CN219821394U - 一种刹车轮装置及巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及刹车装置技术领域，公开了一种刹车轮装置及巡检机器人，刹车轮装置包括支撑架、车轮本体、轮轴和失电制动器。其中，失电制动器的固定部固定于支撑架上，制动盘与轮轴的一端固定连接。刹车轮装置应用于巡检机器人中，当巡检机器人断电时，失电制动器的制动盘立即制动，以使轮轴和车轮本体快速停转。失电制动器结构紧凑，响应迅速，刹车轮装置结构简单，拆卸方便；刹车轮装置失去电源即可立即制动，制动过程稳定可靠，不受外界干扰；并且巡检机器人只有在车轮本体行走时耗电，刹车时不耗电，对于一些长时间处于驻车状态的巡检机器人，能够大幅度减小电能的消耗；刹车轮装置失电制动，适合应用于对安全性要求较高的巡检机器人。

Description

一种刹车轮装置及巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及刹车装置技术领域，具体涉及一种刹车轮装置及巡检机器人。

背景技术

随着工业自动化和机器人技术的不断发展，巡检机器人在工业生产和维护中得到了广泛的应用。为了确保巡检机器人的安全性能，在巡检机器人中刹车器的使用至关重要。现有巡检机器人常用的刹车方式有机械制动、电子制动、液压制动、磁粉制动等。以上刹车方式大多采用有源自主制动，当巡检机器人失去动力来源时，出现故障的巡检机器人无法制动，导致巡检机器人运行的安全性降低；并且以上刹车方式多为刹轮毂，刹车结构较为复杂，往往需要设置多重刹车结构才能够保证巡检机器人的安全系数。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种刹车轮装置及巡检机器人，以解决刹车结构在失去电源时无法制动的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种刹车轮装置，包括支撑架、车轮本体、轮轴和失电制动器。其中，轮轴与车轮本体固定连接并且轮轴的两端伸出车轮本体；轮轴的两端可转动地设于支撑架上；失电制动器包括固定部和制动盘，固定部固定于支撑架上，制动盘与轮轴的一端固定连接；失电制动器处于得电状态时，制动盘在外力驱动下相对固定部转动，失电制动器处于失电状态时，制动盘相对固定部固定。

刹车轮装置应用于车辆中，失电制动器连接车体的电源，当车辆需要行走时，失电制动器得电，制动盘可带动轮轴转动；当车辆失去电源时，电子刹车手段失效，失电后失电制动器的制动盘立即制动固定，以使轮轴和车轮本体快速停转，以通过刹车轴的方式制动出现故障的车辆。失电制动器为现有结构，其结构紧凑、轴向尺寸小，响应迅速，刹车轮装置结构简单，拆卸方便；刹车轮装置失去电源即可立即完成制动，制动过程稳定可靠，不受外界干扰；并且车辆只有在车轮本体行走时耗电，刹车时不耗电，对于一些长时间处于驻车状态的车辆，能够大幅度减小电能的消耗；刹车轮装置失电制动，适合应用于对安全性要求较高的车辆。

在一种可选的实施方式中，支撑架包括两个相对设置的第一侧板和设于两个第一侧板上的顶板，两个第一侧板跨设在车轮本体的两侧，轮轴的两端分别可转动地设于两个第一侧板上。

支撑架中部容纳车轮本体，支撑架支撑轮轴的同时不干涉车轮本体运动，刹车轮装置结构紧凑。

在一种可选的实施方式中，远离失电制动器的第一侧板上设有第一轴承组件，靠近失电制动器的第一侧板上设有第二轴承组件，轮轴的两端分别固定于第一轴承组件和第二轴承组件上，以保证轮轴顺畅旋转。

在一种可选的实施方式中，第一轴承组件包括第一轴承座和设于第一轴承座内的至少一个第一轴承，第二轴承组件包括第二轴承座和设于第二轴承座内的第二轴承；第一轴承座的一端固定于远离失电制动器一侧的第一侧板上，第二轴承座固定于靠近失电制动器一侧的第一侧板上；轮轴的两端分别固定于第一轴承和第二轴承的内孔中。

