CN220051831U - 用于巡检机器人的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于巡检机器人的驱动装置，包括：第一安装座，安装有在轨道顶面上且分别位于两侧的一对上导轮和配合在轨道底部转角上的一对下导轮；第二安装座，安装有在轨道顶面上且分别位于两侧的一对上导轮和分别配合在底部转角上的一对下导轮；连接在第一与第二安装座之间的中间连接件；安装在第一安装座上且位于轨道两侧的两个叉臂防摆动机构，每个叉臂防摆动机构具有由横套筒、横臂和斜臂构成的叉状构造，由横套筒对横臂和斜臂施加弹簧推力，并通过杠杆作用对斜臂上的下导轮施加朝向轨道的杠杆推压力，使该下导轮保持贴靠或抵靠在底部转角上滚动运行；第二安装座具有与第一安装座相同的两个叉臂防摆动机构。

Description

用于巡检机器人的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及轨道巡检机器人技术领域，具体涉及巡检机器人驱动装置及其防摆动机构。

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。由于巡检机器人的具有感知、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。

现有的轨道巡检机器人系统中，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，巡检机器人的驱动装置的设计应尽可能满足可靠、稳定、轻量化和防爆要求。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。另外，有些恶劣应用环境对轨道的影响、以及轨道本身的公差、磨损等，使得驱动装置在使用期间，特别是一段时间使用后或者在载荷较大的情形下，可能会出现在运行过程中因导轮装配松动、变形或者与轨道失配等原因出现驱动装置的抖动、摆动等情形，严重影响轨道巡检机器人及其驱动装置运行的稳定性、可靠性和安全性、该驱动装置和导轮的寿命和使用安全等等，因此必须要解决这一问题。

业内持续需要改进的巡检机器人的驱动装置及其防摆动机构，以尽可能减轻或者甚至消除上述技术缺陷，并持续改善巡检机器人的性能表现，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，披露了一种用于巡检机器人的驱动装置，所述驱动装置包括：第一安装座，所述第一安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮，所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上且分别位于左右两侧，并且所述一对下导轮分别配合在所述轨道的两个底部转角上；第二安装座，所述第二安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮，所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上且位于左右两侧，并且所述一对下导轮分别配合在所述轨道的两个底部转角上；连接在所述第一安装座与第二安装座之间的中间连接件；安装在所述第一安装座上且位于所述轨道的左右两侧的两个叉臂防摆动机构，其中，每一个所述叉臂防摆动机构都具有由横套筒、横臂和斜臂构成的叉状构造，其中，每个所述叉臂防摆动机构构造成由固定安装在所述第一安装座上的所述横套筒对相应的所述横臂和所述斜臂施加弹簧推力，并通过杠杆作用对所述斜臂上的下导轮施加朝向所述轨道的杠杆推压力，以使所述下导轮保持贴靠或抵靠在所述轨道的相应底部转角上滚动运行；安装在所述第二安装座上且位于所述轨道的左右两侧的两个叉臂防摆动机构，其中，每一个所述叉臂防摆动机构都具有由横套筒、横臂和斜臂构成的叉状构造，其中，每个所述叉臂防摆动机构构造成由固定安装在所述第二安装座上的所述横套筒对相应的所述横臂和所述斜臂施加弹簧推力，并通过杠杆作用对所述斜臂上的下导轮施加朝向所述轨道的杠杆推压力，以使所述下导轮保持贴靠或抵靠在所述轨道的相应底部转角上滚动运行。

根据一实施例，所述第一安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂，所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底部转角上的一个所述上导轮和一个所述下导轮；和

所述第二安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂，所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底部转角上的一个所述上导轮和一个所述下导轮。

根据一实施例，所述横套筒是具有内腔的中空构造，其中，所述横套筒固定安装在所述第一安装座或所述第二安装座上，并且在所述横套筒的内腔中一端安装有推力柱芯；

所述横臂与所述横套筒同轴地邻接或抵接布置，并且也是具有内腔的中空构造，在所述横臂内腔中的相对的另一端安装有螺纹柱芯；

压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端以预压缩的形式分别安装并抵靠在所述横臂与所述横套筒的内腔中，并且分别套在所述螺纹柱芯与所述推力柱芯上，从而在所述横臂与所述横套筒之间提供了所述压缩弹簧的压缩弹簧力。

根据一实施例，所述推力柱芯的在所述横套筒内腔中的那一端与所述横套筒的内腔螺纹连接，并且所述推力柱芯的伸出所述横套筒的另一端可旋转地安装所述上导轮。

根据一实施例，所述压缩弹簧是压缩螺旋弹簧，其中，所述压缩螺旋弹簧的一端抵靠在所述横套筒的内腔和/或所述推力柱芯的台阶构造上，并且所述压缩螺旋弹簧的另一端抵靠在所述横臂的内腔和/或所述螺纹柱芯的台阶构造上。

