CN212601942U - 一种巡检机器人的驱动轮支架总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巡检机器人的驱动轮支架总成，包括轮架以及设置在轮架一侧的轴承连接件，轮架远离轴承连接件的一侧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，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，走行齿轮与同侧的承重轮组分别位于轨道下沿的两侧。本实用新型不仅行走可靠且结构相对简单，还能轨道上转弯半径较小的情况并进行平稳走行，轨道使用场景的范围较广。

Description

一种巡检机器人的驱动轮支架总成

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驱动轮支架总成。

背景技术

巡检机器人主要是以移动式底盘机构为载体，搭载具有信息检测功能的系统，根据预设的轨道进行路径规划，从而来完成相应场景的巡检作业。目前，巡检机器人的移动式底盘机构中的驱动轮为了保证其行走的稳定性，增加了复杂的结构而导致容易增加整个机器人的重量，此外，驱动轮不能自适应一些转弯半径较小(小于400mm)的情况，只能适应一些大转弯半径和直线型的轨道进行走行，轨道使用场景局限性较大。

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驱动轮支架总成，该驱动轮支架总成不仅行走可靠且结构相对简单，还能轨道上转弯半径较小的情况并进行平稳走行，轨道使用场景的范围较广。

本实用新型的实施例是这样实现的：一种巡检机器人的驱动轮支架总成，包括轮架以及设置在轮架一侧的轴承连接件，轮架远离轴承连接件的一侧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，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，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，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，安装支板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轮架固定连接，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，承重轮为橡胶轮，承重轮一侧与轨道下沿贴合并用于支撑整个轮架。

进一步地，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，位于轨道一侧支板中的支撑板上的轴孔为条形孔，条形孔的长度方向与支撑板的朝向一致，该轨道一侧的支板上设置有弹簧轴，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，轴承连接件包括法兰轴承、限位法兰、第一压板和第二压板，限位法兰与法兰轴承远离其法兰的一端内孔可转动连接，轮架与限位法兰一侧连接，第一压板固定在法兰轴承的法兰一侧，第二压板固定在限位法兰远离法兰轴承的一侧并用于限位轮架。

进一步地，其中一侧安装支板上设置有滑触取电组件，滑触取电组件包括固定板、铰座和取电刷，固定板安装在对应侧的安装支板上，铰座固定在固定板靠近轨道的一侧，取电刷与铰座铰接并可与轨道上的导电部分滑动接触。

进一步地，其中一侧的安装支板的其中一个支板上固定有光电安装支板，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。

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的驱动轮支架总成的动力部分采用电机配合齿轮的形式，可通过与轨道上的齿条以达到稳定走行目的，结构简单可靠；通过设置轴承连接件，通过轴承连接件与巡检机器人其余部分连接，可使整个轮架具有自适应的转向功能，再通过简化轮架与安装支板的结构形式，不仅使结构更加简单与轻盈，而且整体尺寸较小，集成度更高，能够适应转弯半径较小(小于400mm)的情况，使得整个驱动轮支架总成不仅能适应直线型和大转弯半径的情况，还能适应小转弯半径(300～400mm)的情况，使用场景范围更广。

总体而言，本实用新型实施例提供的驱动轮支架总成走行稳定且结构相对简单，可使整体重量更加轻盈，并能满足轨道上一些窄距通过以及小转弯半径的要求。

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驱动轮支架总成的结构示意图；

图2为图1所示驱动轮支架总成另一视角的结构示意图；

图3为图2所示驱动轮支架总成的部分结构示意图；

图4为图3所示驱动轮支架总成的部分结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的调节机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的调轴承连接件的结构示意图。

图标：1-走行电机；2-轮架；3-轴承连接件；4-安装支板；5-导向轮组；6-调节机构；7-滑触取电组件；8-光电安装支板；9-承重轮组；10-走行齿轮；31-第一压板；32-法兰轴承；33-限位法兰；34-第二压板；41-底板；42-支板；43-架板；44-支撑板；45-轴孔；46-条形孔；47-弹簧轴；51-轮轴；52-导向轮；61-电机支架；62-浮动支撑组件；63-齿条定位轮；71-固定板；72-铰座；73-取电刷；81-光电传感器；91-承重轮；92-承重轮轴；621-限位座；622-光轴；623-直线轴承；624-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“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

