一种导轨四驱式激光点云CT扫描盘煤机器人装置的制作方法

一种导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置
技术领域
[0001]
本发明属于特种机器人领域，更具体的说涉及一种可以实现电厂盘煤工作的导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置。


背景技术：

[0002]
长期以来，煤炭在我国一次性能源生产和消费中占有主体地位。然而煤炭的消耗量巨大，带来大量的燃料运行和管理的工作，存煤量无法做到实时的精确监测，传统盘煤存在人员工作强度大、工作效率低、工作环境差、安全隐患高等诸多问题。现代盘煤机器人可用于圆形或条形的封闭煤场等场合，通过三维激光扫描仪扫描整个煤场，全方位无死角对煤场盘点，并对煤场内工作环境进行监测。由于轨道的承重要求及恶劣的工作环境，盘煤机器人的行走机构设计应轻便灵活，维护方便，可靠性好，能适应长距离的循轨运动。
[0003]
如申请号为201822258299的中国专利公开了一种盘煤机器人轨道行走机构，提供一种盘煤巡检机器人轨道行走机构，能适应圆形或条形封闭煤场恶劣环境，满足轨道巡检机器人行走要求；如申请号为201721103203.9的中国专利公开了一种盘煤机器人轨道行走机构，采用plc控制模块控制机器人沿固定轨道运行，并对控制系统进行了声明；如申请号为201610835107.7的中国专利通过使用多轴飞行器作为盘矿工具，可以实现相关矿物的操作；如申请号为201710671860的中国专利公开了一种自行走的智能堆体测量系统，通过将自行走小车安装于料场顶部的导轨上，从而实现料场的三维图形测量结果，不过上述专利公开内容并未对行走机构的组成做详细的说明。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种使盘煤机器人在轨道上能够做长距离的巡检，动力充足，通过3d激光扫描传感设备对煤场进行监测。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置，包括行走机构和3d激光扫描仪，所述行走机构包括架体，架体包括底板和位于其两侧的侧板，每个侧板上至少设置有两组轮组结构，轮组结构包括主动轮和从动轮，主动轮和从动轮的轴线平行于底板，主动轮的位置高于从动轮且二者之间形成夹持间隙，每个所述主动轮均独立连接有谐波减速驱动电机。
[0006]
进一步的所述轮组结构还包括连杆机构，所述连杆机构包括连杆一、连杆二和连杆三，所述连杆一和连杆三的中部分别与侧板之间设置有驱动轴和固定轴，所述主动轮位于连杆一的一端，从动轮位于连杆三的一端，连杆二的两端通过转轴分别与连杆一和连杆三枢接，所述主动轮连接有同步轮一，所述驱动轴上设置有同步轮二，同步轮一和同步轮二之间设置有皮带，所述谐波减速驱动电机连接驱动轴。
[0007]
进一步的所述主动轮与从动轮相互靠近，所述主动轮与连杆二分别位于连杆一的两端，所述从动轮与连杆二分别位于连杆三的两端。
[0008]
进一步的所述侧板上还设置有定位机构，所述定位机构包括定位轮、伸缩杆和伸
缩杆侧滚轮安装座，所述伸缩杆的两端连接定位轮和伸缩杆侧滚轮安装座，伸缩杆侧滚轮安装座固定于侧板上，定位轮的轴线垂直于底板。
[0009]
进一步的每个侧板上设置有两组轮组结构，定位机构位于两组轮组结构之间处。
[0010]
进一步的所述轮组结构的连杆二较主动轮和从动轮靠近定位机构。
[0011]
进一步的所述侧板上对应连杆一上方设置有定位销，所述定位销位于主动轮与驱动轴之间处。
[0012]
进一步的所述连杆一上对应定位销设置有加强凸板。
[0013]
进一步的所述行走机构上设置有控制硬件密封箱，所述控制硬件密封箱内设置有gps定位装置、5g传输无线通信装置、谐波减速电机驱动器、视频观测模块、电池模块，所述3d激光扫描仪固定于控制硬件密封箱下方。
[0014]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可靠性好、运动灵活的基础上采用四驱谐波减速驱动电机传动，动力更加充足，适合长距离巡检工作，使用连杆机构，通过主动轮和从动轮对轨道的作用所产生的力矩，两组力矩呈反向，故而起到了对整个机器人一个竖直方向上的固定作用，相比于其他行走机构此机构可自动紧固，运行时更平稳可靠，主动轮和从动轮的间隙可以放大，使机器人安装到轨道更容易。
