轨道智能机器人行走机构及配套轨道的制作方法

本实用新型主要涉及轨道智能机器人的行走配套技术，尤其涉及一种轨道智能机器人行走机构及配套轨道。

背景技术：

随着社会的进步及电力传输技术的不断发展，人们对于机器人的服务功能日益注重，对机器人的轻量化和平稳性能有了更高更迫切的要求，对于机器人的使用便捷性能提出了更高的用户体验。当前市面上轨道式的行走机构驱动主要是以摩擦轮为主，通过滚轮与轨道的接触摩擦驱动设备运动，特别在湿度较大、易腐蚀的环境下，此结构存在容易打滑的缺陷。而要想避免打滑，需增大预紧力提高摩擦力，带来的问题就是电机功率增大，这样会增加成本，增大机构重量。由于有预紧力，将行走机构悬挂到轨道上很不方便。且由于配电房或隧道存在大量的拐弯、上下坡，故极其考验巡检机器人行走机构的性能。

目前，针对轨道巡检机器人行走机构的专利有很多，如CN104742111A提出了一种电缆隧道巡检机器人行走机构，将水平导轮及驱动导轮置于中空轨道内部，并通过与轨道底部接触的摩擦驱动轮提供行走动力，具有承重轮组，适合负载较重的机器人。但是这些专利机器人运行时间较长后，摩擦系数减小容易打滑。CN203743779U提出了一种安全的二维移动监控、摄像轨道机，其中在水平运动机构中，通过齿轮齿条传动提供行走动力，齿间间隙通过电机两夹板同侧加厚螺帽、穿套在焊接与车体两侧的拉紧套内螺栓以及齿轮调节螺钉调节，结构虽简单但调节齿间间隙难以保证，在轨道接口处、转弯处以及运行一段时间后会出现跳齿或卡滞现象。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、导向平稳、适应能力强、能防止跳齿和卡滞现象的轨道智能机器人行走机构及配套轨道。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种轨道智能机器人行走机构，包括支撑机架、安装座、驱动电机、齿轮、悬挂导轮组、侧向导轮组、旋转铰链和调节组件，所述安装座固装在支撑机架底部，所述旋转铰链和调节组件分装在支撑机架内，所述驱动电机一侧与旋转铰链活动铰接，驱动电机另一侧与调节组件连接，所述齿轮安装在驱动电机的输出轴上、调节组件使驱动电机绕旋转铰链转动并带动齿轮与轨道上的齿条啮合，所述悬挂导轮组安装在支撑机架顶部并与轨道顶底面接触，所述侧向导轮组安装在支撑机架两侧并与轨道侧面接触。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述调节组件包括螺杆、调节弹簧、紧固螺母和压块，所述螺杆的螺头与支撑机架固接，所述调节弹簧套于螺杆的杆身，所述压块与驱动电机侧部固接并穿过螺杆压于调节弹簧上，所述紧固螺母与螺杆螺纹连接并压紧压块。

所述悬挂导轮组包括两块悬挂板，两块悬挂板分设在支撑机架顶部两侧，每一块悬挂板上设有至少两个支撑导轮，各支撑导轮的底部与轨道接触，每一块悬挂板上还设有至少一组弹性导轮系，各弹性导轮系的顶部与轨道接触。

所述弹性导轮系包括导向轮、安装板、竖向压簧和升降座，所述安装板固接在悬挂板内侧，所述升降座通过竖向压簧压装在安装板上，所述导向轮安装在升降座内部、且其顶部与轨道接触。

所述弹性导轮系还包括限位螺栓，所述悬挂板上开设有限位槽，所述限位螺栓穿设在限位槽内并与升降座螺纹连接。

所述侧向导轮组包括侧向导轮、铰接板、摆动板、横向压簧和导引螺栓，所述铰接板固接在支撑机架外侧壁上，所述摆动板的中部与铰接板活动铰接，侧向导轮安装在摆动板的外端、且侧向导轮的侧部与轨道接触，所述摆动板的内端压于横向压簧上，所述导引螺栓固接在摆动板上，横向压簧一端穿设于导引螺栓、另一端与支撑机架导柱连接。

