CN115556068A - 一种悬挂式可转弯机器人的运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械运动机构技术领域，具体公开了一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，用于悬挂在轨道上运动，包括支架，所述支架的一端连接有底板，还包括：导向运动单元，所述导向运动单元包括左轮组、右轮组和连接板，所述左轮组和所述右轮组分别位于连接板中轴线的两侧，所述连接板与所述底板转动连接；所述左轮组和所述右轮组均包括连接架和导向轮，所述连接架与所述连接板连接，所述导向轮与所述连接架转动连接，所述导向轮能够沿着轨道移动；动力单元，所述动力单元用于驱动左轮组和右轮组沿轨道运动。本发明能够提高机车车顶时机器人运动机构的稳定性，避免出现运动卡滞现象，实现有效的转弯运动。

Description

一种悬挂式可转弯机器人的运动机构

技术领域

本发明涉及机器人运动机构技术领域，具体涉及一种悬挂式可转弯机器人的运动机构。

背景技术

随着全国轨道交通的迅速发展，机车车辆逐步向智能化发展，越来越多的智能化技术代替人工运用于机车车辆的整备作业中，尤其是机器人技术深得机车整备作业青睐。对于机车车辆车顶整备作业，其距离地面较高，工作覆盖面积较大，考虑到机械臂的长度有限，需要将机器人整体安装在机车车顶附近，目前机器人运动机构主要可以通过地面立柱将其撑到机车车顶附近，或者使其悬挂在机车车顶周围的环形轨道上并可以沿着环形轨道移动。显然，通过环形轨道使机器人环绕车顶作业可以更好地进行车顶整备作业，提高工作效率与作业精度。

但是对于环形轨道，机器人运动小车存在稳定性问题，当运动小车经过转弯时，由于环形轨道内外半径不一样，导致运动小车出现运动卡滞现象，无法有效的转弯。

发明内容

本发明提供了一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，目的在于提高机车车顶时机器人运动机构的稳定性，实现有效的转弯运动，避免出现运动卡滞现象。

本发明通过下述技术方案实现：一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，用于悬挂在轨道上运动，包括支架，所述支架的一端连接有底板，还包括：

导向运动单元，所述导向运动单元包括左轮组、右轮组和连接板，所述左轮组和所述右轮组分别位于连接板中轴线的两侧，所述连接板与所述底板转动连接；所述左轮组和所述右轮组均包括连接架和导向轮，所述连接架与所述连接板连接，所述导向轮与所述连接架连接，所述导向轮能够沿着轨道移动；

动力单元，所述动力单元用于驱动左轮组和右轮组沿轨道运动。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本方案中的通过动力单元驱动导向运动单元中的左轮组和右轮组在导向轮的作用下沿着轨道移动，从而实现机器人整体沿着轨道进行运动，这样该机器人运动机构可绕环形轨道自由移动，从而全面覆盖机车车顶各个位置的整备作业，可大大提高工作精度与效率。

同时，由于本方案中左轮组和右轮组连接在连接板上，而连接板与底板转动连接，这样左轮组和右轮组可产生转动，因此当本方案中的运动机构整体在需要绕环形轨道转弯时，左轮组和右轮组可实现差速转动，保证整个运动机构可平顺的通过环形轨道转弯处，避免出现运动卡滞现象，从而实现机器人运动机构整体环绕列车顶部作业。

进一步，所述左轮组和所述右轮组的导向轮均设有两个，且两个导向轮分别与轨道的上表面和下表面接触。

有益效果：如此设置能够使轨道位于两个导向轮之间，两个导向轮的设置能够提高导向的精度和平稳性，从而使整个运动机构在运行过程中能够更加的稳定。

进一步，所述左轮组和右轮组还包括有限位轮，所述限位轮与所述连接架转动连接，且所述限位轮与轨道的外侧接触并能够沿轨道的外轮廓运动。

有益效果：限位轮的设置能够进一步提高整个运动机构与轨道之间的配合精度，且确保整个运动机构与轨道之间的位置精度，进一步提高整个运动机构的运行稳定性。

进一步，所述连接架的一侧开设缺口，所述缺口卡在所述轨道的一侧，且所述缺口与轨道之间具有间隙。

有益效果：本方案中的缺口的设置能够对整个运动机构沿轨道运行时起到导向和限位的作用，从而确保运动机构的运行稳定性。

进一步，所述连接架上可拆卸连接有导向块，所述导向块上开设有与所述缺口正对的导向口，轨道的一侧依次穿过所述导向口和缺口。

有益效果：实际设计过程中可以将缺口的尺寸设计成大于导向口的尺寸，而导向块可以设置多个具有不同大小尺寸的导向口的导向块，这样可以根据轨道厚度来进行更换适配的导向块，从而提高本方案运动机构的适用范围。

进一步，所述动力单元包括齿轮、齿条和电机，所述齿条连接在轨道的内侧，所述齿轮与所述齿条啮合，所述电机安装在所述底板上，所述电机的输出轴上连接有减速机，所述减速机上连接有动力轴，所述齿轮与所述动力轴连接。