根据一实施例，所述螺纹柱芯与所述横臂的内腔螺纹连接，在所述螺纹柱芯的伸出所述横臂的一端的末端设有调节孔，通过所述调节孔调节所述螺纹连接，由此改变所述压缩弹簧的压缩弹簧力。

根据一实施例，所述叉臂防摆动机构的斜臂相对于其所述横臂成角度地倾斜，并倾斜地穿过相应的所述第一和/或第二安装座的吊臂安装。

根据一实施例，所述斜臂的穿过所述吊臂安装的那一端可旋转地安装所述下导轮，或者与所述下导轮的安装轴连接。

根据一实施例，在所述斜臂上设有将所述斜臂可枢转地销接在相应的所述第一或第二安装座上的枢轴销。

根据一实施例，所述枢轴销在所述斜臂上的中间位置将所述斜臂可枢转地销接在相应的所述第一或第二安装座的吊臂上。

根据一实施例，每一个所述叉臂防摆动机构的所述横臂和所述斜臂是一体成型的，或者固定连接在一起。

根据一实施例，所有的所述叉臂防摆动机构具有彼此相同的结构。

根据一实施例，所述叉臂防摆动机构的斜臂相对于其横臂成角度地倾斜，并倾斜地穿过相应的所述第一和/或第二安装座的吊臂安装。

根据一实施例，所述斜臂的穿过吊臂安装的那一端可旋转地安装下导轮，或者与安装下导轮的安装轴连接成经由所述斜臂对所述下导轮施加弹簧推力。

根据一实施例，在所述斜臂上设有将所述斜臂销接在相应吊臂上的枢轴销。

根据一实施例，所述驱动装置进一步包括：电机和与所述电机可旋转地连接的传动链轮，其中，所述电机的旋转运动驱动所述传动链轮旋转；传动链，所述传动链固定安装在所述轨道上，其中所述传动链轮与所述传动链啮合配合，从而在被驱动旋转时同所述驱动装置一起循着所述轨道运行。

根据一实施例，所述电机的配置选自下列选项中的一者：

单个电机，所述单个电机安装在所述第一安装座或第二安装座上，并且所述传动链轮安装在相应的所述第一安装座或第二安装座上；和

第一电机和第二电机，所述第一电机安装在所述第一安装座上，并且在所述第一安装座上还安装有被所述第一电机驱动旋转的第一传动链轮，并且，所述第二电机安装在所述第二安装座上，并且在所述第二安装座上还安装有被所述第二电机驱动旋转的第二传动链轮。

根据一实施例，在所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有第一枢转机构和第二枢转机构，所述中间连接件的两端分别与所述第一枢转机构和第二枢转机构可枢转地直接或间接连接，使得所述中间连接件相对于所述第一安装座和所述第二安装座是可枢转的。枢转机构这样的设计和布置，使得可以为第一安装座和第二安装座的各自的电机(在需要时)及其驱动链轮留出足够的设计和安装空间，并且更加便于在中间连接件上吊装巡检机器人模块和/或其它部件。

根据一实施例，所述第一枢转机构包括位于所述第一安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第一枢轴孔，和可枢转地安装在所述第一枢轴孔内的第一枢轴；所述第二枢转机构包括位于所述第二安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第二枢轴孔，和可枢转地安装在所述第二枢轴孔内的第二枢轴。

根据一实施例，所述第一安装座和所述第二安装座均是整体成型的；或者

所述第一安装座和所述第二安装座的主体均由多块板拼接而成，并且所述第一安装座和所述第二安装座的一对吊臂均是与各自的所述主体固定连接的板状或条状吊臂。

根据一实施例，在所述电机与所述传动链轮之间还设有减速机构。

根据一实施例，在所述中间连接件上安装巡检机器人或巡检机器人模块。

根据一实施例，所述枢轴销形成活销连接。

根据一实施例，所述驱动装置具有轻量化的构造，其中，在所述第一安装座和所述第二安装座的主体和吊臂上都加工有多个镂空孔；并且，所述中间连接件是加工有多个镂空孔的孔板的形式。

根据一实施例，所述上导轮和所述下导轮安装成匹配所述轨道的轮廓，且能够分别贴近所述轨道上面和下面引导并载带所述驱动装置运行。

根据一实施例，所述枢轴孔内进一步设有套在所述枢轴上的推力球轴承。

根据一实施例，所述传动链固定安装在所述轨道的底面且沿着所述轨道延伸。

根据一实施例，所述传动链通过铆钉或螺钉固定安装在所述轨道的底面上的中线附近位置。

根据一实施例，所述轨道是横截面整体上呈方形的方形轨道。

根据一实施例，所述导轮是带法兰的导轮。

根据一实施例，所述传动链轮经由所述减速机构可旋转地传动连接在所述电机的转轴上，而被所述电机驱动旋转。

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，所述巡检机器人是整体式巡检机器人，或者是包含一组机器人模块的串列式巡检机器人。

