一种可自适应导轨偏差的导轨攀爬机器人运动单元的制作方法

本发明涉及导轨攀爬机器人领域，特别是一种可自适应导轨偏差的导轨攀爬机器人运动单元。

背景技术：

目前，现有的大厦建筑的高度随着技术不断进步而不断增加，对于建筑外墙的绿化、清洁，或者将物料运输至建筑的顶部，或者是发生火灾，人员需要紧急逃生时，日益增高的建筑都亟需解决上述的难题。

因此，为了解决上述问题，人们制作了各式各样的升降装置，其中一种是在建筑的顶部设置一龙门架，龙门架上设置有一滑轮，所述滑轮上活动安装有一钢丝吊绳，钢丝吊绳的自由端连接有一用于装载物品或临时载客的承载平台，通过钢丝吊绳带动承载平台升降，从而实现升降物品或载人升降。

上述的升降装置虽然能够实现物品或人员的升降，但是该升降装置由于通过钢丝吊绳拉动承载平台升降，而钢丝吊绳相对柔软，在高空中容易晃动，不便于高空作业。

因而，人们又提出了另一种升降装置，该种升降装置为导轨攀爬机器人，包括一沿垂直方向安装的立式导轨，所述立式导轨上活动安装有能够沿着该立式导轨上下移动的升降机构，所述升降机构通过导轮夹紧立式导轨并沿着立式导轨上下移动，该种导轨攀爬机器人虽然能够稳定地进行高空作业，但是由于建筑的高度有十几米或几十米，甚至有些建筑的高度达到几百米，因此该些导轨攀爬机器人的立式导轨的长度也相应为十几米、几十米或几百米。

由于立式导轨的长度太长了，因而使得立式导轨在制作过程中或实际使用过程中，立式导轨的两端容易出现一定的偏转，即立式导轨的表面在其两端处不处于同一水平面，进而使得导轨攀爬机器人的导轮在行走过程中存在不能紧贴立式导轨表面的问题，减少了导轨与立式导轨的接触面积，从而减少了导轨与立式导轨之间的摩擦力，进而使得该导轨攀爬机器人在沿着立式导轨攀爬的过程中，存在着容易因摩擦力减少而无法向上爬升的技术问题，严重时，该些导轨攀爬机器人还可能因为导轮与立式导轨之间的摩擦力不足而从立式导轨上高速滑落，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

由于现有的导轨攀爬机器人仍存在待改良的地方，本发明的目的在于提供一种能够改善导轮与导轨的接触效果的导轨攀爬机器人运动单元。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种可自适应导轨偏差的导轨攀爬机器人运动单元，包括：

壳体，所述壳体的内部设置有一容腔；

一个以上的第一导轮，所述第一导轮设置于所述壳体上

活动座，所述活动座活动安装于所述壳体内部的容腔中且该活动座可相对该壳体移动，所述活动座上设置有一个以上的第二导轮，第二导轮位于所述第一导轮的一侧，且所述第一导轮和第二导轮之间留有供导轨穿过的空间；

压紧机构，所述压紧机构设置于所述壳体上，该压紧机构能够与所述活动座相接触并驱动该活动座移动靠近所述第一导轮；

至少一组驱动机构，所述驱动机构设置于所述壳体上，该驱动机构可与所述第一导轮和/或第二导轮相连接，所述驱动机构可驱动所述第一导轮和/或第二导轮转动；

其中，所述壳体内部的容腔内壁与活动座之间留有供该活动座相对所述壳体摆动的间隙。

作为上述技术方案的改进，所述压紧机构包括一根以上的压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述壳体抵接，另一端与所述活动座相连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述压紧机构还包括一根以上的调节螺栓，所述调节螺栓螺纹安装于所述壳体上，该调节螺栓可伸入所述容腔的内部或从所述容腔的内部中退出；所述压缩弹簧的一端与所述调节螺栓相抵接，另一端与所述活动座相抵接。

优选地，所述压缩弹簧与所述活动座相抵接的一端设置有顶珠，所述活动座朝向所述压缩弹簧的一侧面上设置有与所述顶珠配合作用的弧面。

进一步，所述壳体上还至少设置有一组用于与所述活动座相连接的连接机构，所述连接机构包括一连接杆；所述连接杆的一端与所述壳体相连接，连接杆的另一端连接有一万向接头，所述万向接头与所述活动座相连接。

