CN212601799U - 一种巡检机器人的行走总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巡检机器人的行走总成，包括安装平台、辅助轮机构和驱动轮机构，辅助轮机构和驱动轮机构均包括轮架和轴承连接件，辅助轮机构和驱动轮机构的轮架通过轴承连接件与安装平台可转动连接，辅助轮机构和驱动轮机构的轮架远离其轴承连接件的一侧均设置有两块安装支板，两块安装支板分别位于轮架的两侧，两块安装支板相互靠近的一侧均安装有导向轮组和承重轮组，驱动轮机构内其中一侧安装支板上设置有走行电机，走行电机的输出轴上安装有可与轨道上齿条相互啮合的走行齿轮，驱动轮机构内的走行齿轮与同侧的承重轮组分别位于轨道下沿的两侧。本实用新型结构相对简单且转弯自适应较好，能够满足轨道走行相应的技术要求。

Description

一种巡检机器人的行走总成

技术领域

本实用新型涉及轨道巡检机器人技术领域，具体而言，涉及一种巡检机器人的行走总成。

背景技术

目前，部分轨道式巡检机器人的行走总成存在转向自适应性较差的缺陷，为了达到小转弯半径的目的而增设或改进了一些较为复杂的结构，导致整个行走总成的重量大大增加，而不能满足一些轨道走行的技术要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种巡检机器人的行走总成，该行走总成结构相对简单且转弯自适应较好，能够满足轨道走行相应的技术要求。

本实用新型的实施例是这样实现的：一种巡检机器人的行走总成，包括安装平台以及设置于安装平台靠近轨道一侧的辅助轮机构和驱动轮机构，辅助轮机构和驱动轮机构均包括轮架以及设置在轮架一侧的轴承连接件，辅助轮机构和驱动轮机构的轮架通过轴承连接件与安装平台可转动连接，辅助轮机构和驱动轮机构的轮架远离其轴承连接件的一侧均设置有两块安装支板，两块安装支板分别位于轮架横跨于轨道的两侧，两块安装支板相互靠近的一侧均安装有可与轨道走行匹配的导向轮组和承重轮组，驱动轮机构内其中一侧安装支板上设置有走行电机，走行电机的输出轴上安装有可与轨道上齿条相互啮合的走行齿轮，驱动轮机构内的走行齿轮与同侧的承重轮组分别位于轨道下沿的两侧。

进一步地，辅助轮机构和驱动轮机构中的安装支板均包括底板以及成型在底板上的两块支板，底板远离支板的一侧与对应轮架固定连接，辅助轮机构和驱动轮机构中的每块安装支板上均安装有两组导向轮组和一组承重轮组，两组导向轮组分别设置在安装支板的两块支板上，底板远离轮架的一侧固定有架板，架板位于两块支板之间，承重轮组安装在架板上，承重轮组包括承重轮轴和承重轮，承重轮轴一端固定在架板上，另一端指向轨道，承重轮可转动地安装在承重轮轴指向轨道的一端。

进一步地，每块安装支板内的支板靠近轨道的一侧成型有上下两块支撑板，每块支撑板上均设置有轴孔，单组导向轮组安装在单块支板中的两块支撑板之间，导向轮组包括轮轴以及安装在轮轴上下两端的导向轮，导向轮组中的轮轴两端分别可转动地穿过两侧支撑板上的轴孔。

进一步地，辅助轮机构和驱动轮机构内位于轨道一侧支板中的支撑板上的轴孔均为条形孔，条形孔的长度方向与其所在的支撑板的朝向一致，该轨道一侧的支板上均设置有弹簧轴，弹簧轴一端与支板固定连接，弹簧轴另一端与对应的轮轴中部可拆卸式连接。

进一步地，驱动轮机构的轮架上安装有用于调整走行齿轮与轨道齿条啮合度的调节机构，调节机构包括电机支架以及安装在电机支架上的浮动支撑组件，浮动支撑组件包括光轴、限位座、弹簧和直线轴承，限位座固定在驱动轮机构的轮架上，光轴一端与限位座固定连接，光轴另一端套装直线轴承，弹簧套装在直线轴承与限位座之间的光轴上，直线轴承与电机支架固定连接，电机支架一侧与走行电机固定连接，且电机支架远离直线轴承的一侧设置有可与轨道滚动接触的齿条定位轮。

