CN218848627U - 新型串列式巡检机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型串列式巡检机器人系统，包括：轨道，轨道限定了巡检机器人的巡检路径；传送链，传送链固定安装在轨道上而循着轨道的轨迹延伸；驱动装置，驱动装置包括电机、安装座、借助于安装座与电机固定组装在一起的减速机构和传动链轮，传动链轮经由减速机构可旋转地连接在电机的转轴上而被电机驱动旋转，其中，传动链轮与传动链条啮合；串列式巡检机器人，与驱动装置连接在一起，从而被驱动装置驱动而循着轨道的轨迹行进；其中，串列式巡检机器人包括彼此相连而可被驱动装置驱动行进的一组机器人模块，一组机器人模块以彼此间隔开地串列在一起的方式分布在轨道上。

Description

新型串列式巡检机器人系统

技术领域

本实用新型涉及轨道巡检技术领域，具体涉及新型串列式巡检机器人系统。

背景技术

对例如管廊、煤矿等长距离或复杂场地的巡检工作是场地安全的基础和重要保障。由于监测项目多、线路长等原因，特别是超长管廊的环境条件恶劣、封闭性强、构造物多、通讯不便，使得以人工方式对场地状态的巡检难度大，可行性极为有限，并且也难以有效保障巡检人员的人身安全。

由于机器人的具有感知、决策、执行等基本特征，因此可以辅助甚至替代人类完成巡检这一危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量。

巡检机器人工作时，通常以轨道平台为载体沿着固定的运行路径在轨道上运动，并对需要巡检的环境进行监测。随着技术进步及需求增加，许多地方也开始陆续采用轨道巡检机器人，例如工厂、饲养厂、智能农场、市政管廊、煤矿井下等等等。

现有固定轨道巡检的巡检机器人系统的传动设计中，一般是通过在固定位置设置驱动装置如电机和相关传动机构如带轮，来驱动轨道上布置的传送带或传送线及其上安装的巡检机器人一起循着轨道移动，以进行巡检。

现有的巡检机器人系统中，巡检机器人装置一般作为一个整体在轨道上运行进行巡检。由于巡检机器人装置可能需要在某些恶劣工况下工作，例如在矿山、井下、多易燃粉尘场合等等对防爆有严格标准的场所。因此，在这类环境中，巡检机器人的设计应满足防爆要求，尽可能减少工作时的温度过高问题，改善散热。有些应用场合由于空间狭小，需要巡检机器人的体积尽可能小。传送带或传送线以及轨道的局限性也需要巡检机器人尽可能轻量，并防止局部过载，上述以及其它应用环境对可靠性也提出了更高的要求。

业内持续需要改进的巡检机器人系统，以持续改善巡检机器人系统性能表现，并尽可能减轻或者甚至消除上述技术缺陷，以及实现其它更多的技术优势。

本实用新型说明书的此背景技术部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本实用新型范围的主题。

实用新型内容

鉴于以上所述以及其他更多的构思而提出了本实用新型。

本实用新型的基本构思之一在于，提供一种新型串列式巡检机器人系统，它具有新颖的驱动设计。根据该驱动设计，在轨道上循着其轨迹安装布置传动链，驱动电机、减速机构和传动链轮可通过例如安装支架组装在一起，巡检机器人可与之相连或者组装在一起，通过传动链轮在传动链上的啮合滚动，而带动它们在轨道上运行。安装支架、例如安装座上可安装引导/限位导轮。这种驱动设计的全部或者部分传动链，例如安装在弯曲轨道分段中的传动链，优选采用可侧弯/具有三维延伸自由度的传动链。这种传动链-链轮的布置，相比于传统滑轮滑轨设计，齿轮齿条的传动设计，具有很大的优越性。滑轮滑轨的运行过程和轨迹不稳定，且基本上不能负载运行；齿轮齿条传动的运动，基本上不太可能实现二维和三维运动自由度，更无法实现某些情形下从直立运行轨迹到弯曲/扭转轨迹到水平周向运行轨迹的运动。优选为蜗轮蜗杆的减速机构不仅节省了安装空间，而且天然可以自锁，这对于驱动装置和巡检机器人在需要时在轨道上的位置固定和保持是非常重要和有优势的。

本实用新型的另外一个基本构思在于，提供一种新颖的轨道设计，具有顶面导槽、外侧导槽和底面导槽，并且还可选择性地设置各类安装槽，如链条安装槽，拼接槽，等等，以及可选择的各类开槽和槽孔。安装座上安装有在轨道的相应导槽内运行的上导轮、侧导轮和下导轮，使得巡检机器人可在轨道上可靠平顺地运行。