第一轴承通过第一轴承座固定在一个第一侧板上，第二轴承通过第二轴承座固定在另一个第一侧板上，第一轴承和第二轴承固定牢靠，以稳定支撑轮轴。

在一种可选的实施方式中，还包括减震机构，第一轴承座的轴向间隔设有至少两个第一轴承，第一轴承座的另一端固定于减震机构上。

减震机构配合第一侧板稳定支撑第一轴承座，至少两个第一轴承稳定支撑轮轴，保证轮轴和车轮本体稳定运行，进而保证车辆运行的稳定性。

在一种可选的实施方式中，车轮本体的轮辐上设有联轴器，轮轴与联轴器键连接，以方便快捷地将轮轴固定在车轮本体上。

在一种可选的实施方式中，还包括密封罩，密封罩密封盖设于失电制动器外，以防水汽和灰尘进入失电制动器内部，相较于传统的橡胶摩擦刹车方式更适应于户外和多尘潮湿环境。

在一种可选的实施方式中，减震机构包括固定臂体、移动臂体、减震器和连杆机构，固定臂体与移动臂体间隔设置，减震器的两端分别设于固定臂体和移动臂体上，连杆机构的两端分别铰接于固定臂体和移动臂体上；第一轴承座的另一端固定于移动臂体上。车辆行驶在不平的路面上，车轮本体升降，带动移动臂体升降，连杆机构绕着其在固定臂体上的铰接轴转动，减震器起到减震作用。

在一种可选的实施方式中，固定臂体和移动臂体均呈框架状，固定臂体和移动臂体结构稳定牢固，负载能力强，刹车轮装置可应用于重载巡检机器人中。

第二方面，本实用新型还提供了一种巡检机器人，包括上述中任一项所述的刹车轮装置。因为巡检机器人包括刹车轮装置，具有与刹车轮装置相同的效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例的一种刹车轮装置的剖视图；

图2为本实用新型实施例的一种刹车轮装置的立体结构示意图；

图3为图2拆除密封罩、车轮本体和移动臂体一侧侧板后的示意图。

附图标记说明：

101、第一侧板；102、顶板；2、车轮本体；3、轮轴；4、失电制动器；501、第一轴承座；502、第一轴承；601、第二轴承座；602、第二轴承；701、固定臂体；702、移动臂体；703、减震器；704、连杆机构；8、联轴器；9、密封罩。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

下面结合图1至图3，描述本实用新型的实施例。

根据本实用新型的实施例，一方面，提供了一种刹车轮装置，其包括支撑架、车轮本体2、轮轴3和失电制动器4。

其中，轮轴3与车轮本体2固定连接并且轮轴3的两端伸出车轮本体2；轮轴3的两端可转动地设于支撑架上；失电制动器4包括固定部和制动盘，固定部固定于支撑架上，制动盘与轮轴3的一端固定连接；失电制动器4处于得电状态时，制动盘在外力驱动下相对固定部转动，失电制动器4处于失电状态时，制动盘相对固定部固定。

此结构的刹车轮装置应用于巡检机器人中，失电制动器4连接车体的电源，当巡检机器人需要行走时，失电制动器4得电，制动盘可带动轮轴3转动；当车辆失去电源时，电子刹车手段失效，失电后失电制动器4的制动盘立即制动固定，以使轮轴3和车轮本体2快速停转，以通过刹车轴的方式制动出现故障的巡检机器人。失电制动器4为现有结构，其结构紧凑、轴向尺寸小，响应迅速，刹车轮装置结构简单，拆卸方便；刹车轮装置失去电源即可立即完成制动，制动过程稳定可靠，不受外界干扰；并且巡检机器人只有在车轮本体2行走时耗电，刹车时不耗电，对于一些长时间处于驻车状态的巡检机器人，能够大幅度减小电能的消耗；刹车轮装置失电制动，适合应用于对安全性要求较高的巡检机器人。

失电制动器4连接车体上的电源，电源和失电制动器4均与PLC控制器电连接，PLC控制器控制失电制动器4的得电与断电。在巡检机器人处于有电状态需刹车时，通过PLC控制器控制失电制动器4断电，以锁死轮轴3进行刹车；当巡检机器人正常运行时，PLC控制器控制失电制动器4得电，巡检机器人正常行走。当巡检机器人自身断电并处于爬坡或下坡状态时，失电制动器4立即断电刹车，防止溜车，保证安全性。