进一步地，电机支架上对称安装有两组浮动支撑组件，两组浮动支撑组件分别位于走行齿轮的两侧，两根光轴远离限位座的一端之间固定有导向连接板。

进一步地，辅助轮机构或驱动轮机构上安装有滑触取电组件。

进一步地，辅助轮机构或驱动轮机构中的其中一侧的安装支板上设置有光电检测组件。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供的行走总成中的辅助轮机构和驱动轮机构均可与安装平台可转动连接，可使辅助轮机构和驱动轮机构中的轮架均具有自适应的转向功能，从而来适应轨道行走下转弯半径较小(小于400mm)的技术要求，并且通过在每个轮架上均设置与轨道走行匹配的导向轮组和承重轮组，结构相对简单，重量相对较轻，且这种简单的轮组组合形式可以满足轨道行走流畅度较高且走行平稳的技术要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的行走总成的结构示意图；

图2为图1所示行走总成的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的驱动轮机构的结构示意图；

图4为图3所示驱动轮机构另一视角的结构示意图；

图5为图3所示驱动轮机构的部分结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的调节机构的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的辅助轮机构的结构示意图；

图8为图7所示辅助轮机构的部分结构示意图。

图标：1-安装平台；2-辅助轮机构；3-驱动轮机构；4-光电检测组件；5-滑触取电组件；21-连接支架；22-轮架；23-轴承连接件；24-安装支板；25-导向轮组；26-承重轮组；241-底板；242-支板；243-架板；244-支撑板；245-轴孔；246-条形孔；247-弹簧轴；251-轮轴；252-导向轮；261-承重轮；262-承重轮轴；31-走行电机；32-轮架；33-轴承连接件；34-安装支板；35-导向轮组；36-调节机构；37-承重轮组；38-走行齿轮；341-底板；342-支板；343-架板；344-支撑板；345-轴孔；346-条形孔；347-弹簧轴；351-轮轴；352-导向轮；361-电机支架；362-浮动支撑组件；363-齿条定位轮；371-承重轮；372-承重轮轴；3621-限位座；3622-光轴；3623-直线轴承；3624-导向连接板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供的一种巡检机器人的行走总成包括安装平台1以及设置于安装平台1靠近轨道一侧的辅助轮机构2和驱动轮机构3，所述辅助轮机构2和驱动轮机构3均与安装平台1之间可转动连接，从而来具有自适应的转向功能，以适应轨道行走下转弯半径较小(小于400mm)的技术要求。具体地，辅助轮机构2包括轮架22以及设置在轮架22一侧的轴承连接件23，轮架22通过轴承连接件23与安装平台1可转动连接，在另一实施例中，轮架22与安装平台1之间设置有连接支架21，连接支架21与安装平台1之间通过螺栓可拆卸连接，轮架22通过轴承连接件23与连接支架21可转动连接，从而达到轮架22与安装平台1之间可相对旋转或转动的目的。所述驱动轮机构3包括轮架32以及设置在轮架32一侧的轴承连接件33，所述轮架32通过轴承连接件33与安装平台1可转动连接。本实施例中，轴承连接件23与轴承连接件33结构相同，它可以是一般的轴承配合端盖的结构形式，也可以是法兰式轴承配合止退盖板的结构形式，此处采用后者，只需要满足稳定的转动连接要求即可。

所述辅助轮机构2和驱动轮机构3的结构大致相同，只是一者作为动力轮，相比另一者增设了动力驱动机构。以其中一者来展开描述相同的部分，请参阅图7，所述辅助轮机构2的轮架22远离轴承连接件23的一侧设置有两块安装支板24，两块安装支板24分别位于轮架22横跨于轨道的两侧，即表示两块安装支板24分别位于轨道的两侧，两块安装支板24相互靠近的一侧均安装有可与轨道走行匹配的导向轮组25和承重轮组26，单块安装支板24上导向轮组25的数量可以是一组、两组甚至更多组，只需要满足稳定转向的要求即可，两侧的导向轮组25用于支撑直线行走或者转向行走，整个安装支板24与导向轮组25的集成的结构相对简化，不仅可使整体结构更加简单与轻盈，而且整体的尺寸可以做到较小，使集成度更高，以满足轨道上一些窄距通过以及小转弯半径的要求。同样地，请参阅图3和图4，所述驱动轮机构3远离其轴承连接件33的一侧均设置有两块安装支板34，两块安装支板34分别位于32轮架横跨于轨道的两侧，两块安装支板34相互靠近的一侧均安装有可与轨道走行匹配的导向轮组35和承重轮组37。通过安装导向轮组和承重轮组，不仅结构相对简单，重量相对较轻，并且这种简单的轮组组合形式可以满足轨道行走流畅度较高且走行平稳的技术要求。

