一种用于轨道式巡检机器人的升降装置及其垂直升降系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测领域，尤其涉及一种用于轨道式巡检机器人的升降装置及其垂直升降系统。


背景技术：

2.电缆隧道作为一种城市电力等管线传输方式，取代了排管、直埋等敷设方式，并且部分替代了架空线路传输方式，得以广泛应用。空间有限，
3.可电缆隧道内设置有众多防火墙、竖井及通风口等，且间隔距离不相等；同时隧道内湿度较大，地面起伏不平，且还可能存在可燃气体，因此对电缆隧道内的环境的监测尤为重要。在这种情况下，在电缆隧道内多采用轨道式巡检机器人对其进行监控。但隧道中存在90
°
垂直落差路段，受地形条件限制，机器人无法以沿轨道运行的方式通过。
4.目前采用较多的方法是，对于因存在90
°
垂直落差而被“切断”的隧道，长度较短的路段每隔一定距离安装固定的监控探头和检测设备，长度较长的路段则在落差两侧路段均布置轨道式巡检机器人。但是固定点监测存在观测死角，无法满足监测全方位覆盖的要求,也不具备智能分析和报警功能。而铺设多台轨道式巡检机器人的成本明显较高。
5.为此针对电缆隧道或综合管廊存在的90
°
垂直落差的问题，要求既不影响原有的墙体结构和设备，又要便于轨道式巡检机器人的正常运行，保证其性能的稳定，同时考虑施工过程的安全和经济效益，是隧道轨道式巡检机器人现阶段需要解决的一个技术问题。
6.有的设计是安装圆弧形轨道，机器人沿轨道前进并螺旋式上升，但是其制造和安装难度高，对轨道内狭窄空间的要求苛刻，受其他监测、消防设施布局限制，不适用于所有情况。还有的设计是在电缆隧道90
°
垂直落差处安装一种升降装置，包括驱动装置、牵引装置、承载平台和其他辅助设施。通过驱动装置与牵引装置连接而提供其动力，带动平台和机器人作升降运动，从而帮助机器人通过90
°
垂直落差而继续执行巡检任务。


技术实现要素：

7.本实用新型旨以解决上述问题，为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于轨道式巡检机器人的垂直升降装置，包括检测机器人，所述垂直升降装置还包括控制模块、轨道组、多个限位机构、多个定位装置、承载臂和传动单元；
8.所述检测机器人通过轨道卡口连接所述轨道组，并设置于所述轨道组的下方，所述检测机器人电连接所述控制模块，以使所述检测机器人在所述轨道组上运动，所述轨道组包括第一轨道、第二轨道、纵向设置的升降轨道以及横向设置的承载轨道；
9.所述定位装置和所述限位机构与所述控制模块通信连接，所述承载轨道、所述第一轨道和所述第二轨道的两端端头的上方均设置有限位机构，且每个所述定位装置与每个所述限位机构一一对应的设置；
10.所述传动单元包括传动带、驱动装置、从动带轮和主动带轮，所述驱动装置与所述控制模块电连接，且所述驱动装置设置于所述升降轨道的底端，所述主动带轮连接所述驱
动装置内的电机，所述从动带轮设置于所述升降轨道的顶端；所述传动带两端设置有挂钩，所述传动带设置于所述升降轨道上，且所述传动带套接所述从动带轮和所述主动带轮；
11.所述承载臂包括承载座和延伸部，所述承载座套接所述升降轨道，所述承载座内侧壁还设置有一圆扣以连接所述挂钩，所述延伸部固定连接所述承载轨道。
12.优选地，所述限位机构还包括定位销、电磁铁和供电控制模块，所述定位销还包括销体、销套和销座，所述销套内的顶端和所述销体的顶端分别设置有所述电磁铁，所述电磁铁通过所述供电控制模块进行供电，所述供电控制模块电连接所述控制模块以控制所述电磁铁的导通。
13.优选地，所述承载座还包括2个滑轮座，所述滑轮座分别设置于所述承载座与之相对的内侧壁上，且所述滑轮座的滑轮与所述升降轨道相适配。
14.优选地，所述承载座还包括2个测距传感器，所述测距传感器设置于所述承载座相对的两外侧壁上，且所述测距传感器连接所述控制模块。
15.优选地，所述升降轨道垂直的纵向设置于所述第一轨道和所述第二轨道之间，且所述第一轨道和第二轨道的水平间隔距离与所述承载轨道的长度一致。
