CN112590822A - 一种组合式轨道巡检机器人*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种组合式轨道巡检机器人***，包括牵引导轨组件、驱动机构和机器人本体，所述牵引导轨组件包括驱动装置、轨道、钢丝绳、巷道横梁、拖轮组件、吊装梁和张紧装置；所述驱动装置由驱动电机与驱动轮构成，所述驱动装置通过所述驱动电机与所述驱动轮传动连接，所述钢丝绳套接于两个所述驱动轮之间，所述拖轮组件位于所述钢丝绳底端，且所述钢丝绳由所述拖轮组件支撑、限位，本申请机器人本体的两个从动轮中心距可以通从动轮组件的调节件、压簧来调节，其中一侧驱动轮组件可以左右调节，同时通过拧固定架的六角螺栓来推动驱动轮组件左右移动，从而可以调节主动轮压在轨道腹板上的松紧程度。

Description

一种组合式轨道巡检机器人***

技术领域

本申请涉及一种巡检机器人***，具体是一种组合式轨道巡检机器人***。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械，狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些计算机程序甚至也被称为机器人；在当代工业中，机器人指能自动运行任务的人造机器设备，用以取代或协助人类工作，一般会是机电设备，由计算机程序或是电子电路控制。

目前市面上的轨道式巡检机器人种类繁多，在电站、煤矿及管廊领域应用广泛，此类巡检机器人结构简单，通过安装于轨道两侧的驱动轮来实现行走、爬坡，完成巡检的目的。

传统的巡检机器人单纯采用蓄电池作为机器人驱动动力源和内部器件所用电源，由于驱动耗电量大，故蓄电池续航时间短，需要频繁的充电才能完成巡检任务，效率低下，且此类机器人在环境恶劣、潮湿、大倾角巷道的环境下巡检时，容易出现打滑，上坡停机时易溜坡等不良现象，给巡检工作带来不利影响。因此，针对上述问题提出一种组合式轨道巡检机器人***。

发明内容

一种组合式轨道巡检机器人***，包括牵引导轨组件、驱动机构和机器人本体；

所述牵引导轨组件包括驱动装置、轨道、钢丝绳、巷道横梁、拖轮组件、吊装梁和张紧装置；所述驱动装置由驱动电机与驱动轮构成，所述驱动装置通过所述驱动电机与所述驱动轮传动连接，所述钢丝绳套接于两个所述驱动轮之间，所述拖轮组件位于所述钢丝绳底端，且所述钢丝绳由所述拖轮组件支撑、限位；所述张紧装置卡合于所述钢丝绳表面，且所述轨道通过所述吊装梁与所述巷道横梁连接；

所述驱动机构包括驱动轮组件、安装板、承重轮组件、电动抱索器、抱索器滑轨组件、滑轨体和固定架；所述承重轮组件与所述安装板两端表面固接，所述固定架与所述安装板顶端固接，所述滑轨***于两个所述固定架之间，且所述滑轨体与所述固定架固接；所述滑轨体两侧均设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套接于所述滑轨体表面，所述电动抱索器位于所述滑轨体底端，且所述电动抱索器顶端套合于所述滑轨体外表面；

所述驱动轮组件包括驱动轮支架、主动轮、主动轮转轴、从动轮、从动轮组件调节件和压簧；所述驱动轮支架与所述安装板顶端固接，所述驱动轮支架内部设有主动轮，所述主动轮内孔设有主动轮转轴，且所述主动轮转轴与所述驱动轮支架顶端内壁转动连接；所述从动轮与所述安装板内侧壁转动连接，所述从动轮后侧面固接有从动轮组件调节件，且所述从动轮组件调节件与所述安装板之间设有所述压簧；

所述机器人本体包括语音声光报警器、多参数传感器、固定摄像头、直流稳压电源、控制箱、烟雾传感器和双目云台摄像仪；所述固定摄像头与所述安装板固接，所述多参数传感器位于所述固定摄像头底端，所述语音声光报警器位于所述多参数传感器一侧，所述语音声光报警器另一侧设有直流稳压电源，且所述直流稳压电源前侧设有控制箱；所述直流稳压电源底端设有双目云台摄像仪，且所述控制箱后侧设有烟雾传感器。

