CN210942024U - 一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，包括主控制箱、六自由度机械臂、图像采集模块、支撑机构、两套驱动机构和四套走行机构，所述六自由度机械臂的一端安装在所述主控制箱上而另一端安装所述图像采集模块；对于各套所述驱动机构而言，其各自包括共同安装在所述主控制箱上的驱动电机、驱动轴、第一锥齿轮机构和两个第二锥齿轮机构，每个所述第二锥齿轮机构分别连接一所述走行机构；对于各走行机构而言，其各自包括支撑架及共同安装在所述支撑架上的中间转轴、车轮轴、支撑架、太阳齿轮、行星齿轮和车轮；所述支撑机构包括竖直设置的电动推杆。本实用新型体型较小、移动灵活且可以上下地沟进行自动检测。

Description

一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人

技术领域

本实用新型属于机器人领域，更具体地，涉及一种巡检机器人。

背景技术

目前，我国的城轨地铁车辆的日常检修内容繁杂且重复性作业多，主要采用人工目视为主、辅以简单工具的方法，存在夜班检修，作业人员易疲劳，易误检、漏检的问题，且检修效率低、经验依赖性强，重复性检修项点多，人员劳动强度大，作业人员需求量大。因此，机器人代替人工进行城轨地铁车辆日常巡检整备作业，具有现实的需求，对减少人为因素对质量控制的影响、提高作业效率并降低人员成本十分必要。

目前，未发现应用于城市轨道交通地铁车辆基地的同类产品，类似的产品均无法适应城市轨道交通地铁车辆基地停车列检库地沟狭小、存在台阶的复杂环境以及在检修地沟间进行灵活、便捷转运的需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其体型较小、移动灵活且可以上下地沟进行自动检测。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，包括主控制箱、六自由度机械臂、图像采集模块、支撑机构、两套驱动机构和四套走行机构，其中，

所述六自由度机械臂的一端安装在所述主控制箱上而另一端安装所述图像采集模块；

对于各套所述驱动机构而言，其各自包括共同安装在所述主控制箱上的驱动电机、驱动轴、第一锥齿轮机构和两个第二锥齿轮机构，所述驱动电机通过所述第一锥齿轮机构连接所述驱动轴，所述驱动轴水平设置并且其轴线沿前后方向延伸，所述驱动轴的前、后两端分别设置一所述第二锥齿轮机构；

每个所述第二锥齿轮机构分别连接一所述走行机构；

对于各走行机构而言，其各自包括支撑架及共同安装在所述支撑架上的中间转轴、车轮轴、支撑架、太阳齿轮、行星齿轮和车轮，所述中间转轴水平设置并且与驱动轴垂直，该中间转轴通过轴承安装在主控制箱上，该中间转轴的一端连接所述第二锥齿轮机构而另一端通过轴承安装在所述支撑架上，所述太阳齿轮固定穿装在所述中间转轴上，所述行星齿轮的数量为三个并且它们呈三角形布置，每个所述行星齿轮分别与所述太阳齿轮啮合并且分别固定安装一所述车轮轴，每根所述车轮轴分别通过轴承安装在所述支撑架上，每根所述车轮轴上分别固定安装一所述车轮；

所述支撑机构包括竖直设置的电动推杆。

优选地，所述主控制箱包括箱体外壳及安装在所述箱体外壳内的机器人主板、采集***硬件、电机驱动器和主控制器，所述主控制器分别与所述机器人主板、采集***硬件、电机驱动器连接。

优选地，所述图像采集模块包括图像采集器，所述图像采集器包括二维图像采集器和/或三维图像采集器。

优选地，所述图像采集模块还包括探照灯。

优选地，每套所述走行机构的三个行星齿轮呈正三角形布置。

优选地，所述支撑机构还包括销轴、固定卡扣、连接架和支撑轮，所述电动推杆通过所述固定卡扣安装在所述主控制箱上，所述连接架通过销轴连接在所述电动推杆上，所述连接架上连接所述支撑轮。

优选地，还包括全景扫描相机，所述全景扫描相机安装在所述主控制箱上。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)该巡检机器人接综合检测服务平台的检修任务，在无人干预情况下，可在地铁车辆检修地沟内自动走行、精准定位、自动检测，且能跨越检修地沟、实现不同地沟间自主转运并能对车底和车侧的目标部件的变形、松动、异物、缺失等故障检测，并将图像与故障数据发送给综合检测服务平台的检修任务进行分析处理。

