CN210393575U - 基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，包括运动单元壳体；一个以上的从动轮；移动平台，移动平台上活动设置有一个以上的主动轮，主动轮和从动轮之间留有供导轨穿过的空间；与所述主动轮相连接的驱动机构；压力调节机构，该压力调节机构能够施力于所述移动平台上并驱动所述移动平台移动靠近所述从动轮。户通过调整压力调节机构施加于移动平台上的推力，进而可以调节主动轮和从动轮配合夹紧导轨的夹紧力，以达到调节本实用新型的导轨攀爬机器人运动单元与导轨之间的摩擦力的目的，因而使得本实用新型的导轨攀爬机器人运动单元既可以负载重荷爬升，而且结构简单、便于制作、制作成本低。

Description

基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元

技术领域

本实用新型涉及导轨攀爬机器人领域，特别是基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元。

背景技术

众所周知，随着社会的发展和科学技术的不断进步，现在的大厦建筑的高度不断增加，对于建筑外墙的绿化、清洁，或者将物料运输至建筑的顶部，或者是发生火灾，人员需要紧急逃生时，高楼建筑都难以解决上述的问题。

因此，为了解决上述问题，人们制作了各式各样的升降装置，其中一种是在建筑的顶部设置一龙门架，龙门架上设置有一滑轮，所述滑轮上活动安装有一钢丝吊绳，钢丝吊绳的自由端连接有一用于装载物品或临时载客的承载平台，通过钢丝吊绳带动承载平台升降，从而实现升降物品或载人升降。

上述的升降装置虽然能够实现物品或人员的升降，但是该升降装置由于通过钢丝吊绳拉动承载平台升降，而钢丝吊绳相对柔软，在高空中容易晃动，不便于高空作业。

因而，人们又提出了另一种升降装置，该种升降装置为导轨升降机构，包括一沿垂直方向安装的立式导轨，所述立式导轨上活动安装有能够沿着该立式导轨上下移动的升降机构，该升降机构结构相对复杂，制作成本高，不能满足用户的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够解决上述技术问题之一，且基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：

基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，包括运动单元壳体，所述运动单元壳体的内部设置有一敞口的容腔；一个以上的从动轮，所述从动轮活动安装于所述运动单元壳体上；移动平台，所述移动平台活动设置于所述运动单元壳体的容腔中，所述移动平台上活动设置有一个以上的主动轮，所述主动轮位于所述从动轮的一侧，且主动轮和从动轮之间留有供导轨穿过的空间；驱动机构，所述驱动机构设置于所述运动单元壳体上，所述驱动机构与所述主动轮相连接，该驱动机构能够驱动所述主动轮转动；压力调节机构，所述压力调节机构设置于所述运动单元壳体内部的容腔中，该压力调节机构能够施力于所述移动平台上并驱动所述移动平台移动靠近所述从动轮。

优选地，所述压力调节机构包括：一根以上的调节螺杆，所述调节螺杆螺纹安装于所述运动单元壳体上，一根以上的压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述调节螺杆相抵接，而压缩弹簧的另一端与所述移动平台相抵接，其中，转动所述调节螺杆挤压所述压缩弹簧可改变压缩弹簧的弹性形变量，能够调节压缩弹簧施加于所述移动平台的推力。通过采用上述的结构，既可简化本实用新型的压力调节机构的结构，同时又便于调节压力调节机构施加于移动平台上的推力。

优选地，所述压力调节机构包括两根调节螺杆，每根调节螺杆上均配置有一压缩弹簧；其中两根调节螺杆平行地安装于所述运动单元壳体上。通过采用两根压缩弹簧同时施力于移动平台上，既可以增大所述压力调节机构施加于移动平台上的推力，同时可以使得移动平台的受力更加平衡。

优选地，所述主动轮的数量为两个，两个主动轮平排设置于所述移动平台上；所述驱动机构通过一组传动机构同时与两个主动轮相连接。上述的技术方案使得本实用新型的运动单元可通过两个主动轮与导轨相接触，进而增大本实用新型的运动单元与导轨之间的摩擦力，有助于提升本实用新型的运动单元的攀爬性能。

优选地，所述驱动机构为一电机，所述传动机构包括一个主动齿轮和两个从动齿轮，两个从动齿轮与两个主动轮一一对应地相连接，所述主动齿轮与所述电机的输出轴相连接，其中，所述主动齿轮同时与两个从动齿轮相啮合。通过采用上述的结构，既可简化驱动机构的结构，同时又可以使得驱动机构可以更好地驱动主动轮转动。

优选地，所述驱动机构为一伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有一变速箱，所述变速箱的输出轴与所述主动齿轮相连接。通过采用上述的结构，可以更好地调整主动轮的转速，从而调节本实用新型的运动单元的爬升速度。