根据一实施例，所述传动链轮设置在第一和/或第二安装座的主体的内侧，定位在所述轨道的下方并与固定安装在所述轨道底面的传动链啮合。

根据一实施例，所述巡检机器人或巡检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，所述传动链是齿形链或滚子链。

根据一实施例，所述传动链的至少一部分是可侧弯的、例如可提供三维延伸自由度的链条。

根据一实施例，所述传动链是循着所述轨道的长度固定安装在所述轨道上的不间断的链条。

根据一实施例，所述传动链由循着所述轨道的长度无缝拼接并固定在所述轨道上的至少两段链条构成。

本实用新型的用于巡检机器人的驱动装置可在室外环境、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使用。

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第一实施例的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置的主要配置的示意图，显示了一个示例性的例如方形横截面的轨道上布置的驱动装置的构造和布置。

图2是图1所示实施例的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置的示意性端视图，示意性展示了驱动装置及叉臂防摆动机构的更多细节。

图3是图1和图2所示的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置的示意性横剖视图，示意性展示了驱动装置及叉臂防摆动机构的结构和安装细节。

图4是图1和图2所示的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置的从一侧看去的示意性纵剖视图。

图5是根据本实用新型的第二实施例的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置的大体构造的示意图，其与图1所示第一实施例的驱动装置的主要不同之处主要在于第一安装座、第二安装座和中间连接件的构造和设计不同。

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

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。

在本实用新型中，对于本领域的普通技术人员而言，除非另有明确的规定和限定，否则，与驱动装置及其构成部件如防摆动机构相关联的方位和方向用语“上”、“下”、“左”、“右”等等，是结合轨道巡检机器人的驱动装置在其一般的正常使用状态下的方位来描述的和限定的。

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。

驱动装置的第一实施例

如图1-4所示，图1是根据本实用新型的第一实施例的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构250的驱动装置200的主要配置的立体示意图，显示了一个示例性的例如方形横截面的轨道100上布置的驱动装置200的构造和布置。图2是图1所示实施例的安装有叉臂防摆动机构250的驱动装置200的示意性端视图，示意性展示了驱动装置200及叉臂防摆动机构250的更多细节。图3是图1和图2所示的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构250的驱动装置200的示意性横剖视图，示意性展示了驱动装置200及叉臂防摆动机构250的结构和安装细节。图4是图1和图2所示的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构250的驱动装置200的从一侧看去的示意性纵剖视图。

如图1-4所示，示意性地展示了根据本实用新型的第一实施例的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构250的驱动装置200的主要构成部分和总体布置。驱动装置200可安装在轨道100上，并且巡检机器人(或者巡检机器人模块/监测模块)可安装固定在驱动装置200上(例如吊装在例如中间连接板形式的中间连接件230上)或者以其它方式与驱动装置200相连以随之一起沿着轨道移动，从而可在驱动装置200的驱动下，通过传动链轮241与固定在轨道100上的传动链110啮合，而循着轨道100运行，以对周围环境中的目标进行巡检。

具体而言，如图1-4所示，驱动装置200可包括安装成通过其导轮在轨道100上滚动运行的第一安装座210、通过其导轮在轨道100上滚动运行的第二安装座220，和连接在串联的第一安装座210和第二安装座220中间的中间连接件230，使得第一安装座210和第二安装座220能够以串列的形式一前一后地在轨道100上滚动运行，中间连接件230例如是但不限于如图所示的中间连接板的形式，在该中间连接板230上可吊装巡检机器人或者巡检机器人模块/监测模块(未示出)。

如图1-4所示，驱动装置200的第一安装座210、第二安装座220和中间连接件230可采用轻量化的设计，以尽可能降低驱动装置200的自重和给驱动电机带来的负荷。过大的自重和载荷不仅影响电机的工作和寿命，还可能影响驱动装置的导轮的稳定可靠工作和使用寿命。为此，如图所示，第一安装座210、第二安装座220主体例如可以由孔板构成，并且中间连接件230也可以是孔板的构造，以设法减轻重量。

驱动装置200还可包括电机240、减速机构(未示出)和传动链轮241，电机240的旋转运动可直接地或者经由减速机构传递到传动链轮241，从而带动传动链轮241旋转。传动链轮241与固定在轨道100上的传动链110啮合而循着轨道100运行，从而带动驱动装置200以及安装或者连接在驱动装置200上的巡检机器人循着轨道100运行以对周围目标进行巡检。电机240例如可以采用伺服电机240的形式。如图2所示，驱动电机240例如可旋转地安装在第一安装座210主体侧面的一侧，并与布置在第一安装座210主体中间的传动链轮241例如以共轴或同轴的方式连接(例如可经由未示出的减速机构)，从而可驱动传动链轮241旋转。减速机构的一个示例是由蜗轮和蜗杆构成。这种蜗轮蜗杆形式的减速机构不仅可以很好地起到减速的作用，而且还可自锁/制动，从而便于在需要的时候将巡检机器人(模块)停靠在轨道100上不移动，而无需另外的制动/自锁装置。