本实用新型的另外一个基本构思在于，提供一种新型的电缆牵引设计。根据该牵引设计，在轨道上循着其轨迹安装布置多个牵引小车，电缆被固定在牵引小车上随之一起由驱动装置带动，通过这种方式，可以非常方便地给驱动装置和/或巡检机器人来供电，同时也使得电缆可以方便平顺地跟随驱动装置随动，方便了电缆的安装和运行，并保证了供电的可靠性和电缆寿命。这与例如现有技术的滑触线供电方式相比提供了优势。

串列式巡检机器人可设置多个串列的机器人模块，使得机器人模块的小体积设计和防爆设计成为可能，因为每个模块只需要一个相对小容量的电池以满足防爆标准，并且这样的设计还提供改善的维护/更换的便利性以及高的可靠性。

更具体而言，根据本实用新型的一方面的构思，公开了一种新型串列式巡检机器人系统，包括：轨道，所述轨道限定了巡检机器人的巡检路径；传动链，所述传动链固定安装在所述轨道上而循着所述轨道的轨迹延伸；驱动装置，所述驱动装置包括电机、安装座、借助于所述安装座与所述电机固定组装在一起的减速机构和传动链轮，所述传动链轮经由所述减速机构可旋转地连接在所述电机的转轴上而被所述电机驱动旋转，其中，所述传动链轮与所述传动链啮合；串列式巡检机器人，所述串列式巡检机器人与所述驱动装置连接在一起，从而被所述驱动装置驱动而循着所述轨道的轨迹行进；其中，所述串列式巡检机器人包括彼此相连而可被所述驱动装置驱动行进的一组机器人模块，所述一组机器人模块以彼此间隔开地串列在一起的方式分布在所述轨道上。

根据一实施例，所述串列式巡检机器人中的至少一个机器人模块固定装配在所述安装座上。

根据一实施例，所述轨道是是环形轨道，所述环形轨道限定了巡检机器人的环形的固定巡检路径。

根据一实施例，所述串列式巡检机器人是电池供电的串列式巡检机器人，其中，所述驱动装置自带电池或者由单独的电池模块供电；所述一组机器人模块中还包含下列由电池供电的功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、地面无线传感器数据收集模块、消防模块和视频-热成像镜头清洁模块。

根据一实施例，所述串列式巡检机器人是电缆供电的串列式巡检机器人，其中，所述一组机器人模块中包含下列功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、地面无线传感器数据收集模块、消防模块和视频-热成像镜头清洁模块。

根据一实施例，所述新型串列式巡检机器人系统进一步包括电缆牵引组件，所述电缆牵引组件包括：多个牵引小车，每个所述牵引小车都安装在所述轨道内且循着所述轨道的纵长延伸轨迹运行；电缆，所述电缆一端电连接至所述驱动装置，另一端电连接至所述串列式巡检机器人的供电电源。

根据一实施例，所述电缆被固定或者被夹持在所述牵引小车上，从而使得所述电缆能够随着所述牵引小车的移动而移动。

根据一实施例，所述牵引小车包括支架，和安装在所述支架上、且构造成在所述轨道的相应导槽内运行的一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述支架具有上平板、侧板和下平板，分别用于安装所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述支架由槽钢、槽铝型材、工字钢或者工字铝型材加工而成。

根据一实施例，所述轨道上设有顶面导槽、外侧导槽和底面导槽。

根据一实施例，所述传动链的全部或一部分是可侧弯的具有三维延伸自由度的链传动链条。

根据一实施例，所述传动链是可负重的齿形链或滚子链。

根据一实施例，所述传动链是一整条不间断的可具有空间延伸自由度的链条。这种整条链条的优势在于使得驱动装置运行过程不易打滑，爬坡能力强，并且定位更精确。

根据一实施例，所述安装座上安装有构造成在所述轨道的相应导槽内运行的一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述安装座具有上横板、直板和下横板，分别用于安装所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述串列式巡检机器人中的至少一个机器人模块固定安装在所述安装座上。