一种基于上述轨道智能机器人行走机构的配套轨道，包括轨道本体和设置在轨道本体底端的片状齿条，所述轨道本体的顶底面分别与悬挂导轮组接触，轨道本体的侧面与侧向导轮组接触，所述片状齿条与齿轮啮合。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述轨道本体设置为工字型结构，悬挂导轮组与工字型轨道本体上轨的内顶面以及下轨的内底部接触，侧向导轮组与工字型轨道本体下轨的外侧面接触，所述片状齿条设置在工字型轨道本体的下轨上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的轨道智能机器人行走机构，安装座用于放置电路板、云台等电气设备，整体机构通过悬挂导轮组悬挂在轨道上，悬挂导轮组同时与轨道顶底面接触，侧侧向导轮组与轨道侧面接触，悬挂导轮组与侧向导轮组相互配合，可以有效抑制行走机构偏摆，可以适用更小的转弯半径，驱动电机一侧通过旋转铰链铰接到支撑机架上，另一侧由调节组件连接。通过调节组件，使驱动电机绕旋转铰链上下弹性升降，以确保齿轮与齿条始终有效持续啮合。较传统结构而言，通过悬挂导轮组与侧向导轮组相互配合解决轨道智能机器人行走过程中行走导向不平稳，造成设备整体出现微抖动、易摆动等问题；悬挂导轮组在弯道可自适应，无需借助辅助装置进行转弯，结构简单；通过旋转铰链和调节组件的配合，保证齿轮与齿条始终有效持续啮合，防止跳齿和卡滞现象发生。本实用新型基于上述轨道智能机器人行走机构的配套轨道，具备上述轨道智能机器人行走机构相应的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型轨道智能机器人行走机构的立体结构示意图。

图2是本实用新型轨道智能机器人行走机构的配套轨道的主视结构示意图。

图中各标号表示：

1、支撑机架；2、安装座；3、驱动电机；4、齿轮；5、悬挂导轮组；51、悬挂板；511、限位槽；52、支撑导轮；53、弹性导轮系；531、导向轮；532、安装板；533、竖向压簧；534、升降座；535、限位螺栓；6、侧向导轮组；61、侧向导轮；62、铰接板；63、摆动板；64、横向压簧；65、导引螺栓；7、旋转铰链；8、调节组件；81、螺杆；82、调节弹簧；83、紧固螺母；84、压块；9、轨道本体；10、片状齿条。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型轨道智能机器人行走机构的一种实施例，包括支撑机架1、安装座2、驱动电机3、齿轮4、悬挂导轮组5、侧向导轮组6、旋转铰链7和调节组件8，安装座2固装在支撑机架1底部，旋转铰链7和调节组件8分装在支撑机架1内，驱动电机3一侧与旋转铰链7活动铰接，驱动电机3另一侧与调节组件8连接，齿轮4安装在驱动电机3的输出轴上、调节组件8使驱动电机3绕旋转铰链7转动并带动齿轮4与轨道上的齿条啮合，悬挂导轮组5安装在支撑机架1顶部并与轨道顶底面接触，侧向导轮组6安装在支撑机架1两侧并与轨道侧面接触。该结构中，安装座2用于放置电路板、云台等电气设备，整体机构通过悬挂导轮组5悬挂在轨道上，悬挂导轮组5同时与轨道顶底面接触，侧向导轮组6与轨道侧面接触，悬挂导轮组5与侧向导轮组6相互配合，可以有效抑制行走机构偏摆，可以适用更小的转弯半径，驱动电机3一侧通过旋转铰链7铰接到支撑机架1上，另一侧由调节组件8连接。通过调节组件8，使驱动电机3绕旋转铰链7上下弹性升降，以确保齿轮4与片状齿条10始终有效持续啮合。较传统结构而言，通过悬挂导轮组5与侧向导轮组6相互配合解决轨道智能机器人行走过程中行走导向不平稳，造成设备整体出现微抖动、易摆动等问题；悬挂导轮组5在弯道可自适应，无需借助辅助装置进行转弯，结构简单；通过旋转铰链7和调节组件8的配合，保证齿轮4与片状齿条10始终有效持续啮合，防止跳齿和卡滞现象发生。