所述驱动轮机构3相比辅助轮机构2增设了行走动力部分，具体地，所述驱动轮机构3内其中一侧安装支板34上设置有走行电机31，走行电机31的输出轴上安装有可与轨道上对应加工设置的齿条相互啮合的走行齿轮38，该走行齿轮38与同侧的承重轮组37分别位于工字型轨道一侧下沿的两侧，即表示承重轮组37支撑在轨道一侧下沿的上表壁上，所述走行齿轮38啮合在轨道一侧下沿的下表壁的齿条上，从而达到两侧夹持的目的来实现整个轮架32稳定地走行在轨道上。

以驱动轮机构3为例说明，为了增加轮架32与导向轮组35在轨道上走行的可靠性，每块安装支板上34均安装有两组导向轮组35和一组承重轮组37，每组导向轮组35均包括轮轴351以及安装在轮轴351上下两端的导向轮352，所述轮轴351可转动地设置在安装支板34上，具体地，所述安装支板34包括底板341以及成型在底板341上的两块支板342，底板341与支板342组合为大致的U型板形状，所述底板341远离支板342的一侧与轮架32固定焊接或者一体成型，轮架32除与底板341连接的部分采用设置减重孔的形式来减轻其整体重量，所述走行电机31可穿过该减重孔以便于进行安装。在本实施例中，单块安装支板32上安装的两组导向轮组35相距不大于200mm，不仅可保证较好的支撑稳定性，而且转向顺畅性丝毫不受影响。单侧的两组导向轮组35分别设置在单块安装支板34的两块支板342上，所述底板341远离轮架32的一侧固定有架板343，架板343位于两块支板342之间，所述承重轮组37包括承重轮轴372和承重轮371，承重轮轴372一端与架板343上的装配轴孔通过孔轴的形式固定连接，另一端指向轨道，两侧的承重轮轴372同轴分布，承重轮轴372靠近轨道的一端可转动地设置该承重轮371。所述承重轮371采用橡胶轮，具有一定挤压塑性，使用时，承重轮371下侧与轨道一侧下沿的上表壁贴合行走，承重轮371用于支撑整个轮架32，可进一步增加轮架32与导向轮组35在轨道上走行的可靠性。

同样地，辅助轮机构2为了达到增加轮架22与导向轮组25在轨道上走行可靠性的目的，请参阅图8，所述辅助轮机构2中的安装支板24包括底板241以及成型在底板241上的两块支板242，底板241远离支板242的一侧与轮架22固定连接，每块安装支板24上均安装有两组导向轮组25和一组承重轮组26，两组导向轮组25分别设置在安装支板24的两块支板242上，底板241远离轮架22的一侧固定有架板243，架板243位于两块支板242之间，所述承重轮组26安装在架板243上，承重轮组26包括承重轮轴262和承重轮261，承重轮轴262一端固定在架板243上，另一端指向轨道，所述承重轮261可转动地安装在承重轮轴262指向轨道的一端。

以驱动轮机构3为例说明，为了使导向轮组35稳定且可靠地安装在单块支板342上，请参阅图5，所述支板342靠近轨道的一侧成型有上下两块支撑板344，两块支撑板344在使用时均为水平状态，每块支撑板344上均设置有轴孔345，单组导向轮组35安装在单块支板342中的两块支撑板344之间，具体地，导向轮组35中的轮轴351两端分别可转动地穿过两侧支撑板344上的轴孔345并与导向轮352连接，从而达到导向轮352贴合轨道的侧壁并走行的目的。此外，为了使两侧的所有导向轮组35中的导向轮352不会对轨道侧壁造成过度的刚性挤压损伤，位于轨道一侧支板342中的支撑板344上的轴孔345为条形孔346，条形孔346的长度方向与支撑板346的朝向一致，即表示允许轮轴351有沿靠近或远离轨道一侧方向窜动的位移量。该轨道一侧的支板342上设置有弹簧轴347，弹簧轴347一端与支板342固定连接，固定连接的方式可以是焊接、轴孔配合式插接、螺接、扣接等等，所述弹簧轴347另一端与对应的轮轴351中部可拆卸式连接，此可拆卸式连接方式可以是螺接、铆接、夹接、轴孔配合式插接等等，此处采用夹接。当然，也可以采用其余具有弹性伸缩功能的零件如弹簧来代替弹簧轴347。通过设置条形孔346与弹簧轴347，可使该侧的轮轴351具有一定位移调节量，从而能够适应轨道宽度微小变化的情况，以防止出现过度的挤压损伤。