如图1-4所示，第一安装座210的主体上部可设有在安装就位后位于轨道100两侧的例如类似于卡钳状布置(但与轨道100彼此间隔开)的一对吊臂212和213，这一对吊臂212和213可以与主体一体成型，也可以是与主体后续组装在一起的单独的构件。吊臂212和213优选可对称地布置，例如可以是板状或条状的形式，在吊臂212上沿着大体上垂直的方向可旋转地安装有彼此间隔开的两个导轮212A和212B，它们构造且配置成在安装后分别配合在轨道100的顶面和底面上，起到导向、限位且分别在轨道的顶面和底面上滚动运行的作用。类似地，在吊臂213上可旋转地安装有两个导轮213A和213B，它们构造且配置成在安装后分别配合在轨道100的顶面和底面上，起到引导、限位且分别在轨道的顶面和底面上滚动运行的作用。因此，第一安装座210包含有配置在轨道100顶面上沿其左右两侧滚动和导向并主要承载的一对上导轮212A和213A，以及配合在轨道100底部的左右两个转角上(如图2-3所示轨道100下方的两个弧形转角处)滚动和导向并承载的一对下导轮212B和213B。这一对上导轮212A和213A和这一对下导轮212B和213B可以带有滚珠轴承或者例如油润滑的滑动轴承，并且这一对下导轮212B和213B具有与弧形转角匹配的内凹的弧形轮廓。另外，如图3所示，这一对上导轮212A和213A中的每一个可设有法兰(未标示)，该法兰在运行过程中可能会有时贴靠或者甚至抵靠在轨道110上部的转角处的侧面上滚动运行，起到导向和限位的作用。

类似地，如图1-3所示，第二安装座220的主体上部同样可设有通过两对导轮可滚动地吊装在轨道100上的一对吊臂222和223，这一对吊臂222和223上可安装一对上导轮和一对下导轮(已示出但未用附图标记标示)。第二安装座220上的这一对上导轮和一对下导轮的构造、配置和安装部位可与第一安装座210的一对上导轮212A,213A和一对下导轮212B,213B相同。这一对下导轮具有与弧形转角匹配的内凹的弧形轮廓，并且与对应的轨道底部转角之间配合滚动。

在没有设置本实用新型的叉臂防摆动机构250的情形下，在驱动装置200循着轨道100运行以对周围环境中的目标进行巡检期间，驱动装置200的这一对上导轮212A和213A和这一对下导轮212B和213B将承受下面吊装的驱动装置200本身的重量及其上安装或者连接的巡检机器人的(重量)的载荷。在长时间使用后或者在载荷较大的情形下，包括这一对上导轮212A和213A的驱动装置200将受到吊装的重力而倾向于下压或“下沉”，从而相应地使这一对下导轮212B和213B与对应的轨道底部转角之间产生间隙或者有使间隙增大的趋势(例如如图2示意性所示)，叠加可能的其它装配松动、变形或者因轨道表面加工误差/被污染等而与轨道失配等原因，而进一步增加驱动装置200在运行过程中出现抖动、摆动等现象的风险。例如，因间隙使这一对下导轮212B和213B与对应的轨道底部转角之间并不完美配合/贴合，甚至可能会出现较大的非所需的间隙，这样在循着轨道运行时，就会导致驱动装置200特别是这一对下导轮212B和213B因间隙或间隙加大导致在运行期间出现抖动、摇晃、摆动等不利现象，这会严重影响轨道巡检机器人及其驱动装置200运行的稳定性、可靠性和安全性、驱动装置200及其下导轮的使用寿命和安全性。因此，必须要解决这一问题和设计缺陷。

本实用新型的主要目的之一是解决上述问题和设计缺陷。为此，如图1-4所示，在第一安装座210的这一对上导轮212A和213A上，例如在大体上垂直于板状吊臂212的平面或者轨道100侧面的方向上，分别安装有通过弹簧力来保持/调节导轮使之贴靠轨道100运行的两个叉臂防摆动机构250。并且，在第二安装座220的一对上导轮(未标示)上，也类似地分别安装有通过弹簧力来保持/调节导轮使之贴靠轨道100运行的两个叉臂防摆动机构250，以对对应的上导轮和下导轮施加弹簧推力(压缩弹簧的向外压力)，由如下所述。