进一步地，所述滑道为工字型结构，且所述机器人本体与所述滑道滚动连接。

进一步地，所述安装板底端设有发电组件，且所述发电组件与所述驱动机构传动连接。

进一步地，所述驱动轮组件的数目为两个，且两个所述驱动轮组件对称布置于安装板两侧。

进一步地，所述主动轮数目为两个，一侧所述主动轮转轴输出端连接所述发电组件，且另一侧主动轮转轴输出端连接编码器。

进一步地，所述电动抱索器与所述钢丝绳卡合连接，且所述电动抱索器的数目为两个。

进一步地，所述语音声光报警器、所述多参数传感器、所述固定摄像头、所述烟雾传感器、所述双目云台摄像仪均分别与所述控制箱电性连接。

进一步地，所述控制箱与所述直流稳压电源电性连接。

进一步地，所述直流稳压电源表面设有LED显示屏，且LED显示屏与所述直流稳压电源电性连接。

进一步地，所述轨道与所述吊装梁垂直分布，且两个所述吊装梁对称分布于所述轨道两侧。

本申请的有益效果是：本申请提供了一种巡检距离长且便于调节使用的巡检机器人***。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一种实施例的巡检机器人***轴侧图；

图2为本申请一种实施例的牵引导轨组件轴侧图；

图3为本申请一种实施例的驱动机构轴侧图；

图4为本申请一种实施例的机器人本体轴侧图；

图5为本申请一种实施例的轨道结构示意图；

图6为本申请一种实施例的驱动轮组件立体结构示意图。

图中：1、牵引导轨组件，11、驱动装置，111、驱动轮，112、驱动电机，12、轨道，13、钢丝绳，14、巷道横梁，15、拖轮组件，16、吊装梁，17、张紧装置，2、驱动机构，21、驱动轮组件，211、驱动轮支架，212、主动轮，213、主动轮转轴，214、从动轮，215、从动轮组件调节件，216、压簧，22、安装板，23、承重轮组件，24、电动抱索器，25、抱索器滑轨组件，251、固定架，252、滑轨体，253、缓冲弹簧，26、发电组件，3、机器人本体，31、语音声光报警器，32、多参数传感器，33、固定摄像头，34、直流稳压电源，35、控制箱，36、烟雾传感器，37、双目云台摄像仪。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-6所示，一种组合式轨道巡检机器人***，包括牵引导轨组件1、驱动机构2和机器人本体3；

所述牵引导轨组件1包括驱动装置11、轨道12、钢丝绳13、巷道横梁14、拖轮组件15、吊装梁16和张紧装置17；所述驱动装置11由驱动电机112与驱动轮111构成，所述驱动装置11通过所述驱动电机112与所述驱动轮111传动连接，所述钢丝绳13套接于两个所述驱动轮111之间，所述拖轮组件15位于所述钢丝绳13底端，且所述钢丝绳13由所述拖轮组件15支撑、限位；所述张紧装置17卡合于所述钢丝绳13表面，且所述轨道12通过所述吊装梁16与所述巷道横梁14连接；

所述驱动机构2包括驱动轮组件21、安装板22、承重轮组件23、电动抱索器24、抱索器滑轨组件25、滑轨体252和固定架251；所述承重轮组件23与所述安装板22两端表面固接，所述固定架251与所述安装板22顶端固接，所述滑轨体252位于两个所述固定架251之间，且所述滑轨体252与所述固定架251固接；所述滑轨体252两侧均设有缓冲弹簧253，所述缓冲弹簧253套接于所述滑轨体252表面，所述电动抱索器24位于所述滑轨体252底端，且所述电动抱索器24顶端套合于所述滑轨体252外表面；

所述驱动轮组件21包括驱动轮支架211、主动轮212、主动轮转轴213、从动轮214、从动轮组件调节件215和压簧216；所述驱动轮支架211与所述安装板22顶端固接，所述驱动轮支架211内部设有主动轮212，所述主动轮212内孔设有主动轮转轴213，且所述主动轮转轴213与所述驱动轮支架211顶端内壁转动连接；所述从动轮214与所述安装板22内侧壁转动连接，所述从动轮214后侧面固接有从动轮组件调节件215，且所述从动轮组件调节件215与所述安装板22之间设有所述压簧216；

