CN111941389A - 双轨道巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轨道巡检机器人，包括机器人本体、环境检测模块和行走系统，环境检测模块设于机器人本体上，行走系统包括两组用于分别挂设在两条平行轨道上行走的行走装置，各组行走装置均包括至少两套行走机构，行走机构包括安装座、用于支承在轨道上的支承轮、用于抵于轨道内侧的导向轮和具有弹性伸缩功能的弹性伸缩组件，安装座能转动地安装在机器人本体上，支承轮固定安装在机器人本体上，导向轮通过弹性伸缩组件安装在机器人本体上。该双轨道巡检机器人行走稳定、能够自适应轨道形状、能够减少与轨道之间的磨损以及适应在双轨道上转弯操作。

Description

双轨道巡检机器人

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及一种双轨道巡检机器人。

背景技术

随着经济的发展及技术的进步，目前在城市地下综合管廊巡检、电力线路巡检、输煤栈桥巡检、大型商场超市等需要定期安排人力去对现场设备运行情况、现场环境进行监测的领域，大都开始或已经引入智能巡检机器人。但从目前市场产品来看，大多数挂轨式巡检机器人采用单轨，其行走不稳定，安全性低，少数挂轨式巡检机器人采用双轨，但现有的双轨道巡检机器人对双轨的形状有要求，行走装置难以适应在双轨道上的转弯操作，行走装置与轨道之间的磨损严重；而且，在爬坡阶段，巡检机器人的行走装置容易出现打滑；并且，现有的巡检机器人上的环境检测模块是固定安装的，巡检范围非常有限，难以进行全区域、更精细的巡检，存在巡检不到的死角。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种行走稳定、能够自适应轨道形状、能够减少与轨道之间的磨损以及适应在双轨道上转弯操作的双轨道巡检机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种双轨道巡检机器人，包括机器人本体、环境检测模块和行走系统，所述环境检测模块设于机器人本体上，所述行走系统包括两组用于分别挂设在两条平行轨道上行走的行走装置，各组所述行走装置均包括至少两套行走机构，所述行走机构包括安装座、用于支承在轨道上的支承轮、用于抵于轨道内侧的导向轮和具有弹性伸缩功能的弹性伸缩组件，所述安装座能转动地安装在机器人本体上，所述支承轮固定安装在机器人本体上，所述导向轮通过弹性伸缩组件安装在机器人本体上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述弹性伸缩组件包括U形架、伸缩杆和抵紧弹簧，所述伸缩杆的一端安装在安装座上，所述U形架固定在伸缩杆的另一端，所述抵紧弹簧设于U形架与安装座之间，所述导向轮安装在U形架上。

所述抵紧弹簧套设于伸缩杆上。

所述行走机构还包括用于顶紧轨道的防滑轮，所述防滑轮安装在安装座上。

所述行走机构还包括用于调节防滑轮顶紧轨道的松紧程度的松紧调节组件，所述防滑轮通过松紧调节组件安装在安装座上。

所述松紧调节组件包括滑移架、滑移导轨、限位台、调节螺钉和松紧弹簧，所述滑移导轨和限位台均固定在安装座上，所述滑移架滑设于滑移导轨上，所述调节螺钉活动穿设于限位台中并与滑移架螺纹连接，所述松紧弹簧设于滑移架与限位台之间，所述防滑轮安装在滑移架上。

所述松紧弹簧套设于调节螺钉上。

至少一所述行走机构的安装座上设有用于驱动支承轮行走的驱动电机。

所述机器人本体上设有机械臂，所述环境检测模块设于机械臂上。

所述双轨道巡检机器人还包括两条平行的轨道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的双轨道巡检机器人，包括机器人本体、环境检测模块和行走系统，环境检测模块设于机器人本体上，行走系统包括两组用于分别挂设在两条平行轨道上行走的行走装置，各组行走装置均包括至少两套行走机构，行走机构包括安装座、用于支承在轨道上的支承轮、用于抵于轨道内侧的导向轮和具有弹性伸缩功能的弹性伸缩组件，安装座能转动地安装在机器人本体上，支承轮固定安装在机器人本体上，导向轮通过弹性伸缩组件安装在机器人本体上。使用时，两组行走装置分别挂设在两条平行轨道上，其中，一组行走装置的支承轮支承在一条轨道的上侧、导向轮抵紧在该条轨道的内侧(内侧为两条轨道相对的一侧)，另一组行走装置的支承轮支承在另一条轨道的上侧、导向轮抵紧在该条轨道的内侧，在行走系统沿着轨道行走的过程中，机器人本体两侧的导向轮分别抵紧在两条轨道的内侧，起到行走导向作用，且使得行走系统行走更加稳定；由于导向轮通过弹性伸缩组件安装在机器人本体上，机器人本体两侧的导向轮能够随着两条轨道之间的宽度变化而伸缩，以保持与轨道抵接，达到自适应于轨道的形状而调整的功能，而且，降低了导向轮与轨道之间发生刚性冲击的风险，从而减少了导向轮与轨道之间的摩擦损耗；由于安装座是能转动地安装在机器人本体上的，使得在转弯过程中，安装座能够相应于轨道的弯度而发生转动，以适应在双轨道上转弯操作。