同样地，为使辅助轮机构2的导向轮组25稳定且可靠地安装在单块支板242上以及导向轮组25中的导向轮252不会对轨道侧壁造成过度的刚性挤压损伤，辅助轮机构2中的安装支板24内的支板242靠近轨道的一侧成型有上下两块支撑板244，每块支撑板244上均设置有轴孔245，单组导向轮组25安装在单块支板242中的两块支撑板244之间，导向轮组25包括轮轴251以及安装在轮轴251上下两端的导向轮252，导向轮组25中的轮轴251两端分别可转动地穿过两侧支撑板244上的轴孔245；所述辅助轮机构2位于轨道一侧支板242中的支撑板244上的轴孔245均为条形孔246，所述条形孔246的长度方向与其所在的支撑板244的朝向一致，该轨道一侧的支板242上均设置有弹簧轴247，弹簧轴247一端与支板242固定连接，弹簧轴247另一端与对应的轮轴251中部可拆卸式连接。

由于驱动轮机构3的啮合稳定性直接影响到整个行走总成的移动稳定性，请参阅图6，为了使走行齿轮38与轨道上的齿条啮合具有自调节性，使整体啮合更稳，以克服齿条某处因加工不精确或者有误差而引起与走行齿轮38啮合时出现硬性挤压损伤的问题。所述轮架32上安装有用于调整走行齿轮38与轨道齿条啮合度的调节机构36，所述调节机构36包括电机支架361以及安装在电机支架361上的浮动支撑组件362，所述电机支架361一侧与走行电机31固定连接，所述浮动组件362可以是一组、两组甚至更多组，以满足浮动支撑走行电机31的要求即可。在本实施例中，所述电机支架361上对称安装有两组浮动支撑组件362，且两组浮动支撑组件362分别位于走行齿轮38的两侧，以单组浮动支撑组件362来说明，浮动支撑组件362包括光轴3622、限位座3621、弹簧(未图示)和直线轴承3623，所述限位座3621固定在轮架32靠近安装支板34的侧壁上，光轴3622一端与限位座3621固定连接，光轴3622另一端套装所述直线轴承3623，所述弹簧套装在直线轴承3623与限位座3621之间的光轴3622上，使直线轴承3623可相对限位座3621在弹簧弹力作用下具有上下移动的自适应性。所述直线轴承3623与电机支架361固定连接，可使整个微型的走行电机31具备上下浮动的条件，从而使走行齿轮38在齿条啮合的时候啮合间隙具有一定可调节的幅度，以克服齿条某处因加工不精确或者有误差而引起与走行齿轮38啮合时出现硬性挤压损伤的问题。所述电机支架361远离直线轴承3623的一侧设置有可与轨道滚动接触的齿条定位轮363，齿条定位轮363用于找准并定位轨道下表面上齿条的位置，从而达到走行齿轮38与齿条充分啮合的目的。所述两根光轴3622远离限位座3621的一端之间固定有导向连接板3624，导向连接板3624与光轴3622之间采用套接或螺接等可拆卸连接的方式，不仅可对直线轴承3623进行限位，还能保证两侧的直线轴承3623动作的一致性。