实施例中，调节组件8包括螺杆81、调节弹簧82、紧固螺母83和压块84，螺杆81的螺头与支撑机架1固接，调节弹簧82套于螺杆81的杆身，压块84与驱动电机3侧部固接并穿过螺杆81压于调节弹簧82上，紧固螺母83与螺杆81螺纹连接并压紧压块84。该结构中，通过调节紧固螺母83的松紧度，使压块84在调节弹簧82的伸缩作用力下升降，从而使驱动电机3绕旋转铰链7上下弹性升降，保证齿轮4与齿条始终有效持续啮合，防止跳齿和卡滞现象发生。

本实施例中，悬挂导轮组5包括两块悬挂板51，两块悬挂板51分设在支撑机架1顶部两侧，每一块悬挂板51上设有至少两个支撑导轮52，各支撑导轮52的底部与轨道接触，每一块悬挂板51上还设有至少一组弹性导轮系53，各弹性导轮系53的顶部与轨道接触。该结构中，支撑导轮52既可以承重，也可以根据轨道进行线性行走和过弯自适应，而弹性导轮系53能提供足够的压紧力，确保在运动过程中与轨道顶面始终紧密贴合。

本实施例中，弹性导轮系53包括导向轮531、安装板532、竖向压簧533和升降座534，安装板532固接在悬挂板51内侧，升降座534通过竖向压簧533压装在安装板532上，导向轮531安装在升降座534内部、且其顶部与轨道接触。该结构中，竖向压簧533的作用力驱使导向轮531在运动过程中与轨道顶面始终紧密贴合。

本实施例中，弹性导轮系53还包括限位螺栓535，悬挂板51上开设有限位槽511，限位螺栓535穿设在限位槽511内并与升降座534螺纹连接。该限位槽511和限位螺栓535的配合，使得导向轮531在运动过程中与轨道顶面始终紧密贴合又不至于跳动或卡死，提高了稳定性。

本实施例中，侧向导轮组6包括侧向导轮61、铰接板62、摆动板63、横向压簧64和导引螺栓65，铰接板62固接在支撑机架1外侧壁上，摆动板63的中部与铰接板62活动铰接，侧向导轮61安装在摆动板63的外端、且侧向导轮61的侧部与轨道接触，摆动板63的内端压于横向压簧64上，导引螺栓65固接在摆动板63上，横向压簧64一端穿设于导引螺栓65、另一端与支撑机架1导柱连接。侧向导轮61安装在支撑机架1侧板的两侧并对称布置，横向压簧64提供弹力使侧向导轮61夹紧轨道下端两侧外边缘，确保在转弯过程中侧向导轮61与轨道始终紧密贴合。

如图2所示，本实用新型基于上述轨道智能机器人行走机构的配套轨道的一种实施例，包括轨道本体9和设置在轨道本体9底端的片状齿条10，轨道本体9的顶底面分别与悬挂导轮组5接触，轨道本体9的侧面与侧向导轮组6接触，片状齿条10与齿轮4啮合。片状齿条10的应用及齿间间隙弹性调节机构的设计，降低了成本，解决了传动过程中跳齿、卡滞现象。

本实施例中，轨道本体9设置为工字型结构，悬挂导轮组5与工字型轨道本体9上轨的内顶面以及下轨的内底部接触，侧向导轮组6与工字型轨道本体9下轨的外侧面接触，片状齿条10设置在工字型轨道本体9的下轨上。工字型轨道本体9的设计与悬挂导轮组5和侧向导轮组6形成顶、底、侧多向配合导向，其结构简单可靠。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型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实用新型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，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。