根据一实施例，所述减速机构是啮合配合的蜗轮和蜗杆，其中，所述蜗杆与所述电机的转轴传动配合，并且所述蜗轮与所述传动链轮传动配合。

根据一实施例，所述蜗轮固定在所述安装座的一侧，所述传动链轮与所述蜗轮同轴地可旋转地安装在所述安装座的相反的另一侧。

根据一实施例，所述轨道的底面还设有传动链安装槽，其中安装所述传动链。

根据一实施例，所述传动链轮处于所述轨道的下方，并能够与固定安装在所述轨道底面的传动链啮合。

根据一实施例，在所述轨道的至少部分轨道分段上设有用于安装拼接销的拼接槽。

根据一实施例，所述轨道是整体成型的金属件。

根据一实施例，所述轨道是整体成型的金属件。

根据一实施例，所述机器人模块是能够独立维修和/或独立更换的。

根据一实施例，所述一组机器人模块包括下列功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、无线通讯模块、消防模块、摄像头清洁模块。

根据一实施例，所述功能模块内置有电池。

根据一实施例，所述功能模块从所述电缆取电。

根据本实用新型的另外一方面的构思，还提供了一种用于巡检机器人系统的电缆牵引组件，包括：牵引小车，所述牵引小车上安装至少两个上导轮、至少两个侧导轮和至少两个下导轮，其中所述上导轮、所述侧导轮和所述下导轮配合在所述巡检机器人系统的轨道上以带动所述牵引小车运行；电缆，所述电缆固定在所述牵引小车上，由此能够在受拉时借助于所述牵引小车在所述轨道上的滚动而一起移动。

根据一实施例，所述牵引小车包括支架，和安装在所述支架上且构造成在所述轨道的相应导槽内滚动运行的一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述支架具有上平板、侧板和下平板，分别用于安装所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

根据一实施例，所述支架由槽钢、槽铝型材、工字钢或者工字铝型材加工而成。

根据一实施例，所述轨道上设有顶面导槽、外侧导槽和底面导槽，所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮分别配合在所述顶面导槽、外侧导槽和底面导槽中运行。

根据一实施例，所述支架上设有电缆安装件。

根据一实施例，所述电缆安装件包括带卡槽的主体，以及用于将所述电缆紧固在所述卡槽内的紧固螺钉。

根据一实施例，所述牵引小车的支架由槽钢、槽铝型材、工字钢或者工字铝型材加工而成。

根据一实施例，所述巡检机器人系统是串列式巡检机器人系统。

本实用新型还公开了巡检机器人系统在室外环境、矿井井下、码头运输场所、工业生产线、长距离轨道输送场合、长距离带式输送场合、防爆场合、防冻场合、防雨水场合或防尘场合中进行巡检的用途。

本实用新型的更多实施例还能够实现其他未一一列出的有利技术效果，这些其他的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本实用新型后是可以预期和理解的。

附图说明

通过参考下文的描述连同附图，这些实施例的上述特征和优点及其他特征和优点以及实现他们的方式将更显而易见，并且可以更好地理解本实用新型的实施例。

图1是根据本实用新型的一实施例的串列式巡检机器人系统的主要配置的示意图，显示了一个示例性的例如环形的轨道上布置的新型串列式巡检机器人系统的整体布局和安装。

图2是图1所示的巡检机器人系统的一部分的放大的示意图，展示了巡检机器人系统的串列式巡检机器人和驱动装置在轨道上的布置的放大视图。

图3是图2所示的串列式巡检机器人的一部分和驱动装置的放大视图。

图4是图2和图3所示的巡检机器人系统的驱动装置和轨道的进一步放大的立体示意图，尤其以横剖面的方式展示了轨道构造，以及串列式巡检机器人模块之间的连接配置。

图5是图2和图3所示的巡检机器人系统的驱动装置和轨道的从另一视角看去的示意性立体视图，其中以横剖面的方式展示了轨道的另一视角的构造和传动链的装配，以及串列式的巡检机器人模块。

图6展示了图2和图3所示的巡检机器人系统的其中两个串列在一起且彼此间隔开的巡检机器人模块之间的连接配置的一个示例。

图7以横截面的形式展示了图4-5所述轨道的一个示例性构造以及图1和图2所示的电缆牵引组件装配和运行在该轨道上的放大的示意图。

图8从另一侧示意性显示了图4-5所示驱动装置以及安装座的一种示例性构造。

图9是图1-5所示的驱动装置的局部剖开的构造的立体示意图，从与图8所示相反的另一侧展示了驱动装置、安装座及其上安装的一个巡检机器人模块，尤其是以部分剖视形式展示了驱动装置的一实施例的蜗轮蜗杆减速机构。