所述机器人本体3包括语音声光报警器31、多参数传感器32、固定摄像头33、直流稳压电源34、控制箱35、烟雾传感器36和双目云台摄像仪37；所述固定摄像头33与所述安装板22固接，所述多参数传感器32位于所述固定摄像头33底端，所述语音声光报警器31位于所述多参数传感器32一侧，所述语音声光报警器31另一侧设有直流稳压电源34，且所述直流稳压电源34前侧设有控制箱35；所述直流稳压电源34底端设有双目云台摄像仪37，且所述控制箱35后侧设有烟雾传感器36。

所述滑道为工字型结构，且所述机器人本体3与所述滑道滚动连接；所述安装板22底端设有发电组件26，且所述发电组件26与所述驱动机构2传动连接；所述驱动轮组件21的数目为两个，且两个所述驱动轮组件21对称布置于安装板22两侧；所述主动轮212数目为两个，一侧所述主动轮转轴213输出端连接所述发电组件26，且另一侧主动轮转轴213输出端连接编码器；所述电动抱索器24与所述钢丝绳13卡合连接，且所述电动抱索器24的数目为两个；所述语音声光报警器31、所述多参数传感器32、所述固定摄像头33、所述烟雾传感器36、所述双目云台摄像仪37均分别与所述控制箱35电性连接；所述控制箱35与所述直流稳压电源34电性连接；所述直流稳压电源34表面设有LED显示屏，且LED显示屏与所述直流稳压电源34电性连接；所述轨道12与所述吊装梁16垂直分布，且两个所述吊装梁16对称分布于所述轨道12两侧。

本申请在使用时，首先驱动装置11通过驱动电机111驱动轮112转动，从而带动环形钢丝绳13转动，钢丝绳13中间部位由拖轮组件15托住，通过张紧装置17使钢丝绳13张紧；电动抱索器24通过电机转动来实现抱索器抓手抓紧或松开牵引钢丝绳13，从而达到驱动机构2及机器人本体3的运动或停止，当机器人运动时可对机器人本体3负载供电及对直流稳压电源电池组充电。

然后直流稳压电源34其控制器具有采集发电机电压、各单体电池的电压、电池组的充电电流、电池组的放电电流、电池组的电压、电池电量、总输出功率功能，控制器可对检测到的发电机输出电压做出判断以做出不同的反应，当检测到发电机输出电压相对稳定或电压值高于20v时，切断电池放电回路，由发电机单独给负载供电；当发电机输出电压在一个范围内15V-20V时,由发电机和电池混合输出给负载供电。当发电机输出电压小于一个值15V时,由电池输出给负载供电,直至发电机供电恢复，其中外接电源和电池供电切换无延时,表现为不间断电源，故此巡检机器人可实现连续、长距离巡检。

本申请的有益之处在于：

1．本申请的两个从动轮的中心距可以通从动轮组件调节件、压簧来调节，驱动轮组件可以左右调节，同时通过拧固定架的六角螺栓来推动驱动轮组件左右移动，从而可以调节主动轮压在轨道的腹板上的松紧程度；

2．本申请中的电动抱索器在抱索器滑轨组件上可以实现沿滑轨左右移动，从而对驱动机的启动或停止起到缓冲作用，电动抱索器也可沿滑轨旋转，可对轨道和钢丝绳安装的角度误差起到补偿作用；

3．本申请机器人运动时可对机器人本体负载供电及对直流稳压电源电池组充电，直流稳压电源其控制器可对检测到的发电机输出电压做出判断以做出不同的供电方式给负载供电，其中外接电源和电池供电切换无延时,表现为不间断电源，以保证巡检机器人连续、长距离巡检。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：包括牵引导轨组件（1）、驱动机构（2）和机器人本体（3）；