如图1至图3所示，支撑架包括两个相对设置的第一侧板101和设于两个第一侧板101上的顶板102，两个第一侧板101跨设在车轮本体2的两侧，轮轴3的两端分别可转动地设于两个第一侧板101上。支撑架中部容纳车轮本体2，支撑架支撑轮轴3的同时不干涉车轮本体2运动，刹车轮装置结构紧凑。

具体地，第一侧板101竖直延伸，顶板102固定在两个第一侧板101的顶部，以形成U型支撑架。

可选地，远离失电制动器4的第一侧板101上设有第一轴承组件，靠近失电制动器4的第一侧板上设有第二轴承组件，轮轴3的两端分别固定于第一轴承组件和第二轴承组件上，以保证轮轴3顺畅旋转。

例如，第一轴承组件包括第一轴承座501和设于第一轴承座501内的至少一个第一轴承502，第二轴承组件包括第二轴承座601和设于第二轴承座601内的第二轴承602；第一轴承座501的一端固定于远离失电制动器4一侧的第一侧板101上，第二轴承座601固定于靠近失电制动器4一侧的第一侧板上；轮轴3的两端分别固定于第一轴承502和第二轴承602的内孔中。第一轴承502通过第一轴承座501固定在一个第一侧板101上，第二轴承602通过第二轴承座601固定在另一个第一侧板上，第一轴承502和第二轴承602固定牢靠，以稳定支撑轮轴3。

刹车轮装置还包括减震机构，第一轴承座501的轴向间隔设有至少两个第一轴承502，第一轴承座501的另一端固定于减震机构上。减震机构适于连接于车体上，第一轴承座501的另一端固定在减震机构上，以将支撑架、车轮本体2、轮轴3和失电制动器4连接在车体上，减震机构配合第一侧板101稳定支撑第一轴承座501，至少两个第一轴承502稳定支撑轮轴3，保证轮轴3和车轮本体2稳定运行，进而保证巡检机器人运行的稳定性。

参见图1，车轮本体2的轮辐上设有联轴器8，轮轴3与联轴器8键连接，以方便快捷地将轮轴3固定在车轮本体2上。

参见图1和图2，刹车轮装置还包括密封罩9，密封罩9密封盖设于失电制动器4外，以防水汽和灰尘进入失电制动器4内部，相较于传统的橡胶摩擦刹车方式更适应于户外和多尘潮湿环境。

如图2和图3所示，减震机构包括固定臂体701、移动臂体702、减震器703和连杆机构704，固定臂体701与移动臂体702间隔设置，减震器703的两端分别设于固定臂体701和移动臂体702上，连杆机构704的两端分别铰接于固定臂体701和移动臂体702上；第一轴承座501的另一端固定于移动臂体702上。固定臂体701适于固定在巡检机器人的车体上，车轮本体2通过轮轴3固定在移动臂体702上。巡检机器人行驶在不平的路面上，车轮本体2升降，带动移动臂体702升降，连杆机构704绕着其在固定臂体701上的铰接轴转动，减震器703起到减震作用。

具体地，固定臂体701和移动臂体702均呈框架状，固定臂体701和移动臂体702结构稳定牢固，负载能力强，刹车轮装置可应用于重载巡检机器人中。移动臂体702包括两个相对设置的第二侧板和连接板，支撑架朝向固定臂体701的一侧的第一侧板101作为移动臂体702的一个侧板，与第二侧板和连接板围成框架结构。固定臂体701包括两个相对设置的第三侧板、底板和上板，第三侧板固定在底板上，第三侧板的顶部高于第二侧板的顶部，并且第二侧板的上部朝向第二侧板上方倾斜，上板固定在第三侧板上部，底板适于通过螺栓固定在车体上，底板、第三侧板与上板围成框架结构。

连杆机构704包括两组连杆组件，两组连杆组件对称设于减震器703两侧的固定臂体701上。每组连杆组件包括上下倾斜设置的两个连杆，每个连杆的两端通过铰接轴铰接在第二侧板和第三侧板上。第三侧板的上部设有第一连接轴，减震器703的两端套设在第一连接轴和第二侧板上部的铰接轴上。