更具体而言，在第一安装座210和第二安装座220的每一个吊臂212,213,222和223上都安装一个叉臂防摆动机构250。如图1-3所示，吊臂212上的叉臂防摆动机构250设有旋拧(螺纹连接)在板状吊臂212的安装孔(图2-3所示)中并在板状吊臂212的两端伸出，其中，推力柱芯252B的在轨道100侧露出的一端可旋转地安装上导轮212A，推力柱芯252B的在叉臂防摆动机构250侧露出的一端螺纹连接在横套筒259上。

如图2-3所示，叉臂防摆动机构250具有横套筒259、中空横臂251和斜臂258构成的叉状构造。优选设置成大体上与轨道100的顶面平行地延伸的中空横臂251与横套筒259二者是彼此分开的部件，中空横臂251也是中空套筒的形式，可具有大体上同轴的内腔，并且优选可具有相同大小的外径和内径(便于美观和装配，但不是必须的)。其中，中空横臂251与斜臂258可以是整体成型如铸造或冲压一体成型的，也可以是组装固定在一起，例如通过焊接、螺钉连接或铆接而固定连接在一起，它们与横套筒259一起形成叉状的形状。

如图所示，推力柱芯252B的在叉臂防摆动机构250侧审查的一端大体上同轴地旋拧并固定在横套筒259的内腔中并且在该内腔的一段中延伸，螺纹柱芯252A的位于中空横臂251内腔中的另一端(图2-3所示右端)，压缩螺旋弹簧254的内腔中设置在螺纹柱芯252A与推力柱芯252B之间、并且在分别在中空横臂251内腔的一端以及横套筒259内腔的一端以压缩弹簧力分别抵接在螺纹柱芯252A与推力柱芯252B(和/或横套筒259内腔底端–图2-3所示的左端)上。如图所示，根据一个示例，压缩螺旋弹簧254的两端可分别套在螺纹柱芯252A和推力柱芯252B的相应两端，并且以一定的压缩弹簧力分别抵靠在两端的台阶构造上，该台阶构造可以分别是螺纹柱芯252A和推力柱芯252B的台阶，也可以是螺纹柱芯252A和横套筒259内腔中的台阶。这样，就在横套筒259与中空横臂251之间形成了压缩弹簧力，由压缩螺旋弹簧254提供的该压缩弹簧力提供了将中空横臂251向外(即，朝向如图2-3所示的右侧方向)推的作用力，该作用力将通过杠杆原理经由斜臂258对下导轮212B,213B施加杠杆推压力。

螺纹柱芯252A的外螺纹与中空横臂251内螺纹形成螺纹连接(如图3所示的螺纹连接256)。在螺纹柱芯252A的伸出的一端，可旋拧上固定螺母253，以帮助固定和便于拆装螺纹柱芯252A。在螺纹柱芯252A的伸出的一端的末端，还可设有调节孔257，例如改锥调节孔，以便于通过例如改锥来拧紧/松脱螺纹柱芯252A，或者调节压缩弹簧254的弹簧力大小。

与中空横臂251一体成型或者固定连接在一起的斜臂258构造成相对于中空横臂251成一定角度地倾斜，从而与中空横臂251一起构成叉臂防摆动机构250的叉状的固定形状。斜臂258可以是筒状、板条状或者任何其它适用于实施本实用新型的构造形式。叉臂防摆动机构250的斜臂258从相应吊臂的下部倾斜地穿过安装，在斜臂258的穿过吊臂的那一端可优选地直接可旋转地安装下导轮212B,213B(如图3所示穿过相应吊臂伸出的一端上直接安装下导轮)，或者以其它方式与可旋转地安装下导轮212B,213B的安装轴(未示出)连接，使得叉臂防摆动机构250可通过杠杆原理经由斜臂258对下导轮212B,213B施加杠杆推压力，如下详述。

具体而言，为了通过杠杆原理经由斜臂258对下导轮212B,213B施加杠杆推压力，并且也是为了将斜臂258相对于相应吊臂进一步固定，在例如斜臂258的大体中段部位，以例如销连接的形式将枢轴销255穿过斜臂258和相应吊臂212/213可枢转地销接在一起(使得斜臂258能够相对于对应的吊臂212/213绕枢轴销255略微枢转)，这样一方面进一步确保叉臂防摆动机构250与相应吊臂的可靠稳定的安装和固定，另一方面也确保稳定地经由斜臂258对下导轮212B,213B施加杠杆推压力。如上所述，由于在横套筒259与中空横臂251之间形成了压缩弹簧力，该压缩弹簧力提供了将中空横臂251向外(即，朝向如图2-3所示的右侧方向)推的作用力，该作用力将以枢轴销255为支点，通过杠杆原理经由斜臂258对下导轮212B,213B施加杠杆推压力，从而将下导轮212B,213B始终保持可相对滑动运动地贴靠/抵靠在轨道100底部的对应转角上。