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～图6，本实施例提供一种巡检机器人的驱动轮支架总成包括轮架2以及设置在轮架一侧的轴承连接件3，轴承连接件3主要与巡检机器人的安装平台部分连接，以实现轮架2与安装平台部分之间实现可转动连接的功能，从而使轮架2具有较好的弯道自适应性，能够适应转弯半径较小的情况，此弯道半径的范围大致可以做到300～400mm之间甚至更小，相比领域内的其他巡检机器人具有较大的弯道转向优势，不仅能适应直线型和大转弯半径的情况，还能适应小转弯半径(300～400mm)的情况，使用场景范围更广。所述轮架2呈大致的U型板形状，且轮架2中部的U型开口用于悬挂在工字型的轨道上，所述轮架2远离轴承连接件3的一侧设置有两块安装支板4，两块安装支板4分别位于轮架2横跨于轨道的两侧，即表示两块安装支板4分别位于轨道的两侧，两块安装支板4相互靠近的一侧均安装有可与轨道走行匹配的导向轮组5和承重轮组9，单块安装支板4上导向轮组5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5用于支撑直线行走或者转向行走，整个安装支板4与导向轮组5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。

单块安装支板4上承重轮组9的数量可以是一组或两组，只需要满足稳定支撑整个轮架2的要求即可，其中一侧的安装支板4上设置有走行电机1，走行电机1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10，该走行齿轮10与同侧的承重轮组9分别位于工字型轨道一侧下沿的两侧，即表示承重轮组9支撑在轨道一侧下沿的上表壁上，走行齿轮10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2稳定地走行在轨道上。

本实施例中，所述轴承连接件3包括法兰轴承32、限位法兰33、第一压板31和第二压板34，法兰轴承32的法兰端与巡检机器人的安装平台部分通过螺栓固定，法兰轴承32的非法兰端(远离法兰端的一端)穿过该安装平台，限位法兰33一端与法兰轴承32远离其法兰的一端内孔可转动连接，该与内孔连接的方式可以是与内孔壁螺接、焊接、铆接等等，此处采用轴孔配合扣紧的方式，即限位法兰33的非法兰端插入至法兰轴承32的非法兰端内孔中以实现轴孔过渡或者过盈配合，法兰轴承32的内孔可相对外壁进行旋转从而达到限位法兰33与法兰轴承32可相对旋转的目的。所述第一压板31通过螺栓固定在法兰轴承32的法兰一侧并用于压紧安装平台，以保证法兰轴承32与安装平台稳定连接，所述第二压板34固定在限位法兰33远离法兰轴承32的一侧并用于压紧轮架2，以限制轮架2退出，第二压板34与限位法兰33的固定方式可采用限位法兰33与法兰轴承32之间的连接方式。所述法兰轴承32的法兰端与第一压板31之间的间隙用于卡紧安装平台，所述限位法兰33的法兰端与第二压板34之间的间隙用于卡紧轮架2，从而实现轮架2相对安装平台具有360°转向的功能，使整个轮架2具有自适应的转向性。

本实施例中，每块安装支板上4均安装有两组导向轮组5和一组承重轮组9，每组导向轮组5均包括轮轴51以及安装在轮轴51上下两端的导向轮52，所述轮轴51可转动地设置在安装支板4上，具体地，所述安装支板4包括底板41以及成型在底板41上的两块支板42，底板41与支板42组合为大致的U型板形状，所述底板41远离支板42的一侧与轮架2固定焊接或者一体成型，轮架2除与底板41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1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2上安装的两组导向轮组5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5分别设置在单块安装支板4的两块支板42上，所述底板41远离轮架2的一侧固定有架板43，架板43位于两块支板42之间，所述承重轮组9包括承重轮轴92和承重轮91，承重轮轴92一端与架板43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92同轴分布，承重轮轴92靠近轨道的一端可转动地设置该承重轮91。所述承重轮91采用橡胶轮，具有一定挤压塑性，使用时，承重轮91下侧与轨道一侧下沿的上表壁贴合行走，承重轮91用于支撑整个轮架2，可进一步增加轮架2与导向轮组5在轨道上走行的可靠性。