优选地，所述主动轮还连接有一断电能够自动锁紧的离合器，当所述离合器断电时，该离合器能够锁紧所述主动轮。通过采用上述的结构，当出现断电，驱动机构失去动力时，离合器能够及时锁紧所述主动轮，此时主动轮不再转动，因而本实用新型的运动单元可以锁紧于导轨上，而避免意外从高处向下滑落，保证安全。

优选地，所述主动轮的外表面设置有用于增大该主动轮与导轨之间的摩擦力的纹理。通过在主动轮的外表面设置纹理，可以大大增加主动轮与导轨之间的摩擦力，进一步增强本实用新型的运动单元的爬升性能。

优选地，所述运动单元壳体与移动平台之间至少设置有一组用于引导所述移动平台移动的导向机构；所述导向机构包括相互配合滑动导向的导向滑槽和导向滑块；所述导向滑槽和导向滑块其中一设置于所述运动单元壳体上，另一则设置于所述移动平台上。通过采用上述的结构，可以使得移动平台可在容腔中更好相对所述运动单元壳体移动。

优选地，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述移动平台的两侧。通过采用上述的结构，可以使得移动平台的移动更加流畅、平稳。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型的导轨攀爬机器人运动单元将主动轮设置于移动平台上，同时运动单元壳体上设置有用于推动移动平台移动靠近从动轮的压力调节机构，用户通过调整压力调节机构施加于移动平台上的推力，进而可以调节主动轮和从动轮配合夹紧导轨的夹紧力，以达到调节本实用新型的导轨攀爬机器人运动单元与导轨之间的摩擦力的目的，因而使得本实用新型的导轨攀爬机器人运动单元既可以负载重荷爬升，而且结构简单、便于制作、制作成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一优选实施例与导轨配合时的结构示意图；

图2是本实用新型一优选实施例的结构示意图；

图3是本实用新型一优选实施例的局部结构分解示意图；

图4是本实用新型一优选实施例的内部结构示意图；

图5是本实用新型一优选实施例中移动平台与运动单元壳体处于分离状态时的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1、图2和图3，本实用新型基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元的一优选实施例，包括一运动单元壳体10，所述运动单元壳体10的内部设置有一敞口的容腔100，所述运动单元壳体10上设置有一个以上的从动轮11，上述从动轮11 的数量可以为一个、两个、三个或多个，具体可根据实际需要而定，在本实施例中，所述从动轮11设置于所述容腔100的敞口处；所述运动单元壳体10的容腔100中活动安装有一移动平台12，所述移动平台12上活动设置有一个以上的主动轮 13，所述主动轮13的数量可以为一个、两个、三个或多个，具体可根据实际需要而定，所述主动轮13位于所述从动轮11 的一侧，且主动轮13和从动轮11之间留有供导轨20穿过的空间；所述运动单元壳体10上设置有一驱动机构14，所述驱动机构14与所述主动轮13相连接，该驱动机构14能够驱动所述主动轮13转动；所述运动单元壳体10内部的容腔100中设置有一压力调节机构，该压力调节机构能够施力于所述移动平台12上并驱动所述移动平台12移动靠近所述从动轮11。

参照图1，将本实施例的导轨攀爬机器人运动单元与导轨 20配合使用时，所述导轨20嵌入所述主动轮13和从动轮11 之间，通过压力调节机构施力于所述移动平台12上并驱动所述移动平台12移动靠近所述从动轮11，移动平台12可带动主动轮13同步移动靠近所述从动轮11，因此所述主动轮13和从动轮11可以分别从导轨20的两侧夹紧所述导轨20，进而可以大大增加主动轮13和从动轮11与导轨20之间的摩擦力，因而驱动机构14驱动所述主动轮13转动时，主动轮13可沿着导轨20攀升，进而使得本实施例的导轨攀爬机器人运动单元在承载重荷时依然能够沿着导轨20攀升或下降，简单方便。

当然，为了进一步增大导轨20与主动轮13之间的摩擦力，导轨20的表面可以贴合有用于增大摩擦力的橡胶垫或硅胶垫。

参照图4和图5，为了简化本实施例中压力调节机构的结构，在这里，所述压力调节机构包括：一根以上的调节螺杆150 和一根以上的压缩弹簧151，所述调节螺杆150螺纹安装于所述运动单元壳体10上，用户拧动所述调节螺杆150正向转动或反向转动时，所述调节螺杆150能够伸入所述运动单元壳体 10的容腔100中或从容腔100中退出，所述压缩弹簧151一端与所述调节螺杆150相抵接，而压缩弹簧151的另一端与所述移动平台12相抵接，其中，转动所述调节螺杆150挤压所述压缩弹簧151可改变压缩弹簧151的弹性形变量，进而能够调节压缩弹簧151施加于所述移动平台12的推力。