图10是图7和图9所示电缆牵引小车的一个实施例的放大的示意性的透视图，展示了该实施例的电缆牵引小车的构造和细节。

具体实施方式

在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其他特征、目的和优点。

应当理解，所图示和描述的实施例在应用中不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的构件的构造和布置的细节。所图示的实施例可以是其他的实施例，并且能够以各种方式来实施或执行。各示例通过对所公开的实施例进行解释而非限制的方式来提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本实用新型公开的范围或实质的情况下，可以对本实用新型的各实施例作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征，可以与另一实施例一起使用，以仍然产生另外的实施例。因此，本实用新型公开涵盖属于所附权利要求及其等同要素范围内的这样的修改和变型。

同样，可以理解，本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用，旨在开放式地包括其后列出的项及其等同项以及附加的项。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在现有技术的巡检机器人方案中，在巡检机器人传动链的运行通道相对狭小的应用场合中，其上载带的一体式设计的巡检机器人可能会因为整体构造的过大体积无法通过狭小的运行通道，而导致巡检机器人系统应用场合受限或者受阻。

另外，巡检机器人需要长时间不间断地工作，并且其工作环境可能比较恶劣，例如高温、高湿、高粉尘的环境等等，在这种情况下，一体式设计的巡检机器人可能会因为其整体式构造而导致一系列的问题，例如，整体构造的各工作模块集中工作而集中发热，导致散热问题，这些对于某些场合而言，例如其防爆要求和可靠性可能达不到要求。而且，上述一体式的整体构造的工作部件中，如果一个部件发生故障，就不得不停止巡检机器人传动链运行，拆下整个巡检机器人进行更换或诊断维修，而可能导致传动链中断运行的时间过长，这些都会造成要求长时间、低故障运行的巡检机器人传动链的应用场合无法接受的损失。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的详细描述和说明。

图1是根据本实用新型的一实施例的新型串列式巡检机器人系统100的主要配置的示意图，显示了一个示例性的例如环形的轨道110上布置的串列式巡检机器人130的整体布局和安装。

图2是图1所示的巡检机器人系统100的一部分的放大的示意图，展示了巡检机器人系统100的串列式巡检机器人130和驱动装置120在轨道110上的布置的放大视图。

图3是图2所示的串列式巡检机器人130的一部分和驱动装置120的放大视图。

如图1-3所示，展示了新型串列式巡检机器人系统100的基本构成部分和总体布置。巡检机器人系统100的串列式巡检机器人130可在驱动装置120的驱动下在轨道110上运行，以对周围环境中的目标进行巡检。

图4是图2和图3所示的巡检机器人系统100的驱动装置120和轨道110的进一步放大的立体示意图，尤其以横剖面的方式展示了轨道110的构造，以及串列式巡检机器人模块130A-130D以及它们之间的连接配置。

如图1-4所示，展示了示例性的串列式巡检机器人130，它包括一组共四个串列布置的巡检机器人模块130A-130D。这一组机器人模块130A-130D如图2所示串列地但彼此间隔开地排列布置在轨道110上，一端的机器人模块130D与一个驱动电机121安装在一起并被其驱动，另一端的机器人模块130A与另一个驱动电机121安装在一起并被其驱动，如图2所示，这些机器人模块彼此之间通过例如钢杆或者钢丝132牵引连接，从而可以一起被驱动而在轨道上运行。另外，巡检机器人模块130A-130D这些可通过电线或线缆131彼此之间电连接和/或信号连接。驱动电机121例如可以采用伺服电机的形式。

如图3所示，另一端的机器人模块130A与载带(卡接或其它固定安装方式)电缆160的牵引小车140连接，例如可通过另一牵引索如钢杆或者钢丝150牵引连接在牵引小车140上。但是，本领域的技术人员可以理解，由于巡检机器人自重不大，而且大部分场合中，大部分情形下轨道是水平延伸的，因此牵引索如钢杆或者钢丝150是可以省略的。也就是说，牵引小车140可以仅仅通过供电和/或通讯的电缆160固定连接在驱动装置120和/或固定连接(以及电连接)在巡检机器人(例如图3所示模块130A)上，即可使供电电缆160跟随驱动装置120一起沿着轨道110一起运行。相比之下，现有的部分巡检机器人也采用电缆方式供电，但是一般会采用滑触线的布置。滑触线的技术缺陷之一在于遇到潮湿环境等容易接触不良或者短路，另外滑触线供电的可靠性相对偏低。