通过以上的设计和构思，在安装叉臂防摆动机构250后，驱动装置200的横套筒259通过压缩弹簧254对中空横臂251施加压缩弹簧力，该压缩弹簧力同时也施加在其斜臂258上，并通过枢轴销255支点的杠杆作用对下导轮212B,213B施加杠杆推压力，使下导轮212B和213B保持贴靠/抵靠在轨道100下部的对应转角部位。由此，在驱动装置200循着轨道100的运行过程中，就可以大大减轻或者甚至消除驱动装置200及其下导轮212B,213B在运行期间出现摇晃、摆动、抖动的倾向或者现象。并且，在这种构造和设计中，由于上导轮212A,213A始终承载大部分吊装的载荷，因此也可以大大减轻或者甚至消除下导轮212B,213B过载的倾向和可能性。

虽然如图所示轨道100具有优选为大体上方形的横截面，但是，适用于本实用新型的轨道100的其它形式的构造和横截面也是可以的。轨道100的转角优选是弧形过渡的转角。一般而言，大体上方形的轨道更容易制造和供货，并且成本可以更低。

另外，在轨道100上，例如在轨道100的底面中线附近或者其它部位，可通过铆钉、螺钉、螺栓连接等方式固定安装传动链110，传动链110循着轨道100的一部分或者整个延伸长度和延伸方向布置，并且在本实用新型中需要固定安装在轨道100上，以便于链轮241与其啮合并循着传动链110行进。

传动链110可以是滚子链条。当然，传动链110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。由于传动链110需要与轨道100一起例如大体直立地向上延伸、水平地沿着周向延伸，可能需要进行侧弯和/或扭转，因此，传动链110的至少一部分或者全部可以是可侧弯的链传动链条，其可以具有三维空间延伸的自由度。

下面进一步描述驱动装置200的该第一实施例的构造和配置。

如上所述，驱动装置200可包括第一安装座210、第二安装座220，和将第一安装座210和第二安装座220串联连接的中间连接件230，在该中间连接件230上可吊装巡检机器人或者巡检机器人模块/监测模块。第一安装座210的主体上部可设有通过两对导轮可滚动地吊装在轨道100上的一对吊臂212和213。类似地，如图1所示，第二安装座220的主体上部同样可设有通过两对导轮可滚动地吊装在轨道100上的一对吊臂222和223，这一对吊臂222和223上可安装一对上导轮和一对下导轮(已示出但未用附图标记标示)。第二安装座220上的这一对上导轮和一对下导轮的构造、配置和安装部位可与第一安装座210的一对上导轮212A,213A和一对下导轮212B,213B雷同，因此在这里对其结构、安装和设计不再赘述。

如图4所示，在驱动装置200的该第一实施例中，为了便于驱动装置200整体上可自适应地平滑地沿着轨道100行进，在中间连接件230的与第一安装座210和第二安装座220相连处各自设置可枢转机构，使得中间连接件230与第一安装座210和第二安装座220是可枢转地相连的，因此是可调节和自适应的，特别是在过弯道时。具体而言，在第一安装座210主体上或与之安装在一起的枢转机构上设置第一枢轴孔211和可枢转地安装在该第一枢轴孔211内的第一枢轴260，中间连接件230的一端与该第一枢轴260相连，而使得中间连接件230这一端与第一安装座210可枢转地连接。类似地，在第二安装座220主体上或与之安装在一起的枢转机构上设置第二枢轴孔221和可枢转地安装在该第二枢轴孔221内的第二枢轴270，中间连接件230的另一端与该第二枢轴270相连，而使得中间连接件230的该另一端与第二安装座220可枢转地连接。通过这样的设置，驱动装置200及其第一安装座210和第二安装座220就能够例如在轨道100上过弯时能够灵活地调整，从而平顺地过弯，并且有助于驱动装置200沿着轨道100平稳平滑运行而可防止运行时发生偏轨或者加重导轮的磨损，等等。

第一枢轴260/第二枢轴270的一端例如可用螺帽或螺母固定，另一端可通过端部法兰贴靠在相应枢轴孔位的端面上，以确保可靠的安装和枢转。另外第一枢轴260/第二枢轴270的两端均可套设滚珠轴承，例如推力球轴承，一方面可确保确切可靠地装配，另一方面可进一步确保平顺的枢转。

轨道100例如可由金属如铝材、铝合金挤出工艺一体成型。传动链110可以是滚子链条或者齿形链条。传动链110也可以是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110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。

巡检机器人或者巡检机器人模块/监测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、电池模块、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，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，驱动装置200和功能模块可由供电电缆供电。或者，功能模块可以内置有例如可充电的电池，作为其供电电源。

驱动装置的第二实施例

图5是根据本实用新型的第二实施例的用于巡检机器人的安装有叉臂防摆动机构的驱动装置1200的大体构造的示意图，其与图1所示第一实施例的驱动装置的主要不同之处主要在于第一安装座1210、第二安装座1220和中间连接件1230的构造和设计与图1所示第一实施例的不同。

