一种用于变化轨道的轨道机器人行走机构的制作方法

本发明属于巡检机器人领域，具体说是一种用于变化轨道的轨道机器人行走机构。

背景技术：

通常情况下，轨道式巡检机器人的运行轨道都是水平铺设的，但是用于煤矿井下或地下综合管廊的巡检机器人由于受地形变化和条件的影响，运行轨道既有平直的，也有带坡度的，甚至在过防火门处轨道是断开的。巡检机器人在通过不同的轨道时，其前后行走机构的承重轮与底部支撑轮的间隙将随着运行轨道的不同而变化。通过凸形坡度轨道的时候，承重轮与底部支撑轮的间隙很小，通过平直轨道的时候此间隙会增大。当通过有断开处的平直轨道时，为了保证机器人能正常入轨则要求此间隙必须很小。为了使巡检机器人运行时能够适应不同工况的轨道，需要有一种合适的行走机构。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可以适应不同轨道变化的轨道机器人行走机构，该机构可以自动适应平直、弧形、断开等几种工况的轨道，且结构简单，安全可靠。

本发明采用的技术方案是：一种用于变化轨道的轨道机器人行走机构，该机器人行走机构包括轨道、左行走装置和右行走装置。轨道由平直、弧形和断开等不同形状的轨道和垫板组成，垫板固定于断开处的平直轨道的下面。所述左行走装置由左行走机构和左升降机构组成，右行走装置由右行走机构和右升降机构组成。左行走机构与右行走机构的组成结构完全相同，呈对称形式。左升降机构安装于左行走机构与机器人本体之间，右升降机构安装于右行走机构与机器人本体之间，左行走机构和右行走机构沿轨道移动时，带动机器人本体行走。

为了使得轨道机器人行走机构能适应平直、弧形、断开等几种工况的轨道，本发明采用了由左行走装置和右行走装置两部分组成的行走机构，同时，合理地选取行走机构的底轮与轨道底面之间的间距，使得通过弧形轨道时，底轮可以顺利通过。

由于通过断开的轨道时，机器人本体要发生倾斜，如果行走机构的承重轮与底轮之间的间距较大，则机器人本体倾斜的角度将会变得更大，使得行走机构再次入轨时发生困难，为此，在断开处的平直轨道的底面附加了垫板。这样，在跨越断开的轨道时，如果左行走装置脱离轨道，右行走装置的底轮将支撑到轨道的垫板上，使得机器人本体倾斜角度变小，便于行走机构再次入轨。

本发明的有益效果是：该轨道机器人行走机构可以适应平直、弧形和断开等不同工况的轨道变化，且结构简单，安全可靠，适用于煤矿井下复杂地形和地下综合管廊环境下应用的巡检机器人。

附图说明

图1为本发明的轨道连接示意图。

图2为本发明左行走机构组成结构示意图。

图3为本发明右行走机构组成机构示意图。

图4为本发明在不同轨道工况下工作示意图。

图中：100.垫板一；101.垫板二；102.平直轨道一；103.平直轨道二；104.凸形坡度轨道；105.凹形坡度轨道；106.平直轨道三；107.连接板；201.驱动轮一；202.从动轮一；203.承重轮一；204.承重轮二；205.支架一；206.底轮一；207.底轮支撑机构一；301.驱动轮二；302.从动轮二；303.承重轮三；304.承重轮四；305.支架二；306.底轮二；307.底轮支撑机构二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1、图2所示，一种用于变化轨道的轨道机器人行走机构，该机构包括轨道、左行走装置和右行走装置。

所述轨道如图1所示，该轨道由垫板一100、垫板二101、平直轨道一102、平直轨道二103、凸形坡度轨道104、凹形坡度轨道105、平直轨道三106和连接板107构成。垫板一100固定在平直轨道一102的下面，垫板二101固定在平直轨道二103的下面。平直轨道一102与平直轨道二103之间有一定空隙，呈断开状态；平直轨道二103、凸形坡度轨道104、凹形坡度轨道105和平直轨道三106之间通过连接板107相连在一起，并用螺钉固定。

所述左行走装置由左行走机构和左升降机构组成，右行走装置由右行走机构和右升降机构组成。

如图2所示，所述左行走机构包括驱动轮一201、从动轮一202、承重轮一203、承重轮二204、支架一205、底轮一206和底轮支撑机构一207。

所述驱动轮一201和从动轮一202分别固定在支架一205上，驱动轮一201和从动轮一202可以自行转动。承重轮一203和承重轮二204固定在支架一205上，同时也挂在轨道上，承载机器人本体的重量。底轮支撑机构一207的上端装有底轮一206，底轮支撑机构一207与支架一205采用铰链连接。

如图3所示，所述右行走机构包括驱动轮二301、从动轮二302、承重轮三303、承重轮四304、支架二305、底轮二306和底轮支撑机构二307。

所述驱动轮二301和从动轮二302分别固定在支架二305上，驱动轮二301和从动轮二302可以自行转动。承重轮三303和承重轮四304固定在支架二305上，同时也挂在轨道上，承载机器人本体的重量。底轮支撑机构二307的上端装有底轮二306，底轮支撑机构二307与支架二305采用铰链连接。

右行走机构与左行走机构组成结构完全相同，呈对称形式。

如图4所示，左升降机构安装于左行走机构与机器人本体之间，右升降机构安装于右行走机构与机器人本体之间，左行走机构和右行走机构沿轨道移动时，带动机器人本体行走。

如图4所示，机器人本体沿变化轨道行走时工作过程是：

以机器人本体从平直轨道三106向平直轨道一102行进为例。当机器人本体在平直轨道三106上运行时，承重轮三303和承重轮四304在平直轨道三106底板的上平面上转动，底轮二306与平直轨道三106底板下平面的间距是d1。当机器人本体行进到凹形坡度轨道105的时候，底轮二306与凹形坡度轨道105底板下平面的间距增大，间距是d2，d2大于d1。当机器人本体行进到凸形坡度轨道104的时候，底轮二306与凸形坡度轨道104底板下平面的间距减小，间距为d3，d3小于d1。需注意的是，如果d1过小的话，将使得d3≤0，造成底轮二306卡在凸形坡度轨道104处，使机器人本体不能前进。因此，该行走机构设计时，需要合理的选择d1，以保证d3>0。

当左行走机构和右行走机构同时走到平直轨道二103时，机器人本体的姿态同在平直轨道三106时一样。当机器人本体继续前行时，由于平直轨道一102和平直轨道二103之间是断开的，左行走机构将脱离平直轨道二103，使得机器人本体发生倾斜。如果机器人本体倾斜角度过大的话，将给行走机构重新入轨造成困难。为减少倾斜角度，在平直轨道二103的下面增加垫板二101，在平直轨道一102的下面增加垫板一100。此时，右行走机构的承重轮三303与平直轨道二103底板的上平面接触，底轮二306与垫板二101的下平面接触。左行走机构的承重轮二204与底轮一206之间的垂直间距为d4，d4应大于平直轨道一102的下底板与垫板一100的厚度之和。当左行走机构再次入轨时，左升降机构稍稍升起，使左行走机构的承重轮二204与底轮一206之间的空隙对准平直轨道一102的底板和垫板一100，这样在右行走机构的驱动下，左行走机构便可顺利完成入轨。

当机器人本体继续前行，右行走机构脱离平直轨道二103时，机器人本体同样发生倾斜。右行走机构再次入轨时，右升降机构稍稍升起，使右行走机构的承重轮四304与底轮二306之间的空隙对准平直轨道一102的底板和垫板一100，在左行走机构的带动下，右行走机构便可顺利完成入轨。