图5是图2和图3所示的巡检机器人系统100的驱动装置120和轨道110的从另一视角看去的示意性立体视图。图4和图5均以横剖面的方式展示了轨道110的不同视角的构造和传动链180在轨道110上的布置和装配的细节，以及串列式的巡检机器人模块130A-130D通过安装座170同驱动装置120一起布置在轨道110上。

图6展示了图2和图3所示的巡检机器人系统100的其中两个串列在一起且彼此间隔开的巡检机器人模块之间的连接配置的一个示例。这些机器人模块彼此之间通过例如钢杆132连接在一起。

图7以横截面的形式展示了图4-5所示轨道110的一个示例性构造以及图1和图2所示的电缆牵引小车140装配和运行在该轨道110上的放大的示意图。

图8从另一侧示意性显示了图4-5所示驱动装置120以及安装座170的一种示例性构造，更详细地展示了其上的多个导轮。

如图4-8所示，按照图4和图7所示的方位，可设计位于轨道110底面的底面导槽111，它可构造成在其中容纳和运行安装座170的下横板173上安装的一对下导轮174A和174B。可设计位于轨道110外侧面的外侧导槽112，它可构造成在其中容纳和运行安装座170的直板171上安装的一对侧导轮175A和175B。可设计位于轨道110顶面的顶面导槽113，它可构造成在其中容纳和运行安装座170的上横板172上安装的一对上导轮176A和176B。这些导轮在驱动装置120和巡检机器人(模块)沿着轨道110行进过程中起到引导、限位和扶正的作用，防止在运行过程中的跳动，出轨和偏轨，等等。

轨道110例如可由金属如铝材、铝合金挤出工艺而一体成型，并且可设有多个开槽。

根据不同的应用场合，可在轨道分段110上开拼接槽116，如图4-7所示，这样就可以在拼接槽116内插入拼接销116A，将相邻两个轨道分段110拼接起来，这在轨道110较长的情形下可能是需要的。拼接槽116和其中插入的拼接销116A组合的一个示例是方形的，即，具有方形的横截面，如图7所示，这样有助于轨道分段之间的方位固定，也便于另外固定轨道拼接销116A。相应地，还可选择性地设置位于轨道110内侧面的内侧安装槽114(在本实用新型中不是必需的)，在该安装槽114内可以安装紧固件，例如螺钉，用于从该安装槽114一侧进一步紧固拼接销116A。作为可选的功能或者作为另外的功能，该安装槽114也可以用来将轨道110固定在所处环境中的安装位置。当然，本领域的技术人员可以理解，可以选择其它的或者类似的方式来安装和固定轨道110，并不限于安装槽114。

另外，重要的是，如图4和图7所示，按照图4所示的方位，在轨道110上，例如在轨道110的底面，还设有传动链安装槽115，用于在其中安装和容纳传动链180，传动链180循着轨道110的基本上整个长度和轨迹布置，并且在本实用新型中需要固定的方式安装在轨道110上，以便于传动链轮190(图8)与其啮合并循着传动链180行进。因此，尽管图中未示出，但是，本领域的技术人员可以理解，传动链180除了如图所示地安装以外，还可能在其它部位，例如在轨道110的底面和/或侧面进行进一步的固定。图4-9还显示了装配在安装座170的直板171上的驱动装置120的电机120和减速机构122(图9)，以及例如可安装在直板171同一侧上的巡检机器人130(模块)，如下文中进一步详细描述。

此外，尽管图中未示出，但是，在一些可能漏水和多尘的应用环境中，可在轨道110的开槽，特别是位于顶部的槽道的底面和/或者侧面，以一定的间隔开有疏通孔，例如槽孔或者长圆通孔，以便于除掉轨道中的积水和/或积尘。

