对所述轨道（3）进行夹持；所述云台电机（9）的下面设置有用于安装末端工具（11）的末端工具安装版（10）。

2.根据权利要求1所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述辅助轮（7）的旁边设置有扭簧（14），所述扭簧（14）与连接件（15）通过旋转副的方式连接并通过连接件（15）与所述辅助轮（7）的轴（16）连接。

3.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述行走装置的外部设置有外壳（4）。

4.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述末端工具（11）的外部设置有护罩（5）。

5.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述末端工具（11）为相机或夹持器。

6.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述轨道（3）为圆管。

7.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于，所述电机（12）与电缆（2）导线以受电弓方式滑动连接为所述行走装置供电。

8.根据权利要求1或2所述单轨道机器人行走装置，其特征在于， 所述主动轮（13）、从动轮（6）和辅助轮（7）三者的排列位置为等腰三角形，所述辅助轮（7）至主动轮（13）之间的距离与辅助轮（7）至从动轮（6）之间的距离相等。