其中，为了使得压力调节机构施加于移动平台12上的推力更加平衡，在这里，所述压力调节机构包括两根调节螺杆 150，每根调节螺杆150上均配置有一压缩弹簧151；其中两根调节螺杆150平行地安装于所述运动单元壳体10上，同时两根压缩弹簧151的一端分别对应地与两根调节螺杆150相抵接，而两根压缩弹簧151的另一端则与所述移动平台12相抵接，通过采用上述的结构，既可以使得移动平台12的受力更加平衡，而且在需要的情况下，可以单独拧动某根调节螺杆 150，以调节与其配合的压缩弹簧151的施加于移动平台12上的弹力，进而使得两根压缩弹簧151施加于移动平台12上的弹力基本保持一致。当然，在某些需要的情况下，可以通过单独调节某根调节螺杆150以使得与其配合的压缩弹簧151施加于移动平台12上的弹力大于另一根压缩弹簧151施加于移动平台12上的弹力。

当然，压力调节机构除了采用上述的结构外，还可以采用其他结构代替，如所述压力调节机构为一气缸或液压缸，通过气缸或液压缸直接施力于移动平台12，同样可以达到推动移动平台12移动靠近从动轮11的目的，同时也可以调节气缸或液压缸施加于移动平台12上的推力大小。或者压力调节机构也可以采用电机与丝杆机构配合的方式代替，通过电机驱动丝杆机构的丝杆转动，而螺纹连接于丝杆上的螺母则与移动平台12 相连接，通过采用电机与丝杆机构配合的结构，同样可实现推动移动平台12移动及调节施加于移动平台12上的推力大小的目的。

参照图2和图5，为了使得本实施例的导轨攀爬机器人运动单元在导轨20上爬升时，能够具有足够的爬升力，在这里，所述主动轮13的数量为两个，两个主动轮13平排设置于所述移动平台12上；所述驱动机构14通过一组传动机构同时与两个主动轮13相连接。在本实施例中，所述驱动机构14设置于所述移动平台12上，且该驱动机构14可跟随该移动平台12 同步移动。通过在移动平台12上设置有两个主动轮13，进而可以进一步增大导轨攀爬机器人运动单元与导轨20之间的摩擦力，以提升导轨攀爬机器人运动单元的爬升性能。

参照图2和图3，为了简单化驱动机构14的结构，在这里，所述驱动机构14为一电机，所述传动机构包括一个主动齿轮141和两个从动齿轮142，两个从动齿轮142与两个主动轮13 一一对应地相连接，所述主动齿轮141与所述电机的输出轴相连接，其中，所述主动齿轮141同时与两个从动齿轮142相啮合。当然，上述的传动机构也可以采用为带传动机构或者是链传动机构，由于带传动机构或者链传动机构均为本领域的习知技术，在此不再赘述。

当然，驱动机构14除了采用上述的结构外，还可以采用其他结构，如驱动机构14一为旋转气缸，旋转气缸的输出轴直接与主动轮13相连接，同样可以驱动主动轮13转动；或者驱动机构14包括一气缸，所述气缸的活塞杆连接有一齿条，所述主动轮13上同轴配置有一能够与所述齿条配合的齿轮，通过气缸推动齿条驱动齿轮转动，同样能够实现驱动主动轮13 转动的目的。

同时，为了便于控制导轨攀爬机器人运动单元的爬升速度，在这里，优选地，所述驱动机构14为一伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有一变速箱140，所述变速箱140的输出轴与所述主动齿轮141相连接。因此，通过采用伺服电机与变速箱140配合作用，可以控制驱动机构14的输出转速，进而控制主动轮13的转速，从而达到控制导轨攀爬机器人运动单元的的爬升速度。

参照图2、图4和图5，在这里，所述主动轮13还连接有一断电能够自动锁紧的离合器130，当所述离合器130断电时，该离合器130能够锁紧所述主动轮13。通过在主动轮13上配置有断电能够自动锁紧的离合器130，进而使得驱动机构14因断电突然失去动力时，离合器130能够自动抱死锁紧，进而使得与离合器130相连接的主动轮13停止转动，因而主动轮13和从动轮11相互夹紧导轨，而使得导轨攀爬机器人运动单元在断电时不会在导轨上滑下，保证安全。在本实施例中，所述离合器130为一电磁离合器，优选地，可采用为无锡温纳自动化技术有限公司生产，型号为DHM4-5的电磁离合器，由于该电磁离合器为习知技术，在此不在赘述。

参照图1、图4和图5，为了能够增大主动轮13与导轨20之间的摩擦力，在本实施例中，所述主动轮13的外表面设置有用于增大该主动轮13与导轨之间的摩擦力的纹理131。在这里，上述的纹理131可以为设置于所述主动轮13外表面的凸点或者凹纹等，具体可根据实际需要而定。