附图说明

图1是本发明双轨道巡检机器人的立体结构示意图。

图2是本发明双轨道巡检机器人的主视结构示意图。

图3是本发明双轨道巡检机器人的行走机构的立体结构示意图。

图4是本发明双轨道巡检机器人的行走机构的分解图。

图5是本发明双轨道巡检机器人的行走机构的主视结构示意图。

图6是本发明双轨道巡检机器人的弹性伸缩组件的结构示意图。

图7是图4中A处的放大图。

图中各标号表示：

1、机器人本体；11、机械臂；2、环境检测模块；3、轨道；4、行走机构；41、安装座；42、支承轮；43、导向轮；44、弹性伸缩组件；441、U形架；442、伸缩杆；443、抵紧弹簧；45、防滑轮；46、松紧调节组件；461、滑移架；462、滑移导轨；463、限位台；464、调节螺钉；465、松紧弹簧；47、驱动电机。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图7示出了本发明双轨道巡检机器人的一种实施例，本双轨道巡检机器人包括机器人本体1、环境检测模块2和行走系统，环境检测模块2设于机器人本体1上，行走系统包括两组用于分别挂设在两条平行轨道3上行走的行走装置，各组行走装置均包括至少两套行走机构4，行走机构4包括安装座41、用于支承在轨道3上的支承轮42、用于抵于轨道3内侧的导向轮43和具有弹性伸缩功能的弹性伸缩组件44，安装座41能转动地安装在机器人本体1上，支承轮42固定安装在机器人本体1上，导向轮43通过弹性伸缩组件44安装在机器人本体1上。该结构中，两组行走装置分别安装在机器人本体1的两侧，每组行走装置均包括两套行走机构4，每组行走机构4间隔布置，使用时，两组行走装置分别挂设在两条平行轨道3上，其中，一组行走装置的支承轮42支承在一条轨道3的上侧、导向轮43抵紧在该条轨道3的内侧(内侧为两条轨道3相对的一侧)，另一组行走装置的支承轮42支承在另一条轨道3的上侧、导向轮43抵紧在该条轨道3的内侧，在行走系统沿着轨道3行走的过程中，机器人本体1两侧的导向轮43分别抵紧在两条轨道3的内侧，起到行走导向作用，且使得行走系统行走更加稳定；由于导向轮43通过弹性伸缩组件44安装在机器人本体1上，机器人本体1两侧的导向轮43能够随着两条轨道3之间的宽度变化而伸缩，以保持与轨道3抵接，达到自适应于轨道3的形状而调整的功能，而且，降低了导向轮43与轨道3之间发生刚性冲击的风险，从而减少了导向轮43与轨道3之间的摩擦损耗；由于安装座41是能转动地安装在机器人本体1上的，使得在转弯过程中，安装座41能够相应于轨道3的弯度而发生转动，以适应在双轨道3上转弯操作。优选地，每个安装座41上安装有至少两个间隔布置的导向轮43。

本实施例中，如图4、图5和图6所示，弹性伸缩组件44包括U形架441、伸缩杆442和抵紧弹簧443，伸缩杆442的一端安装在安装座41上，U形架441固定在伸缩杆442的另一端，抵紧弹簧443设于U形架441与安装座41之间，导向轮43安装在U形架441上。使用时，支承轮42支承在轨道3的上侧，导向轮43抵紧在轨道3的内侧，抵紧弹簧443抵紧在U形架441与安装座41之间，从而给导向轮43抵紧于轨道3上的抵紧力，导向轮43在沿着轨道3滚动的过程中，导向轮43会随着轨道3形状而移动调整，沿着伸缩杆442的伸缩方向在克服抵紧弹簧443弹性力的情况下进行相应的跳动，以适应轨道3的变化。具体地，抵紧弹簧443套设于伸缩杆442上，使得弹性伸缩组件44的整体结构更加紧凑。

本实施例中，，如图2、图3、图4和图5所示，行走机构4还包括用于顶紧轨道3的防滑轮45，防滑轮45安装在安装座41上。当行走装置挂设在轨道3上时，防滑轮45顶紧于轨道3的下侧，以增加行走机构4与轨道3之间的摩擦力，从而防止在爬坡阶段出现打滑。

本实施例中，如图5和图7所示，行走机构4还包括用于调节防滑轮45顶紧轨道3的松紧程度的松紧调节组件46，防滑轮45通过松紧调节组件46安装在安装座41上。通过松紧调节组件46能够调节防滑轮45顶紧轨道3的松紧程度，如，在平移阶段时，可以减少或者解除防滑轮45对轨道3的顶紧力，使得行走机构4行走更加顺畅，减少摩擦，在爬坡阶段时，可加大防滑轮45对轨道3的顶紧力，增加行走机构4与轨道3之间的摩擦力，防止打滑。