具体而言，图1所示第一实施例的驱动装置200的构造采用了轻量化的结构设计，而图5所示驱动装置1200并未刻意采用轻量化的设计，而是注重驱动装置1200本身的结构强度及其本整体性。具体而言，第一安装座1210、第二安装座1220均可采用更厚重的一体式结构或者采用无镂空孔的板形成，并且连接在第一安装座1210、第二安装座1220中间的中间连接件1230也可以采用更宽的板1230的形式，使得可以在其上吊装例如更重或更多的巡检机器人或巡检模块。

第一安装座1210的主体上部可设有在安装就位后位于轨道1100两侧的一对吊臂1212和1213，这一对吊臂1212和1213可以与主体一体成型，也可以是与主体后续组装在一起的单独的构件。吊臂1212和1213优选可对称地布置，例如可以是板状或条状的形式，在吊臂1212上沿着大体上垂直的方向可旋转地安装有彼此间隔开的两个(一对)上、下导轮，它们构造且配置成在安装后分别配合在轨道1100的顶面和底部转角上，起到导向、限位且分别配合在轨道的顶面和底部转角上滚动运行的作用。类似地，在吊臂1213上可旋转地安装有两个上、下导轮，它们构造且配置成在安装后分别配合在轨道1100的顶面和底部转角上，起到引导、限位且分别配合在轨道的顶面和底部转角上滚动运行的作用。因此，第一安装座1210包含有配置在轨道1100顶面上沿其左右两侧滚动和导向并主要承载的一对上导轮(已示出但未用附图标记标示)，以及配置在轨道1100底部转角上沿其左右两侧滚动和导向并承载的一对下导轮(未图示出)。

类似地，如图5所示，第二安装座1220的主体上部同样可设有通过两对导轮可滚动地吊装在轨道1100上的一对吊臂1222和1223，这一对吊臂1222和1223上可安装一对上导轮和一对下导轮(未标示)。第二安装座1220上的这一对上导轮和一对下导轮的构造、配置和安装部位，以及叉臂防摆动机构1250的布置，都与第一安装座1210的一对上导轮和一对下导轮雷同，因此在这里对其结构、安装和布置不再赘述。

除此之外，图5所示第二实施例的驱动装置1200的其它构造和配置，与图1所示第一实施例的驱动装置200的对应构造和配置，包括叉臂防摆动机构1250，都是基本上相同的，因此不再一一赘述。

驱动装置1200尤其适用于某些相对重载的巡检机器人场合，但不限于此。

其它可选的构思

尽管本实用新型的第一和第二实施例的驱动装置均只配置了单个电机240，但是，本领域的技术人员可以理解，可以为本实用新型的驱动装置配置两个驱动电机240和相应的配套构件和安装结构。就此而言，第一安装座210(1210)和第二安装座220(1220)可具有基本上完全相同的构造、配置和安装，包括在第二安装座220(1220)上为第二个驱动电机240配套设计的驱动链轮、可选的减速机构(未示出)，等等。设置两个驱动电机240的好处在于，一方可提供更强的动力以满足部分应用场合如重负荷场合的要求，另一方面可能可满足防爆场所的例如本安设计的要求。

尽管在上述实施例的驱动装置中披露了叉臂防摆动机构的设置和设计，但是，本领域的普通技术人员完全可以理解，在驱动装置只需承担轻载荷的应用场合，或者服役条件不太恶劣或者服役要求不是特别高的场合，本实用新型的用于巡检机器人的驱动装置也可以无需设置包括叉臂防摆动机构在内的任何防摆动机构，仍然可以合乎要求地运行以进行巡检机器人的正常巡检工作。这种驱动装置例如可带有新型枢转机构和轻量化设计，使得可以容易地在上面配置单个或两个电机以及相应的链轮，并且可以以更简化更可靠的结构设计、更低的成本来满足和应用于更多的应用场景。

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 (18)

1.一种用于巡检机器人的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

第一安装座，所述第一安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮，所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上且分别位于左右两侧，并且所述一对下导轮分别配合在所述轨道的两个底部转角上；

第二安装座，所述第二安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮，所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上且位于左右两侧，并且所述一对下导轮分别配合在所述轨道的两个底部转角上；

连接在所述第一安装座与第二安装座之间的中间连接件；

安装在所述第一安装座上且位于所述轨道的左右两侧的两个叉臂防摆动机构，其中，每一个所述叉臂防摆动机构都具有由横套筒、横臂和斜臂构成的叉状构造，其中，每个所述叉臂防摆动机构构造成由固定安装在所述第一安装座上的所述横套筒对相应的所述横臂和所述斜臂施加弹簧推力，并通过杠杆作用对所述斜臂上的下导轮施加朝向所述轨道的杠杆推压力，以使所述下导轮保持贴靠或抵靠在所述轨道的相应底部转角上运行；和