参照图4和图5，为了可以使得移动平台12可以更好地在所述运动单元壳体10内部的容腔100中移动，在本实施例中，所述运动单元壳体10与移动平台12之间至少设置有一组用于引导所述移动平台12移动的导向机构；所述导向机构包括相互配合滑动导向的导向滑槽161和导向滑块162；所述导向滑槽161和导向滑块162其中一设置于所述运动单元壳体10上，另一则设置于所述移动平台12上。即所述导向滑槽161设置于所述运动单元壳体10上时，所述导向滑块162则设置于移动平台12上；若所述导向滑槽161设置于移动平台12上时，所述导向滑块162则设置于所述运动单元壳体10上，具体可根据实际需要而定，在本实施例中，所述导向滑槽161开设于所述容腔100的内壁上，而所述导向滑块162则设置于所述移动平台12的一端处。通过导向机构的导向作用，可以使得移动平台12相对运动单元壳体10的移动更加流畅，同时又可以避免移动平台12带动所述主动轮13相对导轨20错位转动，保证主动轮13可以紧贴导轨20。在这里，作为本实施例的进一步优选，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述移动平台12的两侧。通过采用两组导向机构同时对移动平台12进行导向，可以使得移动平台12的移动更加平稳。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于，包括：

运动单元壳体(10)，所述运动单元壳体(10)的内部设置有一敞口的容腔(100)；

一个以上的从动轮(11)，所述从动轮(11)活动安装于所述运动单元壳体(10)上；

移动平台(12)，所述移动平台(12)活动设置于所述运动单元壳体(10)的容腔(100)中，所述移动平台(12)上活动设置有一个以上的主动轮(13)，所述主动轮(13)位于所述从动轮(11)的一侧，且主动轮(13)和从动轮(11)之间留有供导轨穿过的空间；

驱动机构(14)，所述驱动机构(14)设置于所述运动单元壳体(10)上，所述驱动机构(14)与所述主动轮(13)相连接，该驱动机构(14)能够驱动所述主动轮(13)转动；

压力调节机构，所述压力调节机构设置于所述运动单元壳体(10)内部的容腔(100)中，该压力调节机构能够施力于所述移动平台(12)上并驱动所述移动平台(12)移动靠近所述从动轮(11)。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于，

所述压力调节机构包括：

一根以上的调节螺杆(150)，所述调节螺杆(150)螺纹安装于所述运动单元壳体(10)上，

一根以上的压缩弹簧(151)，所述压缩弹簧(151)一端与所述调节螺杆(150)相抵接，而压缩弹簧(151)的另一端与所述移动平台(12)相抵接，

其中，转动所述调节螺杆(150)挤压所述压缩弹簧(151)可改变压缩弹簧(151)的弹性形变量，能够调节压缩弹簧(151)施加于所述移动平台(12)的推力。

3.根据权利要求2所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于，

所述压力调节机构包括两根调节螺杆(150)，每根调节螺杆(150)上均配置有一压缩弹簧(151)；

其中两根调节螺杆(150)平行地安装于所述运动单元壳体(10)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述主动轮(13)的数量为两个，两个主动轮(13)平排设置于所述移动平台(12)上；

所述驱动机构(14)通过一组传动机构同时与两个主动轮(13)相连接。

5.根据权利要求4所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述驱动机构(14)为一电机，

所述传动机构包括一个主动齿轮(141)和两个从动齿轮(142)，两个从动齿轮(142)与两个主动轮(13)一一对应地相连接，所述主动齿轮(141)与所述电机的输出轴相连接，

其中，所述主动齿轮(141)同时与两个从动齿轮(142)相啮合。

6.根据权利要求5所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述驱动机构(14)为一伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有一变速箱(140)，所述变速箱(140)的输出轴与所述主动齿轮(141)相连接。

7.根据权利要求1所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述主动轮(13)还连接有一断电能够自动锁紧的离合器(130)，

当所述离合器(130)断电时，该离合器(130)能够锁紧所述主动轮(13)。

8.根据权利要求1所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述主动轮(13)的外表面设置有用于增大该主动轮(13)与导轨之间的摩擦力的纹理(131)。

9.根据权利要求1所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述运动单元壳体(10)与移动平台(12)之间至少设置有一组用于引导所述移动平台(12)移动的导向机构；

所述导向机构包括相互配合滑动导向的导向滑槽(161)和导向滑块(162)；

所述导向滑槽(161)和导向滑块(162)其中一设置于所述运动单元壳体(10)上，另一则设置于所述移动平台(12)上。

10.根据权利要求9所述的基于摩擦力行走的导轨攀爬机器人运动单元，其特征在于：

所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述移动平台(12)的两侧。

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