为了使导向轮组5稳定且可靠地安装在单块支板42上，所述支板42靠近轨道的一侧成型有上下两块支撑板44，两块支撑板44在使用时均为水平状态，每块支撑板44上均设置有轴孔45，单组导向轮组5安装在单块支板42中的两块支撑板44之间，具体地，导向轮组5中的轮轴51两端分别可转动地穿过两侧支撑板44上的轴孔45并与导向轮52连接，从而达到导向轮52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5中的导向轮52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42中的支撑板44上的轴孔45为条形孔46，条形孔46的长度方向与支撑板46的朝向一致，即表示允许轮轴51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42上设置有弹簧轴47，弹簧轴47一端与支板42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47另一端与对应的轮轴51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47。通过设置条形孔46与弹簧轴47，可使该侧的轮轴51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。

为了使走行齿轮10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10啮合时出现硬性挤压损伤的问题。所述轮架2上安装有用于调整走行齿轮10与轨道齿条啮合度的调节机构6，所述调节机构6包括电机支架61以及安装在电机支架61上的浮动支撑组件62，所述电机支架61一侧与走行电机1固定连接，所述浮动组件62可以是一组、两组甚至更多组，以满足浮动支撑走行电机1的要求即可。在本实施例中，所述电机支架61上对称安装有两组浮动支撑组件62，且两组浮动支撑组件62分别位于走行齿轮10的两侧，以单组浮动支撑组件62来说明，浮动支撑组件62包括光轴622、限位座621、弹簧(未图示)和直线轴承623，所述限位座621固定在轮架2靠近安装支板4的侧壁上，光轴622一端与限位座621固定连接，光轴622另一端套装所述直线轴承623，所述弹簧套装在直线轴承623与限位座621之间的光轴622上，使直线轴承623可相对限位座621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623与电机支架61固定连接，可使整个微型的走行电机1具备上下浮动的条件，从而使走行齿轮10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10啮合时出现硬性挤压损伤的问题。所述电机支架61远离直线轴承623的一侧设置有可与轨道滚动接触的齿条定位轮63，齿条定位轮63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10与齿条充分啮合的目的。所述两根光轴622远离限位座621的一端之间固定有导向连接板624，导向连接板624与光轴622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623进行限位，还能保证两侧的直线轴承623动作的一致性。

由于技术要求上需要采用滑触取电的方式，以达到电源及信息远距离传输的目的，其中一侧安装支板4上设置有滑触取电组件7，所述滑触取电组件7包括固定板71、铰座72和取电刷73，所述固定板71安装在对应侧的安装支板4中其中一个支板42上，该支板42位于轨道上导电部分的一侧，以便于进行取电，所述铰座72固定在固定板71靠近轨道的一侧，铰座72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，所述取电刷73一端与铰座72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。此外，其中一侧的安装支板4的其中一个支板42上固定有光电安装支板8，光电安装支板8上设置有多个用于检测轨道状态的光电传感器81，光电传感器81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 (10)

1.一种巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，包括轮架以及设置在轮架一侧的轴承连接件，轮架远离轴承连接件的一侧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，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，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驱动轮支架总成，其特征在于，所述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。

3.根据权利要求2所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，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。

4.根据权利要求1所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，所述安装支板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轮架固定连接，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，所述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。

5.根据权利要求4所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，所述承重轮为橡胶轮，承重轮一侧与轨道下沿贴合并用于支撑整个轮架。

6.根据权利要求4所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，所述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。

7.根据权利要求5所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，位于轨道一侧支板中的支撑板上的轴孔为条形孔，条形孔的长度方向与支撑板的朝向一致，该轨道一侧的支板上设置有弹簧轴，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。

8.根据权利要求1所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，所述轴承连接件包括法兰轴承、限位法兰、第一压板和第二压板，所述限位法兰与法兰轴承远离其法兰的一端内孔可转动连接，所述轮架与限位法兰一侧连接，所述第一压板固定在法兰轴承的法兰一侧，所述第二压板固定在限位法兰远离法兰轴承的一侧并用于限位轮架。

9.根据权利要求1所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，其中一侧安装支板上设置有滑触取电组件，所述滑触取电组件包括固定板、铰座和取电刷，所述固定板安装在对应侧的安装支板上，所述铰座固定在固定板靠近轨道的一侧，取电刷与铰座铰接并可与轨道上的导电部分滑动接触。

10.根据权利要求4所述的巡检机器人的驱动轮支架总成，其特征在于，其中一侧的安装支板的其中一个支板上固定有光电安装支板，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。

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