本实施例中，如图4、图5和图7所示，松紧调节组件46包括滑移架461、滑移导轨462、限位台463、调节螺钉464和松紧弹簧465，滑移导轨462和限位台463均固定在安装座41上，滑移架461滑设于滑移导轨462上，调节螺钉464活动穿设于限位台463中并与滑移架461螺纹连接，松紧弹簧465设于滑移架461与限位台463之间，防滑轮45安装在滑移架461上。当行走装置挂设在轨道3上时，支承轮42支承在轨道3的上侧，防滑轮45顶紧在轨道3的下侧，起到对轨道3的夹紧作用，防滑轮45通过滑移架461滑设于滑移导轨462上，使得防滑轮45能够靠近和远离轨道3移动，松紧弹簧465设于滑移架461与限位台463之间，起到对滑移架461的支撑作用，即，防滑轮45对轨道3的顶紧力为松紧弹簧465的预紧力与滑移架461的重力之差；调节螺钉464活动穿设于限位台463中，即调节螺钉464相对限位台463在轴向是活动的，使得防滑轮45能够克服松紧弹簧465的弹性力而下移，从而能够随着轨道3形状的变化作相应移动；调节螺钉464与滑移架461螺纹连接，通过旋拧调节螺钉464能够调节松紧弹簧465的压缩程度，以调节松紧弹簧465的预紧力，从而调节防滑轮45对轨道3的顶紧力大小。具体地，松紧弹簧465套设于调节螺钉464上，使得松紧调节组件46的整体结构更加紧凑。

本实施例中，如图1至图5所示，至少一行走机构4的安装座41上设有用于驱动支承轮42行走的驱动电机47。驱动电机47用于驱动支承轮42沿着轨道3行走，为行走系统提供动力。

本实施例中，如图1和图2所示，机器人本体1上设有机械臂11，环境检测模块2设于机械臂11上。机器人本体1根据现场实际情况携带各种作业半径的机械臂11，机械臂11的一端设于机器人本体1上，环境检测模块2(包括高清摄像机和红外热成像仪)设于机械臂11的另一端，环境检测模块2包括高清摄像机和红外热成像仪，高清摄像机和红外热成像仪能够根据机械臂11的作业半径任意贴近巡检目标进行精细化拍摄，使机器人视角更加广阔，做到无死角，全范围覆盖，使巡检更精准、灵活。

本实施例中，如图1和图2所示，双轨道巡检机器人还包括两条平行的轨道3，两组行走装置分别挂设在两条平行的轨道3上。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种双轨道巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体(1)、环境检测模块(2)和行走系统，所述环境检测模块(2)设于机器人本体(1)上，所述行走系统包括两组用于分别挂设在两条平行轨道(3)上行走的行走装置，各组所述行走装置均包括至少两套行走机构(4)，所述行走机构(4)包括安装座(41)、用于支承在轨道(3)上的支承轮(42)、用于抵于轨道(3)内侧的导向轮(43)和具有弹性伸缩功能的弹性伸缩组件(44)，所述安装座(41)能转动地安装在机器人本体(1)上，所述支承轮(42)固定安装在机器人本体(1)上，所述导向轮(43)通过弹性伸缩组件(44)安装在机器人本体(1)上。

2.根据权利要求1所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述弹性伸缩组件(44)包括U形架(441)、伸缩杆(442)和抵紧弹簧(443)，所述伸缩杆(442)的一端安装在安装座(41)上，所述U形架(441)固定在伸缩杆(442)的另一端，所述抵紧弹簧(443)设于U形架(441)与安装座(41)之间，所述导向轮(43)安装在U形架(441)上。

3.根据权利要求2所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述抵紧弹簧(443)套设于伸缩杆(442)上。

4.根据权利要求1所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述行走机构(4)还包括用于顶紧轨道(3)的防滑轮(45)，所述防滑轮(45)安装在安装座(41)上。

5.根据权利要求4所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述行走机构(4)还包括用于调节防滑轮(45)顶紧轨道(3)的松紧程度的松紧调节组件(46)，所述防滑轮(45)通过松紧调节组件(46)安装在安装座(41)上。

6.根据权利要求5所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述松紧调节组件(46)包括滑移架(461)、滑移导轨(462)、限位台(463)、调节螺钉(464)和松紧弹簧(465)，所述滑移导轨(462)和限位台(463)均固定在安装座(41)上，所述滑移架(461)滑设于滑移导轨(462)上，所述调节螺钉(464)活动穿设于限位台(463)中并与滑移架(461)螺纹连接，所述松紧弹簧(465)设于滑移架(461)与限位台(463)之间，所述防滑轮(45)安装在滑移架(461)上。

7.根据权利要求6所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述松紧弹簧(465)套设于调节螺钉(464)上。

8.根据权利要求1所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：至少一所述行走机构(4)的安装座(41)上设有用于驱动支承轮(42)行走的驱动电机(47)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)上设有机械臂(11)，所述环境检测模块(2)设于机械臂(11)上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的双轨道巡检机器人，其特征在于：所述双轨道巡检机器人还包括两条平行的轨道(3)。

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