安装在所述第二安装座上且位于所述轨道的左右两侧的两个叉臂防摆动机构，其中，每一个所述叉臂防摆动机构都具有由横套筒、横臂和斜臂构成的叉状构造，其中，每个所述叉臂防摆动机构构造成由固定安装在所述第二安装座上的所述横套筒对相应的所述横臂和所述斜臂施加弹簧推力，并通过杠杆作用对所述斜臂上的下导轮施加朝向所述轨道的杠杆推压力，以使所述下导轮保持贴靠或抵靠在所述轨道的相应底部转角上运行。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

所述第一安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂，所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底部转角上的一个所述上导轮和一个所述下导轮；和

所述第二安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂，所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底部转角上的一个所述上导轮和一个所述下导轮。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于：

所述横套筒是具有内腔的中空构造，其中，所述横套筒固定安装在所述第一安装座或所述第二安装座上，并且在所述横套筒的内腔中一端安装有推力柱芯；

所述横臂与所述横套筒同轴地邻接或抵接布置，并且也是具有内腔的中空构造，在所述横臂内腔中的相对的另一端安装有螺纹柱芯；

压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端以预压缩的形式分别安装并抵靠在所述横臂与所述横套筒的内腔中，并且分别套在所述螺纹柱芯与所述推力柱芯上，从而在所述横臂与所述横套筒之间提供了所述压缩弹簧的压缩弹簧力。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述推力柱芯的在所述横套筒内腔中的那一端与所述横套筒的内腔螺纹连接，并且所述推力柱芯的伸出所述横套筒的另一端可旋转地安装所述上导轮。

5.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述压缩弹簧是压缩螺旋弹簧，其中，所述压缩螺旋弹簧的一端抵靠在所述横套筒的内腔和/或所述推力柱芯的台阶构造上，并且所述压缩螺旋弹簧的另一端抵靠在所述横臂的内腔和/或所述螺纹柱芯的台阶构造上。

6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述螺纹柱芯与所述横臂的内腔螺纹连接，在所述螺纹柱芯的伸出所述横臂的一端的末端设有调节孔，通过所述调节孔调节所述螺纹连接，由此改变所述压缩弹簧的压缩弹簧力。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述叉臂防摆动机构的斜臂相对于其所述横臂成角度地倾斜，并倾斜地穿过相应的所述第一和/或第二安装座的吊臂安装。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述斜臂的穿过所述吊臂安装的那一端可旋转地安装所述下导轮，或者与所述下导轮的安装轴连接。

9.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，在所述斜臂上设有将所述斜臂可枢转地销接在相应的所述第一或第二安装座上的枢轴销。

10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述枢轴销在所述斜臂上的中间位置将所述斜臂可枢转地销接在相应的所述第一或第二安装座的吊臂上。

11.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，每一个所述叉臂防摆动机构的所述横臂和所述斜臂是一体成型的，或者固定连接在一起。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置进一步包括：

电机和与所述电机可旋转地连接的传动链轮，其中，所述电机的旋转运动驱动所述传动链轮旋转；和

传动链，所述传动链固定安装在所述轨道上，其中所述传动链轮与所述传动链啮合配合，从而在被驱动旋转时同所述驱动装置一起循着所述轨道运行。

13.根据权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，所述电机的配置选自下列选项中的一者：

单个电机，所述单个电机安装在所述第一安装座或第二安装座上，并且所述传动链轮安装在相应的所述第一安装座或第二安装座上；和

第一电机和第二电机，所述第一电机安装在所述第一安装座上，并且在所述第一安装座上还安装有被所述第一电机驱动旋转的第一传动链轮，并且，所述第二电机安装在所述第二安装座上，并且在所述第二安装座上还安装有被所述第二电机驱动旋转的第二传动链轮。

14.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，在所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有第一枢转机构和第二枢转机构，所述中间连接件的两端分别与所述第一枢转机构和第二枢转机构可枢转地直接或间接连接，使得所述中间连接件相对于所述第一安装座和所述第二安装座是可枢转的。

15.根据权利要求14所述的驱动装置，其特征在于，所述第一枢转机构包括位于所述第一安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第一枢轴孔，和可枢转地安装在所述第一枢轴孔内的第一枢轴；并且

所述第二枢转机构包括位于所述第二安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第二枢轴孔，和可枢转地安装在所述第二枢轴孔内的第二枢轴。

16.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一安装座和所述第二安装座均是整体成型的；或者

所述第一安装座和所述第二安装座的主体均由多块板拼接而成，并且所述第一安装座和所述第二安装座的一对吊臂均是与各自的所述主体固定连接的板状或条状吊臂。

17.根据权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，在所述电机与所述传动链轮之间还设有减速机构。

18.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，在所述中间连接件上安装巡检机器人或巡检机器人模块。