有益效果：本方案中通过电机驱动齿轮转动时，齿轮与齿条啮合，从而使得机器人运动机构整体可沿环形轨道运动。本方案中的减速机能够对电机输出的动力进行减速后再传递到动力轴，从而使齿轮与齿条的配合更平稳。

进一步，所述齿轮远离减速机的一端设有盖板，所述盖板与所述动力轴连接。

有益效果：盖板的设置能够对齿轮起到进一步的限位作用，避免齿轮脱离动力轴，使齿轮的安装更加的稳固。

进一步，所述底板的两侧连接有限位块，两个所述限位块分别与左轮组和右轮组位于同侧，所述限位块呈]型，所述限位块的顶壁与轨道的上表面接触。

有益效果：本方案中限位块的设置能够有效保护运动机构，避免运动机构整体坠落。

进一步，所述轨道的上连接有安装支架，所述限位块的端部与安装支架之间具有1-5mm的间隙。

有益效果：本方案中轨道上的安装支架与限位块端部之间的间隙较小，这样在满足运动机构整体能够顺利运行的同时也可限制环形轨道位于运动机构纵向中线附近，这样避免运动机构在运行过程中出现较大的晃动，从而确保了运动机构运行的稳定。

进一步，所述导向运动单元设有两组，两组导向运动单元间隔分布在所述底板上。

有益效果：两组导向运动单元能够提高珍格格运动机构运行的平稳性，以及在运行的过程中更加的顺畅，对整个运动机构的导向作用更佳。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种悬挂式可转弯机器人的运动机构实施例中与轨道配合的局部示意图；

图2为本发明一种悬挂式可转弯机器人的运动机构实施例的立体图；

图3为本发明一种悬挂式可转弯机器人的运动机构实施例中与轨道配合的局部俯视图；

图4为本发明一种悬挂式可转弯机器人的运动机构实施例中去掉轨道上的安装支架后与轨道配合的局部示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

轨道1、安装支架2、齿条3、支架4、底板5、限位块6、连接架7、导向轮8、限位轮9、连接板10、轴承法兰11、转轴12、齿轮13、支撑板14、动力轴15、减速机16、导向块17、盖板18、连接轴19。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例1提供了一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，用于悬挂在轨道1上运动，本实施例中的轨道1为环形轨道1，轨道1上具有环形的通道，且该轨道1上表面安装有安装支架2，轨道1通过安装支架2被固定在墙面上，安装支架2的两侧与轨道1的两个外侧之间具有间距。

本实施例中的悬挂式可转弯机器人的运动机构包括支架4，支架4的一端连接有底板5，底板5与支架4焊接固定，支架4用于安装连接其他机构，如在支架4上安装机械臂或清洗机构，从而对车顶进行检查或进行等操作。

本实施例中的悬挂式可转弯机器人的运动机构还包括：

导向运动单元，本实施例中的导向运动单元设置有两组，两组导向运动单元间隔分布在底板5上，两组导向运动单元均包括左轮组、右轮组和连接板10，左轮组和右轮组分别位于连接板10中轴线的两侧，本实施例中连接板10为矩形板，左轮组和右轮组分别位于连接板10长度方向相对的两侧上，连接板10与底板5转动连接，具体的：本实施例中在底板5上固定连接有两个轴承法兰11，两个连接板10的中央固定连接有转轴12，两个连接板10分别通过两个转轴12与轴承法兰11通过轴承实现转动连接；

结合图2所示，左轮组和右轮组均包括连接架7和导向轮8，连接架7与连接板10通过螺钉固定连接，导向轮8与连接架7连接，本实施例中导向轮8与连接架7之间连接有连接轴19，导向轮8与连接轴19通过轴承转动连接，连接轴19与连接架7固定连接，导向轮8能够沿着轨道1移动，本实施例中左轮组和右轮组的导向轮8均设有两个，结合图1所示，两个导向轮8分别与轨道1的上表面和下表面接触；本实施例中左轮组和右轮组还包括有限位轮9，限位轮9通过轴承与连接架7连接，限位轮9与连接架7的连接配合关系与导向轮8与连接架7之间的连接配合关系相同，在此不再赘述，限位轮9与轨道1的外侧接触并能够沿轨道1的外轮廓运动，即限位轮9的轴线与导向轮8的轴线相互垂直设置；

如图2和图4所示，本实施例中在连接架7的一侧开设缺口，缺口卡在轨道1的一侧，且缺口与轨道1之间具有间隙，从而便于整个运动机构能够正常的沿着轨道1移动，本实施例中连接架7上可拆卸连接有导向块17，导向块17与连接架7通过螺钉配合连接，从而实现可拆卸式的固定连接关系，导向块17上开设有与缺口正对的导向口，本实施例中缺口的尺寸大于导向口的尺寸，这样可以根据轨道的厚度更换适配的导向块17，轨道1的一侧依次穿过导向口和缺口；