图9是图1-5所示的驱动装置120的局部剖开的构造的立体示意图，从与图8所示相反的另一侧展示了驱动装置120、安装座170及其上安装的一个巡检机器人130(模块)，尤其是以部分剖视形式展示了驱动装置120的一实施例的蜗轮蜗杆形式的减速机构122。如图所示，驱动装置120的该实施例可包括电机120、减速机构122和传动链轮190。作为一个示例性例子，减速机构122主要由彼此啮合配合的蜗轮122B和蜗杆122构成。这种蜗轮蜗杆形式的减速机构不仅可以很好地起到减速作用，而且还具有可自锁的特点，从而可在需要的时候(例如在需要停下来诊断、采样或者采集/传送数据时)将巡检机器人130(模块)可靠地锁定在轨道120上，这也是其它形式的减速机构不具备的一个优势。蜗杆122例如可与电机120的电机转轴同轴地传动连接。如图8-9所示，蜗轮122B固定安装在安装座170的直板171的一侧，而在安装座170的直板171的相反的另外一侧，可通过共轴或同轴的方式安装传动链轮190。这样，通过安装座170，就可如图所示将巡检机器人(例如其中一个模块)130、驱动装置120组装成一体。传动链轮190与固定在轨道的传动链安装槽115中的传动链180啮合。这样，驱动装置120的传动链轮190在被电机120驱动旋转时，就可以与固定在轨道110上的传动链180啮合而沿着轨道110滚动行进，例如滚动前进或后退，并由此而可带动整个驱动装置120、安装座170和巡检机器人(模块)130一起沿着轨道110行进。

如图2-9所示，在轨道可设置电缆牵引小车140，主要是为了牵引供电电缆160给驱动装置120和巡检机器人(模块)等设备供电以保证其正常工作。而且，因为驱动装置120和巡检机器人(模块)要在轨道上运行，因此电缆牵引小车140也应当在轨道110上可移动，便于牵引电缆160，如下面进一步描述。

为了便于整个驱动装置120和巡检机器人130沿着轨道110平稳平滑地行进，如图2-5和图8所示(在图8中，驱动装置120和巡检机器人130的方位与图2-5所示的实际安装方位上下倒置了)，在安装座的直板171的的安装传动链轮190的同一侧，安装有三对共6个导轮。其中，在安装座170的下横板173上安装一对下导轮174A和174B，以便在位于轨道110底面的底面导槽111中运行，起到运动引导、(左右两侧)限位和扶正的作用。在安装座170的直板171上安装一对侧导轮175A和175B，它们可在轨道110外侧面的外侧导槽112中运行，起到运动引导、(上下)限位和扶正、防止运行过程中发生跳动的作用。在安装座170的上横板172上安装一对上导轮176A和176B，它们可在轨道110顶面的顶面导槽113中运行，起到运动引导、(左右两侧)限位和扶正的作用。这些导轮的设置有助于驱动装置120和巡检机器人130沿着轨道110平稳平滑的运行，并可防止运行时发生跳动、出轨和偏轨，等等。单个的导轮无法提供稳定性，因此上导轮、下导轮和侧导轮各自的数量为至少两个，例如并列的两个或三个或更多个，一般而言两个的数量从构造的简单性和成本角度来考虑是优选的。

图10是图7和图9所示电缆牵引小车140的一个实施例的放大的示意性的透视图，展示了该实施例的电缆牵引小车140的构造和细节。

与图4所示安装座170上布置导轮类似地，在该实施例中，牵引小车140具有由上平板142、侧板141和下平板143构成的支架，其例如可由槽铝、槽钢、工字铝、工字钢或者金属如钢材、铝材等直接模具冲压加工而成。在该支架上安装有三对共6个导轮。其中，在牵引小车140的上平板142上安装一对上导轮142A和142B，它们可在轨道110顶面的顶面导槽113中运行，起到运动引导、限位和扶正的作用。在牵引小车140的下平板143上安装一对下导轮143A和143B，以便在位于轨道110底面的底面导槽111中运行，起到运动引导、限位和扶正的作用。在牵引小车140的侧板141上安装一对侧导轮141A和141B，它们可在轨道110外侧面的外侧导槽112中运行，起到运动引导、(上下、左右两侧)限位和扶正、防止运行过程中发生跳动的作用。这些导轮帮助牵引小车140沿着轨道110平稳平滑地滚动行进，从而在巡检机器人130和驱动装置120沿着轨道110运行时，其供电电缆160可由牵引小车140载带而跟随它们沿着轨道110行进，提供安全可靠的供电。在牵引小车140上还可设有电缆安装件145，其例如可包括用于容纳安装电缆160的带卡槽145A的主体，以及可将电缆160紧固在卡槽145A中的紧固螺钉146。

作为选择性的而非必需的特征，根据一个示例，如图10所示，在牵引小车140上还可选择性设有凸耳474，钢杆或者钢丝150可穿过凸耳144安装，并可压接或者铆接固定件如固定套144A。