根据本实用新型的实施例，另一方面，还提供了一种巡检机器人，包括上述的刹车轮装置。

刹车轮装置的固定臂体701的底板通过螺栓固定在巡检机器人的车体上，支撑架的第一侧板101固定在移动臂体702的第二侧板上，轮轴3的一端固定在靠近移动臂体702的第一侧板101和连接板上，轮轴3的另一端固定在支撑架的另一个第一侧板101上，以将支撑架、轮轴3、车轮本体2和失电制动器4固定在减震机构上，减震机构通过固定臂体701的底板连接车体。当巡检机器人需要正常行走时，PLC控制器控制失电制动器4得电，制动盘和轮轴3可转动；当需要制动时，PLC控制器控制失电制动器4断电，以实现巡检机器人的刹车动作；当巡检机器人在上坡或下坡时自身断电时，失电制动器4立即断电，以将巡检机器人刹止坡道上，防止溜车。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种刹车轮装置，其特征在于，包括：

支撑架；

车轮本体(2)；

轮轴(3)，与所述车轮本体(2)固定连接并且所述轮轴(3)的两端伸出所述车轮本体(2)；所述轮轴(3)的两端可转动地设于所述支撑架上；

失电制动器(4)，包括固定部和制动盘，所述固定部固定于所述支撑架上，所述制动盘与所述轮轴(3)的一端固定连接；所述失电制动器(4)处于得电状态时，所述制动盘在外力驱动下相对所述固定部转动，所述失电制动器(4)处于失电状态时，所述制动盘相对所述固定部固定。

2.根据权利要求1所述的刹车轮装置，其特征在于，所述支撑架包括两个相对设置的第一侧板(101)和设于两个第一侧板(101)上的顶板(102)，两个所述第一侧板(101)跨设在所述车轮本体(2)的两侧，所述轮轴(3)的两端分别可转动地设于两个所述第一侧板(101)上。

3.根据权利要求2所述的刹车轮装置，其特征在于，远离所述失电制动器(4)的所述第一侧板(101)上设有第一轴承组件，靠近所述失电制动器(4)的所述第一侧板上设有第二轴承组件，所述轮轴(3)的两端分别固定于所述第一轴承组件和所述第二轴承组件上。

4.根据权利要求3所述的刹车轮装置，其特征在于，所述第一轴承组件包括第一轴承座(501)和设于所述第一轴承座(501)内的至少一个第一轴承(502)，所述第二轴承组件包括第二轴承座(601)和设于所述第二轴承座(601)内的第二轴承(602)；所述第一轴承座(501)的一端固定于远离所述失电制动器(4)一侧的所述第一侧板(101)上，所述第二轴承座(601)固定于靠近所述失电制动器一侧的所述第一侧板(101)上；所述轮轴(3)的两端分别固定于所述第一轴承(502)和所述第二轴承(602)的内孔中。

5.根据权利要求4所述的刹车轮装置，其特征在于，还包括减震机构，所述第一轴承座(501)的轴向间隔设有至少两个所述第一轴承(502)，所述第一轴承座(501)的另一端固定于所述减震机构上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的刹车轮装置，其特征在于，所述车轮本体(2)的轮辐上设有联轴器(8)，所述轮轴(3)与所述联轴器(8)键连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的刹车轮装置，其特征在于，还包括密封罩(9)，所述密封罩(9)密封盖设于所述失电制动器(4)外。

8.根据权利要求5所述的刹车轮装置，其特征在于，所述减震机构包括固定臂体(701)、移动臂体(702)、减震器(703)和连杆机构(704)，所述固定臂体(701)与所述移动臂体(702)间隔设置，所述减震器(703)的两端分别设于所述固定臂体(701)和所述移动臂体(702)上，所述连杆机构(704)的两端分别铰接于所述固定臂体(701)和所述移动臂体(702)上；所述第一轴承座(501)的另一端固定于所述移动臂体(702)上。

9.根据权利要求8所述的刹车轮装置，其特征在于，所述固定臂体(701)和所述移动臂体(702)均呈框架状。

10.一种巡检机器人，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的刹车轮装置。