本实施例中底板5的两侧连接有限位块6，两个限位块6分别与左轮组和右轮组位于同侧，本实施例中限位块6均呈]型，限位块6的顶壁与轨道1的上表面接触，限位块6的底壁与底板5固定连接，限位块6与底板5之间可通过焊接固定或螺栓固定；

结合图3所示，本实施例中限位块6的端部与安装支架2之间具有1-5mm的间隙，这样使得限位块6与安装支架2之间的间隙较小，既能够满足整个运动机构的正常运行，同时能够使限位块6对运动机构起到一个导向和纠偏的作用，提高运动机构与轨道1之间的配合精度和位置精度，使轨道1能够处于整个运动机构中线附近，且本实施例中的限位块6的顶壁位于轨道1上表面，这样能够有效保护整个运动机构，避免整个运动机构掉落，更加的安全稳定。

本实施例中的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构还包括动力单元，该动力单元用于驱动左轮组和右轮组沿轨道1运动，具体的：动力单元包括齿轮13、齿条3和电机，齿条3连接在轨道1的内侧，齿轮13与齿条3啮合；电机安装在底板5上，电机的输出轴上连接有减速机16，减速机16上连接有动力轴15，齿轮13与动力轴15通过键槽与键的配合实现连接，本实施例中在齿轮13远离减速机16的一端设有盖板18，本实施例中盖板18中央固定连接有螺杆，动力轴15中央开设有螺孔，盖板18通过螺杆与螺孔的连接配合实现与动力轴15螺纹连接，盖板18的设置能够对齿轮13起到进一步的限位作用，确保齿轮13的稳定性。

本实施例中在底板5上连接有四个支撑板14，四个支撑板14围合成矩形框结构，四个支撑板14能够对动力单元起到保护遮挡作用。

具体实施过程如下：

当本实施例中的运动机构处于静止状态时，整个运动机构可通过左轮组、右轮组以及限位块6竖直悬挂在环形轨道1上。限位块6可有效保护运动机构坠落，同时也可限制环形轨道1处于运动机构纵向中线附近，确保两者的配合精度。

通过电机驱动齿轮13转动，齿轮13与环形轨道1上的齿条3啮合，从而驱动左轮组和右轮组的导向轮8和限位轮9沿着轨道1移动，这样机器人运动机构整体可绕环形轨道1自由移动，从而全面覆盖机车车顶各个位置的整备作业，可大大提高工作精度与效率。

同时，由于本方案中左轮组和右轮组连接在连接板10上，而连接板10可绕转轴12实现转动，从而使得左轮组和右轮组整体可随连接板10产生转动，因此当运动机构整体在需要绕环形轨道1转弯时，左轮组和右轮组可实现差速转动，保证整个运动机构平顺的通过环形轨道1转弯处，避免出现运动卡滞现象，从而实现机器人运动机构整体环绕列车顶部作业。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，用于悬挂在轨道上运动，包括支架，所述支架的一端连接有底板，其特征在于，还包括：

导向运动单元，所述导向运动单元包括左轮组、右轮组和连接板，所述左轮组和所述右轮组分别位于连接板中轴线的两侧，所述连接板与所述底板转动连接；所述左轮组和所述右轮组均包括连接架和导向轮，所述连接架与所述连接板连接，所述导向轮与所述连接架连接，所述导向轮能够沿着轨道移动；

动力单元，所述动力单元用于驱动左轮组和右轮组沿轨道运动。

2.根据权利要求1所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述左轮组和所述右轮组的导向轮均设有两个，且两个导向轮分别与轨道的上表面和下表面接触。

3.根据权利要求2所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述左轮组和右轮组还包括有限位轮，所述限位轮与所述连接架连接，且所述限位轮与轨道的外侧接触并能够沿轨道的外轮廓运动。

4.根据权利要求1所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述连接架的一侧开设缺口，所述缺口卡在所述轨道的一侧，且所述缺口与轨道之间具有间隙。

5.根据权利要求4所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述连接架上可拆卸连接有导向块，所述导向块上开设有与所述缺口正对的导向口，轨道的一侧依次穿过所述导向口和缺口。

6.根据权利要求1所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述动力单元包括齿轮、齿条和电机，所述齿条连接在轨道的内侧，所述齿轮与所述齿条啮合，所述电机安装在所述底板上，所述电机的输出轴上连接有减速机，所述减速机上连接有动力轴，所述齿轮与所述动力轴连接。

7.根据权利要求6所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述齿轮远离减速机的一端设有盖板，所述盖板与所述动力轴连接。

8.根据权利要求1所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述底板的两侧连接有限位块，两个所述限位块分别与左轮组和右轮组位于同侧，所述限位块呈]型，所述限位块的顶壁与轨道的上表面接触。

9.根据权利要求8所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述轨道上连接有安装支架，所述限位块的端部与安装支架之间具有1-5mm的间隙。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种悬挂式可转弯机器人的运动机构，其特征在于，所述导向运动单元设有两组，两组导向运动单元间隔分布在所述底板上。

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