16.优选地，所述轨道组的上方还包括销孔，所述销体断电时以插入所述销孔，以限制所述巡检机器人的位置。
17.本实用新型还提出一种包括上述一种用于轨道式巡检机器人的垂直升降装置的用于轨道式巡检机器人的垂直升降系统，所述垂直升降系统包括检测机器人、控制模块、轨道组、多个限位机构、多个定位装置、承载臂和传动单元；所述检测机器人通过轨道卡口与所述轨道组活接；
18.所述检测机器人的输入端连接所述控制模块的第一输出端，所述限位机构的输入端连接所述控制模块的第二输出端，所述传动单元的输入端连接所述控制模块的第三输出端，所述定位装置的输出端连接所述控制模块的第一输入端；
19.所述控制模块向所述检测机器人发送巡回信号，以使所述检测机器人在所述轨道组上运动；
20.所述定位装置用于感应所述巡检机器人在所述轨道组上的位置，并向所述控制模块发送第一电信号；
21.所述限位机构用于根据所述控制模块发送限位信号，对所述轨道组进行限位；
22.所述传动单元用于根据所述控制模块发送的传动信号进行转动。
23.优选地，所述限位机构还包括定位销、电磁铁和供电控制模块，所述定位销还包括销体、销套和销座，所述轨道组的上方还包括与所述销体相适配的销孔，所述销套内的顶端和所述销体的顶端分别设置有所述电磁铁，所述供电控制模块的第一输入端连接所述控制模块的第二输出端，所述供电控制模块的第一输出端连接所述电磁铁；
24.所述供电控制模块用于接收所述限位信号以控制所述电磁铁的供电，当所述供电控制模块停止对所述电磁铁供电时，所述销体插入所述销孔。
25.优选地，所述承载座还包括2个测距传感器，所述测距传感器的第一输出端连接所述控制模块的第四输入端；所述测距传感器用于感应两侧的障碍物，并产生对应的第二电信号至所述控制模块，所述控制模块根据第二电信号形成第三电信号，并发送至所述传动单元以停止。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本实用新型的结构示意图；
28.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
29.附图标号说明：
30.检测机器人10、第一轨道11、第二轨道12、升降轨道13、承载轨道14、轨道卡口15、限位销20、销体21、销套22、销座23、定位装置24、承载臂 30、承载座31、延伸部32、滑轮座33、测距传感器34、传动带35、电机40、主动带轮41。
具体实施方式
31.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。
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。用于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.请结合图1，为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于轨道式巡检机器人的垂直升降装置，包括检测机器人10，垂直升降装置还包括控制模块、轨道组、多个限位机构、多个定位装置24、承载臂30和传动单元；检测机器人10通过轨道卡口15连接轨道组，并设置于轨道组的下方，以使检测机器人 10在轨道组上运动。
36.其中，轨道组包括第一轨道11、第二轨道12、纵向设置的升降轨道13以及横向设置的承载轨道14；承载轨道14、第一轨道11和第二轨道12的两端端头的上方均设置有限位机构，且每个定位装置24与每个限位机构一一对应的设置。
37.具体的，在本实施例中，传动单元包括传动带35、驱动装置、从动带轮和主动带轮41，驱动装置设置于升降轨道13的底端，主动带轮41连接驱动装置内的电机40，从动带轮设置于升降轨道13的顶端。
38.具体的，承载臂30包括承载座31和延伸部32，承载座31套接升降轨道13，延伸部32