如图5和图7所示，传动链180可以滚子链条，其适配安装在槽115中。当然，传动链180也可以是哪个与传动链轮适配啮合的其它形式，例如齿形链条。在需要上下坡和/或拐弯的位置，可能还需要进行侧弯和/或扭转，因此在这些位置传动链180可采用可侧弯的链传动链条，其优选具有三维自由度，由此可以具有三维的延伸自由度。

如图1-2所示，每个轨道上可布置至少一个串列式巡检机器人130。每一个串列式巡检机器人130可包括一组多个彼此分立且串列地布置的串列式的巡检机器人模块130A-130D。尽管如图所示设置了一组4个巡检机器人模块，但是，这些模块的数量可以更少或者更多，例如2个、3个、5个等等，根据需要而定。

而且，这些串列式巡检机器人虽然如图所示彼此间隔开一定的间隙，但它们也可以基本上无间隙地紧密串列在轨道110上。尽管如图所示展示了首尾两个电机121，但是电机的数量可以是1个或者更多个，并且其位置也可以是其它的布置。

通过将各个串列在一起的巡检机器人模块分布在轨道上，实际上每一个安装位置点的重量和受力减小了，而且配重分散在多个位点而非之前的单个位置点上。通过这样的配置，就可以减轻或者甚至解决之前的巡检机器人配重不均、重心不平衡等造成的潜在问题，例如，可降低冲击、降低运行时的噪音和其它诸如此类的故障，可实现相对更低频率的维修和维护。

不仅如此，各个巡检机器人模块的体积和占用空间可以更小，因此在巡检机器人传动链的运行通道相对狭小的场合中应用成为可能。另外，通过将多个在工作时可能发热的巡检机器人模块以串列的方式分散，各个模块例如在自带电池时可以采用防爆性更好的相对较小容量的电池，而且还可解决了散热不良的问题，提高了系统的运行可靠性和鲁棒性。由于模块串列分布且各自分立，因此还进一步降低了故障诊断和维检修、更换的难度。这些优势在例如高温、高爆、高粉尘等恶劣工况的应用环境下，就显得更加重要和突出。

串列式巡检机器人的机器人模块可选自下列功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、无线通讯模块、消防模块、摄像头清洁模块。照明模块例如可充当环境照明和视觉监测的功能，这对于远程监控是基本的和必要的。视频-热成像-音频模块例如可用于摄取图像、热成像和音频信息，包括摄像、热成像、温度传感和录音等等，并且可选择性地将其例如实时地传送给地面基站。消防模块可包括相关的传感器，例如温度传感器、烟雾传感器等等，并且可发送相应的警告信号，以及可选择性地发送相应的指令以启动消费设施，例如消防水龙头、灭火器，等等。摄像头清洁模块可用于清洁巡检机器人的摄像头，例如安装有喷水喷头和水箱以喷射清洗摄像头，等等。当然，本领域的技术人员完全可以理解，根据不同的应用场合和功能，本构思的串列式巡检机器人组件还可另外地或者备选地增设其它的功能模块，这些也都在本构思的范畴内。

根据一个示例，一组机器人模块可包括一个主模块和至少一个从模块，主模块可与至少一个从模块之间处于无线或者有线通讯连接。

根据一个示例，各功能模块可内置有作为工作电源的充电电池，这样每个模块可独立工作，并且可具有更好的防爆性能。

在一个示例中，无线通讯模块可以充当主模块。无线通讯模块可以选自下列项中的中的至少一者：Zigbee模块、WiFi模块、蓝牙模块、LoRa传输模块，NB传输模块、Proprietary传输模块、Thread传输模块、Wi-SUN传输模块、Z-Wave传输模块和红外通讯模块。

在一个示例中，为了方便检修、维护和更换，这些功能模块是能够独立维修和/或独立更换的。

上述串列式的轨道巡检机器人系统及其各个构成部分，可适用于在例如矿井井下、码头运输场所、工业生产线、长距离轨道输送场所、长距离带式输送场所或防爆场所中，以及在其它工况恶劣或有危险的环境中进行巡检的用途。

在一个示例中，该新型串列式巡检机器人系统可包括在线监测无线传感器，在线监测无线传感器固定在巡检路径所处的环境中，用于采集环境中的设备的状态数据。

该新型串列式巡检机器人系统中的巡检机器人包含无线传感器数据通讯模块，该无线传感器数据通讯模块配置成在巡检期间与在线监测无线传感器进行无线通讯，以便收集在线监测无线传感器所采集的数据和给在线监测无线传感器下达指令。