2)该机器人能上下地沟台阶和地沟间灵活转运。机器人运行在地沟对，通过六自由度机械臂和图像采集模块以车厢为单位对车底和车侧的目标部件进行检测，并将检测数据无线传输给综合数据检测服务平台进行分析处理。

3)该巡检机器人相比传统的人工作业，降低了漏检率，提高了检测的效率和质量且节约了人力成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中走行机构的主视图；

图3是本实用新型中走行机构的一部分结构的分解图；

图4是本实用新型中支撑机构的结构示意图；

图5是本实用新型中支撑机构的分解示意图；

图6是本实用新型中驱动机构和走行机构在主控制箱上的布置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图6所示，一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，包括主控制箱1、六自由度机械臂3、图像采集模块5、支撑机构4、两套驱动机构和四套走行机构2，其中，

所述六自由度机械臂3的一端(即六自由度机械臂3的基座)安装在所述主控制箱1上而另一端(即六自由度机械臂3的末端)安装所述图像采集模块5，六自由度机械臂3通过各关节的摆动和旋转可调整图像采集模块5的姿态，以保证巡检机器人能对地铁车辆的车底和车侧的目标部件进行全方位的检查；

对于各套所述驱动机构而言，其各自包括共同安装在所述主控制箱1上的驱动电机20、驱动轴19、第一锥齿轮机构18和两个第二锥齿轮机构21，所述驱动电机20优选为驱动电机20并且通过所述第一锥齿轮机构18连接所述驱动轴19，所述驱动轴19水平设置并且其轴线沿前后方向延伸，所述驱动轴19的前、后两端分别设置一所述第二锥齿轮机构21；

每个所述第二锥齿轮机构21分别连接一所述走行机构2；

对于各走行机构2而言，其各自包括支撑架8及共同安装在所述支撑架8上的中间转轴12、车轮轴11、支撑架8、太阳齿轮、行星齿轮10和车轮9，所述中间转轴12水平设置并且与驱动轴19垂直，该中间转轴12通过轴承7安装在主控制箱1上，该中间转轴12的一端连接所述第二锥齿轮机构21而另一端通过轴承7安装在所述支撑架8上，所述太阳齿轮固定穿装在所述中间转轴12上，所述行星齿轮10的数量为三个并且它们呈三角形布置，优选地，每套所述走行机构2的三个行星齿轮10呈正三角形布置，每个所述行星齿轮10分别与所述太阳齿轮啮合并且分别固定安装一所述车轮轴11，每根所述车轮轴11分别通过轴承7安装在所述支撑架8上，每根所述车轮轴11上分别固定安装一所述车轮9；通过来自中间转轴12的驱动力驱动太阳齿轮，太阳齿轮又驱动与其啮合的行星齿轮10，可实现每个车轮9单独旋转，当碰到台阶时整个走行机构2可绕中间转轴12的轴线旋转从而上下台阶，进而实现巡检机器人在地沟间的灵活转运。

本实用新型的所述驱动电机20与第一锥齿轮机构18和第二锥齿轮机构21相互配合，可实现驱动轴19不同速度和扭矩的输出，在平地上行驶时，可驱动机器人前进、后退、原地转向和上下台阶，第一锥齿轮机构18和第二锥齿轮机构21的传动比可根据实际需要进行选择。

所述支撑机构4包括竖直设置的电动推杆13，以用于顶起该主控制箱1前端的两套走行机构2或该主控制箱1后端的两套走行机构2。

进一步，所述主控制箱1包括箱体外壳及安装在所述箱体外壳内的机器人主板、采集***硬件、电机驱动器和主控制器，所述主控制器分别与所述机器人主板、采集***硬件、电机驱动器连接，以用于对各走行机构2、所述六自由度机械臂3和图像采集模块5之间进行作业协调，以及让巡检机器人具备准确定位被检测地铁车辆的停车位置的能力，所述主控制器与综合数据检测服务平台连接，以将图像数据实时传输至综合数据检测服务平台进行分析处理，所述综合数据检测服务平台对主控制器传输过来的图像数据进行分析判别，通过通过模式识别、特征匹配和深度学***台的地铁车辆档案管理***中予以记录。

进一步，所述图像采集模块5包括图像采集器和探照灯，所述图像采集器包括二维图像采集器和/或三维图像采集器。所述图像采集模块5优选通过图像采集模块5安装座安装在六自由度机械臂3上。所述二维图像采集器和三维图像采集器分别可获取设定目标部件的二维、三维图像，并基于该二维、三维图像对目标部件进行状态识别、参数测量等工作并能识别出车底指定部件的变形、松动、异物、缺失等故障。实现对地铁车辆的牵引装置、轮对、电机端盖、车体底架、车端连接部位、转向架、制动器、齿轮箱等可视关键部件的检测，在极大程度上减少了人工劳动量，并且提高了检测效率。