为了使整个行走总成具有滑触取电的功能，以达到电源及信息远距离传输的目的，所述辅助轮机构2或所述驱动轮机构3上安装有滑触取电组件5，本实施例中，所述驱动轮机构3上安装滑触取电组件5，具体地，滑触取电组件5包括固定板、铰座和取电刷，所述固定板安装在对应侧的安装支板34中其中一个支板342上，该支板342位于轨道上导电部分的一侧，以便于进行取电，所述铰座固定在固定板靠近轨道的一侧，铰座采用一般的销式铰座，可允许在一个平面内进行自由旋转的功能，取电刷一端与铰座铰接，另一侧可与轨道上的导电部分滑动接触，以达到滑动取电的目的。为了使整个行走总成能够判断走行到整根轨道哪一部分，从而控制整个巡检机器人转换为相应的状态，所述辅助轮机构2或所述驱动轮机构3中的其中一侧的安装支板上设置有光电检测组件4，本实施例中，驱动轮机构3其中一侧的安装支板34设置有该光电检测组件4，具体地，光电检测组件4包括光电安装支板和多个光电传感器，安装支板34的其中一个支板342上固定所述光电安装支板，光电安装支板上设置有多个用于检测轨道状态的光电传感器，光电传感器通过检测相应轨距或其他距离，来判断整个驱动轮支架总成走行到了轨道的哪一部分，尤其是通过轨道上的架桥部分，提前判断可控制整个巡检机器人转换为相应的状态。

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

Claims (8)

1.一种巡检机器人的行走总成，其特征在于，包括安装平台以及设置于安装平台靠近轨道一侧的辅助轮机构和驱动轮机构，所述辅助轮机构和所述驱动轮机构均包括轮架以及设置在轮架一侧的轴承连接件，所述辅助轮机构和所述驱动轮机构的轮架通过所述轴承连接件与所述安装平台可转动连接，所述辅助轮机构和驱动轮机构的轮架远离其轴承连接件的一侧均设置有两块安装支板，两块安装支板分别位于轮架横跨于轨道的两侧，两块安装支板相互靠近的一侧均安装有可与轨道走行匹配的导向轮组和承重轮组，所述驱动轮机构内其中一侧安装支板上设置有走行电机，所述走行电机的输出轴上安装有可与轨道上齿条相互啮合的走行齿轮，驱动轮机构内的走行齿轮与同侧的承重轮组分别位于轨道下沿的两侧。

2.根据权利要求1所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述辅助轮机构和驱动轮机构中的安装支板均包括底板以及成型在底板上的两块支板，底板远离支板的一侧与对应轮架固定连接，所述辅助轮机构和驱动轮机构中的每块安装支板上均安装有两组导向轮组和一组承重轮组，两组导向轮组分别设置在安装支板的两块支板上，底板远离轮架的一侧固定有架板，架板位于两块支板之间，所述承重轮组安装在架板上，承重轮组包括承重轮轴和承重轮，承重轮轴一端固定在架板上，另一端指向轨道，所述承重轮可转动地安装在承重轮轴指向轨道的一端。

3.根据权利要求2所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，每块安装支板内的支板靠近轨道的一侧成型有上下两块支撑板，每块支撑板上均设置有轴孔，单组导向轮组安装在单块支板中的两块支撑板之间，导向轮组包括轮轴以及安装在轮轴上下两端的导向轮，导向轮组中的轮轴两端分别可转动地穿过两侧支撑板上的轴孔。

4.根据权利要求3所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述辅助轮机构和驱动轮机构内位于轨道一侧支板中的支撑板上的轴孔均为条形孔，所述条形孔的长度方向与其所在的支撑板的朝向一致，该轨道一侧的支板上均设置有弹簧轴，弹簧轴一端与支板固定连接，弹簧轴另一端与对应的轮轴中部可拆卸式连接。

5.根据权利要求1所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述驱动轮机构的轮架上安装有用于调整走行齿轮与轨道齿条啮合度的调节机构，所述调节机构包括电机支架以及安装在电机支架上的浮动支撑组件，浮动支撑组件包括光轴、限位座、弹簧和直线轴承，所述限位座固定在驱动轮机构的轮架上，光轴一端与限位座固定连接，光轴另一端套装所述直线轴承，所述弹簧套装在直线轴承与限位座之间的光轴上，所述直线轴承与电机支架固定连接，所述电机支架一侧与走行电机固定连接，且电机支架远离直线轴承的一侧设置有可与轨道滚动接触的齿条定位轮。

6.根据权利要求5所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述电机支架上对称安装有两组浮动支撑组件，两组浮动支撑组件分别位于走行齿轮的两侧，两根光轴远离限位座的一端之间固定有导向连接板。

7.根据权利要求1所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述辅助轮机构或所述驱动轮机构上安装有滑触取电组件。

8.根据权利要求1所述的巡检机器人的行走总成，其特征在于，所述辅助轮机构或所述驱动轮机构中的其中一侧的安装支板上设置有光电检测组件。

Images