所述牵引导轨组件（1）包括驱动装置（11）、轨道（12）、钢丝绳（13）、巷道横梁（14）、拖轮组件（15）、吊装梁（16）和张紧装置（17）；所述驱动装置（11）由驱动电机（112）与驱动轮（111）构成，所述驱动装置（11）通过所述驱动电机（112）与所述驱动轮（111）传动连接，所述钢丝绳（13）套接于两个所述驱动轮（111）之间，所述拖轮组件（15）位于所述钢丝绳（13）底端，且所述钢丝绳（13）由所述拖轮组件（15）支撑、限位；所述张紧装置（17）卡合于所述钢丝绳（13）表面，且所述轨道（12）通过所述吊装梁（16）与所述巷道横梁（14）连接；

所述驱动机构（2）包括驱动轮组件（21）、安装板（22）、承重轮组件（23）、电动抱索器（24）、抱索器滑轨组件（25）、滑轨体（252）和固定架（251）；所述承重轮组件（23）与所述安装板（22）两端表面固接，所述固定架（251）与所述安装板（22）顶端固接，所述滑轨体（252）位于两个所述固定架（251）之间，且所述滑轨体（252）与所述固定架（251）固接；所述滑轨体（252）两侧均设有缓冲弹簧（253），所述缓冲弹簧（253）套接于所述滑轨体（252）表面，所述电动抱索器（24）位于所述滑轨体（252）底端，且所述电动抱索器（24）顶端套合于所述滑轨体（252）外表面；

所述驱动轮组件（21）包括驱动轮支架（211）、主动轮（212）、主动轮转轴（213）、从动轮（214）、从动轮组件调节件（215）和压簧（216）；所述驱动轮支架（211）与所述安装板（22）顶端固接，所述驱动轮支架（211）内部设有主动轮（212），所述主动轮（212）内孔设有主动轮转轴（213），且所述主动轮转轴（213）与所述驱动轮支架（211）顶端内壁转动连接；所述从动轮（214）与所述安装板（22）内侧壁转动连接，所述从动轮（214）后侧面固接有从动轮组件调节件（215），且所述从动轮组件调节件（215）与所述安装板（22）之间设有所述压簧（216）；

所述机器人本体（3）包括语音声光报警器（31）、多参数传感器（32）、固定摄像头（33）、直流稳压电源（34）、控制箱（35）、烟雾传感器（36）和双目云台摄像仪（37）；所述固定摄像头（33）与所述安装板（22）固接，所述多参数传感器（32）位于所述固定摄像头（33）底端，所述语音声光报警器（31）位于所述多参数传感器（32）一侧，所述语音声光报警器（31）另一侧设有直流稳压电源（34），且所述直流稳压电源（34）前侧设有控制箱（35）；所述直流稳压电源（34）底端设有双目云台摄像仪（37），且所述控制箱（35）后侧设有烟雾传感器（36）。

2.根据权利要求1所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述滑道为工字型结构，且所述机器人本体（3）与所述滑道滚动连接。

3.根据权利要求2所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述安装板（22）底端设有发电组件（26），且所述发电组件（26）与所述驱动机构（2）传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述驱动轮组件（21）的数目为两个，且两个所述驱动轮组件（21）对称布置于安装板（22）两侧。

5.根据权利要求4所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述主动轮（212）数目为两个，一侧所述主动轮转轴（213）输出端连接所述发电组件（26），且另一侧主动轮转轴（213）输出端连接编码器。

6.根据权利要求5所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述电动抱索器（24）与所述钢丝绳（13）卡合连接，且所述电动抱索器（24）的数目为两个。

7.根据权利要求6所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述语音声光报警器（31）、所述多参数传感器（32）、所述固定摄像头（33）、所述烟雾传感器（36）、所述双目云台摄像仪（37）均分别与所述控制箱（35）电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述控制箱（35）与所述直流稳压电源（34）电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述直流稳压电源（34）表面设有LED显示屏，且LED显示屏与所述直流稳压电源（34）电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种组合式轨道巡检机器人***，其特征在于：所述轨道（12）与所述吊装梁（16）垂直分布，且两个所述吊装梁（16）对称分布于所述轨道（12）两侧。

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