进一步，所述支撑机构4还包括销轴14、固定卡扣15、连接架16和支撑轮17，所述电动推杆13通过所述固定卡扣15安装在所述主控制箱1上，所述连接架16通过销轴14连接在所述电动推杆13上，所述连接架16上连接所述支撑轮17。通过电动推杆13的驱动可使支撑轮17上下移动，当支撑轮17向下移动支撑起机器人的一端时，此时会有两套走行机构2悬空，左右两边的驱动电机20提供不同方向的转速，可使左右两边的走行机构2的车轮9获得相反方向的驱动力，配合支撑轮17，实现巡检机器人原地转向。

进一步，本实用新型还包括全景扫描相机6，所述全景扫描相机6安装在所述主控制箱1上，以用于与所述主控制箱1配合来定位列车的位置和控制走行机构2移动避障并通过走行机构2来上下地沟。巡检机器人接收到巡检任务后，离开驻车位，通过全景扫描相机6和主控制器配合来定位地铁车辆和移动避障；通过走行机构2走下地沟；通过六自由度机械臂3动作，借由图像采集模块5采集地铁车辆的车底和车侧的目标部件的图像数据来对车底和车侧的故障进行检测。

进一步，巡检机器人在完成一辆列车的图像采集后接收到综合数据检测服务平台对下一列车的检修任务，主控制箱1生成转移地沟的最近路线，通过全景扫描相机，确定目前最近的检修立柱并到达该检修立柱处，巡检机器人原地转身，通过走行机构2爬上该检修立柱旁的台阶，穿过两条检修线路之间的过道，从另一条检修线路的台阶下入另一条地沟开始执行该条地沟的检修任务。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。譬如,本实用新型的“前”、“后”、“左”、“右”是以图1中巡检机器人前后移动时的方位来进行表示。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，包括主控制箱、六自由度机械臂、图像采集模块、支撑机构、两套驱动机构和四套走行机构，其中，

所述六自由度机械臂的一端安装在所述主控制箱上而另一端安装所述图像采集模块；

对于各套所述驱动机构而言，其各自包括共同安装在所述主控制箱上的驱动电机、驱动轴、第一锥齿轮机构和两个第二锥齿轮机构，所述驱动电机通过所述第一锥齿轮机构连接所述驱动轴，所述驱动轴水平设置并且其轴线沿前后方向延伸，所述驱动轴的前、后两端分别设置一所述第二锥齿轮机构；

每个所述第二锥齿轮机构分别连接一所述走行机构；

对于各走行机构而言，其各自包括支撑架及共同安装在所述支撑架上的中间转轴、车轮轴、支撑架、太阳齿轮、行星齿轮和车轮，所述中间转轴水平设置并且与驱动轴垂直，该中间转轴通过轴承安装在主控制箱上，该中间转轴的一端连接所述第二锥齿轮机构而另一端通过轴承安装在所述支撑架上，所述太阳齿轮固定穿装在所述中间转轴上，所述行星齿轮的数量为三个并且它们呈三角形布置，每个所述行星齿轮分别与所述太阳齿轮啮合并且分别固定安装一所述车轮轴，每根所述车轮轴分别通过轴承安装在所述支撑架上，每根所述车轮轴上分别固定安装一所述车轮；

所述支撑机构包括竖直设置的电动推杆。

2.根据权利要求1所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，所述主控制箱包括箱体外壳及安装在所述箱体外壳内的机器人主板、采集***硬件、电机驱动器和主控制器，所述主控制器分别与所述机器人主板、采集***硬件、电机驱动器连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，所述图像采集模块包括图像采集器，所述图像采集器包括二维图像采集器和/或三维图像采集器。

4.根据权利要求3所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，所述图像采集模块还包括探照灯。

5.根据权利要求1所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，每套所述走行机构的三个行星齿轮呈正三角形布置。

6.根据权利要求1所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，所述支撑机构还包括销轴、固定卡扣、连接架和支撑轮，所述电动推杆通过所述固定卡扣安装在所述主控制箱上，所述连接架通过销轴连接在所述电动推杆上，所述连接架上连接所述支撑轮。

7.根据权利要求1所述的一种应用于地铁车辆列检库内的三角轮巡检机器人，其特征在于，还包括全景扫描相机，所述全景扫描相机安装在所述主控制箱上。

Images