附图说明
[0015]
图1为本发明导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置使用时的结构示意图；
[0016]
图2为本发明导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置与部分轨道配合时的立体结构示意图；
[0017]
图3为本发明中行走机构的内部结构示意图。
[0018]
附图标记：1、谐波减速驱动电机；2、底板；3、伸缩杆侧滚轮安装座；4、控制硬件密封箱；5、侧板；6、固定轴；7、从动轮；8、车轮轴；9、主动轮；10、同步轮一；11、驱动轴；12、同步轮二；13、转轴；14、定位轮；15、定位轮安装轴；16、连杆一；17、皮带；18、连杆二；19、连杆三；20、轨道；21、3d激光扫描仪。
具体实施方式
[0019]
参照图1至图3对本发明导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置的实施例做进一步说明。
[0020]
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
[0021]
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]
一种导轨四驱式激光点云ct扫描盘煤机器人装置，包括行走机构和3d激光扫描仪，所述行走机构包括架体，架体包括底板和位于其两侧的侧板，每个侧板上至少设置有两组轮组结构，轮组结构包括主动轮和从动轮，主动轮和从动轮的轴线平行于底板，主动轮的位置高于从动轮且二者之间形成夹持间隙，所述主动轮连接有谐波减速驱动电机。
[0023]
在本发明中每个主动轮独立的连接一个谐波减速驱动电机。
[0024]
此盘煤机器人行走装置安装在离地面20～30米h型轨道20上，由四个谐波减速驱动电机1分别驱动主动轮使装置沿轨道20运动，四驱使盘煤检测机器人动力更加充足，运动更灵活、稳定，适应长距离的运动。
[0025]
轨道20两侧有6个定位轮14，通过伸缩杆侧滚轮安装座3分别安装在侧板5两侧，通过左右各3个定位轮14对轨道20进行约束，防止机器人装置沿轴向左右倾覆而导致脱轨。
[0026]
控制硬件密封箱4由3d激光扫描仪21、gps定位装置、5g传输无线通信装置、谐波减速电机驱动器、视频观测模块、电池模块等组成，通过控制硬件密封箱4内的3d激光扫描仪21扫描整个煤场，精确测量煤场各种数据，动态监测煤场设备运行状态。
[0027]
4个谐波减速驱动电机1通过驱动轴11安装在侧板5上，为行走机构提供动力；连杆一16安装在驱动轴11上，连杆三19通过固定轴6安装在侧板5上，连杆二18通过转轴13把连杆一16和连杆三19连接起来，构成连杆机构；主动轮9通过车轮轴8安装在连杆一16上，从动轮7通过车轮轴8安装在连杆三19上；皮带17一端通过同步轮二12连接在驱动轴11上，另一端通过同步轮一10与主动轮9相连接，使谐波减速驱动电机1产生的动力通过皮带17传递到主动轮上，促使行走机构在轨道20上运动；定位轮14通过定位轮安装轴15安装在侧板5上，伸缩杆侧滚轮安装座3通过定位轮安装轴15固定在侧板5上，对行走机构在轨道20上进行约束，防止行走机构与轨道20脱离；控制硬件密封箱4安装在底板2上，里边放置电子元件，用于采集煤场数据，监测煤场设备的运行。
[0028]
结合图3，行走机构中连杆一16安装在驱动轴11上，连杆三19通过固定轴6安装在侧板5上，连杆二18通过转轴13把连杆一16和连杆三19连接起来，形成连杆机构；主动轮9通过车轮轴8安装在连杆一16上，从动轮7通过车轮轴8安装在连杆三19上；谐波减速驱动电机产生的动力通过皮带17传递到主动轮9上，具有1:1.5的传动比，使行走机构在轨道20上运动；在每个侧板的两组连杆机构中，通过主动轮9和从动轮7对轨道20的作用所产生的力矩，两组力矩呈反向，故而起到了对行走机构一个竖直方向上的固定作用，主动轮9和从动轮7的间隙可以放大，使机器人安装到轨道20更容易，使运行更平稳可靠；定位轮14通过定位轮安装轴15安装在侧板5上，通过定位轮14对轨道20进行横向约束，防止行走机构与轨道20脱离，使机构运行稳定、灵活。
[0029]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。