固定连接承载轨道14，其中，承载座31内侧壁还设置有一圆扣，传动带35两端设置有挂钩，将传动带35沿升降轨道13套接从动带轮和主动带轮41，并将挂钩钩入圆扣内，以使承载臂30可以跟随传动带35在升降轨道13上移动，进而使得承载轨道14在升降轨道13上移动。
39.进一步的，在本实施例中，限位机构还包括限位销20、电磁铁和供电控制模块，限位销20还包括销体21、销套22和销座23，销套22内的顶端和销体 21的顶端分别设置有电磁铁，电磁铁通过供电控制模块进行供电。
40.进一步的，承载座31还包括2个滑轮座33，滑轮座33分别设置于承载座31 与之相对的内侧壁上，且滑轮座33的滑轮与升降轨道13相适配，以使承载座 31在升降轨道13上下移动时更加稳定和牢靠。
41.进一步的，在另一优选的实施例中，承载座31还包括2个测距传感器34，测距传感器34设置于承载座31相对的两外侧壁上。
42.进一步的，在本实施例中，升降轨道13垂直设置于第一轨道11和第二轨道12之间，且第一轨道11和第二轨道12的水平间隔距离与承载轨道14的长度一致。
43.进一步的，轨道组的上方还包括销孔，电磁铁断电时销体21插入销孔，进而以限制巡检机器人在轨道上运动的位置。
44.进一步的，限位机构的个数至少为6个，且限位机构和定位装置24的数量一致。
45.本实用新型还提出一种包括上述一种用于轨道式巡检机器人的垂直升降装置的用于轨道式巡检机器人的垂直升降系统，垂直升降系统包括检测机器人10、控制模块、轨道组、多个限位机构、多个定位装置24、承载臂30和传动单元；
46.其中，检测机器人10通过轨道卡口15与轨道组活接；检测机器人10的输入端连接控制模块的第一输出端，限位机构的输入端连接控制模块的第二输出端，传动单元的输入端连接控制模块的第三输出端，定位装置24的输出端连接控制模块的第一输入端；
47.具体的，控制模块向检测机器人10发送巡回信号，以使检测机器人10在轨道组上运动；定位装置24用于感应巡检机器人在轨道组上的位置，并向控制模块发送第一电信号；其中，限位机构用于根据控制模块发送限位信号，对轨道组进行限位；传动单元用于根据控制模块发送的传动信号进行转动。
48.进一步的，在本实施例中，限位机构还包括限位销20、电磁铁和供电控制模块，限位销20还包括销体21、销套22和销座23，轨道组的上方还包括与销体21相适配的销孔，销套22内的顶端和销体21的顶端分别设置有电磁铁，供电控制模块的第一输入端连接控制模块的第二输出端，供电控制模块的第一输出端连接电磁铁；
49.具体的，供电控制模块用于接收限位信号以控制电磁铁的供电，当供电控制模块停止对电磁铁供电时，销体21插入销孔。
50.在本实施例中，首先控制模块发送巡回信号至巡检机器人10在轨道上运行，当巡检机器人10运行到第一轨道11的端头时，第一轨道11与承载轨道14 相接一端的定位装置向控制模块发送第一电信号，控制模块根据第一电信号开始对限位机构进行供电，以使电磁铁将销体21吸出销孔；然后巡检机器人 10运动至承载轨道14，在巡检机器人10驶入承载轨道14时，承载轨道14与第一轨道11相接一端的定位装置24向控制模块发送第一电信号，控制模块接收到信号后停止对限位机构供电，以限制巡检机器人不会脱离承载轨道14；控制模块再发送传动信号至传动单元，以带动承载轨道14在升降轨道13上运动，最后当承载
轨道14与第二轨道12对接时，承载轨道与第二轨道12相接一端的定位装置向控制模块发送第一电信号，控制模块继续对限位机构进行供电并同时向巡检机器人10发送巡回信号，以使巡检机器人10继续在轨道上运动。
51.进一步的，承载座31还包括2个测距传感器34，测距传感器34的第一输出端连接控制模块的第四输入端；测距传感器34用于感应两侧的障碍物，并产生对应的第二电信号至控制模块，控制模块根据第二电信号形成第三电信号，并发送至传动单元以停止。
52.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。