尽管上述串列式巡检机器人系统的实施例中，巡检机器人采用的是串列式巡检机器人，但是，本领域的技术人员根据技术常识完全可以理解，本实用新型的串列式巡检机器人系统也可以采用一体集成式巡检机器人，这种一体集成式巡检机器人作为一个整体安装在轨道上。

根据一个示例，功能模块可由供电电缆供电。

根据一个示例，功能模块可以内置有电池，作为供电电源。

以上结合实施例描述了本实用新型的基本构思。注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (23)

1.一种新型串列式巡检机器人系统，所述新型串列式巡检机器人系统包括：

轨道，所述轨道限定了巡检机器人的巡检路径；

传动链，所述传动链固定安装在所述轨道上而循着所述轨道的轨迹延伸；

驱动装置，所述驱动装置包括电机、安装座、借助于所述安装座与所述电机固定组装在一起的减速机构和传动链轮，所述传动链轮经由所述减速机构可旋转地连接在所述电机的转轴上而被所述电机驱动旋转，其中，所述传动链轮与所述传动链啮合；和

串列式巡检机器人，所述串列式巡检机器人与所述驱动装置连接在一起，从而被所述驱动装置驱动而循着所述轨道的轨迹行进；

其中，所述串列式巡检机器人包括彼此相连而可被所述驱动装置驱动行进的一组机器人模块，所述一组机器人模块以彼此间隔开地串列在一起的方式分布在所述轨道上。

2.根据权利要求1所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述串列式巡检机器人中的至少一个机器人模块固定装配在所述安装座上。

3.根据权利要求1所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述串列式巡检机器人是电池供电的串列式巡检机器人，其中，所述驱动装置自带电池或者由单独的电池模块供电；所述一组机器人模块中还包含下列由电池供电的功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、地面无线传感器数据收集模块、消防模块和视频-热成像镜头清洁模块。

4.根据权利要求1所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述串列式巡检机器人是电缆供电的串列式巡检机器人，其中，所述一组机器人模块中包含下列功能模块中的至少一者：照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、地面无线传感器数据收集模块、消防模块和视频-热成像镜头清洁模块。

5.根据权利要求4所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述新型串列式巡检机器人系统进一步包括电缆牵引组件，所述电缆牵引组件包括：

多个牵引小车，每个所述牵引小车都安装在所述轨道内且循着所述轨道的纵长延伸轨迹运行；

电缆，所述电缆一端电连接至所述驱动装置，另一端电连接至所述串列式巡检机器人的供电电源。

6.根据权利要求5所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述电缆被固定或者被夹持在所述牵引小车上，从而使得所述电缆能够随着所述牵引小车的移动而移动。

7.根据权利要求5所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，

所述牵引小车包括支架，和安装在所述支架上、且构造成在所述轨道的相应导槽内运行的一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

8.根据权利要求7所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述支架具有上平板、侧板和下平板，分别用于安装所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

9.根据权利要求7所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述支架由槽钢、槽铝型材、工字钢或者工字铝型材加工而成。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述轨道上设有顶面导槽、外侧导槽和底面导槽。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述传动链的全部或一部分是可侧弯的具有三维延伸自由度的链传动链条。

12.根据权利要求11所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述传动链是可负重的齿形链或滚子链。

13.根据权利要求10所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述安装座上安装有构造成在所述轨道的相应导槽内运行的一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

14.根据权利要求13所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述安装座具有上横板、直板和下横板，分别用于安装所述一对上导轮、一对侧导轮和一对下导轮。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述串列式巡检机器人中的至少一个机器人模块固定安装在所述安装座上。

16.根据权利要求15所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述减速机构是啮合配合的蜗轮和蜗杆，其中，所述蜗杆与所述电机的转轴传动配合，并且所述蜗轮与所述传动链轮传动配合。

17.根据权利要求16所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述蜗轮固定在所述安装座的一侧，所述传动链轮与所述蜗轮同轴地可旋转地安装在所述安装座的相反的另一侧。

18.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述轨道的底面还设有传动链安装槽，其中安装所述传动链。

19.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述传动链轮处于所述轨道的下方，并能够与固定安装在所述轨道底面的传动链啮合。

20.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，在所述轨道的至少部分轨道分段上设有用于安装拼接销的拼接槽。

21.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述轨道是整体成型的金属件。

22.根据权利要求1-4中任一项所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述机器人模块是能够独立维修和/或独立更换的。

23.根据权利要求3所述的新型串列式巡检机器人系统，其特征在于，所述功能模块内置有电池。

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