再进一步，所述连接机构的数量为两组，两组连接机构分别设置于所述压紧机构的两侧。

优选地，所述驱动机构包括一电机，所述电机的输出轴与所述第一导轮或第二导轮相连接。所述第一导轮和/或第二导轮还连接有一能够在断电时锁止其转动的离合器。

进一步，所述壳体与活动座之间设置有一组以上的导向机构；所述导向机构包括相互配合导向的滑动槽和滑动块；

所述滑动槽和滑动块其中一设置于所述壳体内部容腔的侧壁上，另一则设置于所述活动座上；其中，所述滑动槽的槽宽大于所述滑动块的宽度。

再进一步，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述压紧机构的两侧。

本发明的有益效果是：由于本发明的导轨攀爬机器人运动单元通过在壳体的容腔内壁与活动座之间留有供该活动座相对所述壳体摆动的间隙，且所述第二导轮安装于所述活动座上，同时所述壳体上设置有驱动该活动座移动靠近所述第一导轮的压紧机构，因此，活动座在压紧机构的推动作用下，可使得第二导轮紧贴导轨的表面，进而使得第二导轮沿着导轨的表面滚动或滑动的过程中，该第二导轮可跟随导轨的表面偏转而同步摆动偏转，从而极大程度地保证第二导轮能够紧贴导轨的表面，以保证第二导轮与导轨之间的有效接触面积，实现了导轨攀爬机器人运动单元的导轮能够自行适应导轨表面的偏转，改善了本发明的导轨攀爬机器人运动单元的导轮与导轨的接触效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一优选实施例与导轨配合时结构示意图；

图2是本发明一优选实施例的外观结构示意图；

图3是本发明一优选实施例的结构分解示意图；

图4是本发明一优选实施例在移除其中一侧板时的内部结构示意图；

图5是本发明一优选实施例中活动座与压紧机构相互分离时的局部结构分解示意图。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，本发明的导轨攀爬机器人运动单元的一优选实施例，包括一壳体10，所述壳体10的内部设置有一带敞口的容腔；壳体10上设置有一个以上的第一导轮11，在这里，所述第一导轮11的数量可以为一个、两个、三个或多个，在本实施例中，第一导轮11的数量为多个，多个第一导轮11设置于所述壳体10上且位于所述容腔的敞口的一侧处；所述壳体10内部的容腔中活动安装有一可相对该壳体10移动的活动座12，所述活动座12上设置有一个以上的第二导轮120，第二导轮120位于所述第一导轮11的一侧，且所述第一导轮11和第二导轮120之间留有供导轨穿过的空间；在这里，第二导轮120的数量可以为一个、两个、三个或多个，在本实施例中，所述第二导轮120的数量为两个，两个第二导轮120均安装于所述活动座12上且位于所有第一导轮11的一侧处；所述壳体10上设置有压紧机构，该压紧机构能够与所述活动座12相接触并驱动该活动座12移动靠近所述第一导轮11；同时所述壳体10上设置有至少一组驱动机构14，该驱动机构14可与所述第一导轮11和/或第二导轮120相连接，所述驱动机构14可驱动所述第一导轮11和/或第二导轮120转动；其中，所述壳体10内部的容腔内壁与活动座12之间留有供该活动座12相对所述壳体10摆动的间隙。即所述容腔分别位于该活动座12两侧的两侧壁之间的间距大于所述活动座12的宽度，在这里，所述活动座12的宽度是指活动座12垂直于其移动靠近第一导轮11的运动方向上的尺寸。

在本实施例中，所述活动座12既能够在压紧机构的推动作用下，活动座12带动第二导轮120沿着朝向所述第一导轮11的方向移动，同时该活动座12也能够摆动一定的角度以偏转朝向所述第一导轮11的方向。

由于导轨攀爬机器人运动单元通过在壳体10的容腔内壁与活动座12之间留有供该活动座12相对所述壳体10摆动的间隙，且所述第二导轮120安装于所述活动座12上，同时所述壳体10上设置有驱动该活动座12移动靠近所述第一导轮11的压紧机构，因此，活动座12在压紧机构的推动作用下，可使得第二导轮120紧贴导轨17的表面，进而使得第二导轮120沿着导轨17的表面滚动或滑动的过程中，该第二导轮120可跟随导轨17的表面偏转而同步摆动偏转，从而极大程度地保证第二导轮120能够紧贴导轨17的表面，以保证第二导轮120与导轨17之间的有效接触面积，实现了导轨攀爬机器人运动单元的导轮能够自行适应导轨表面的偏转改善了导轨攀爬机器人运动单元的导轮与导轨之间的接触效果。

参照图4和图5，为了使得压紧机构可以更好施力于活动座12上，在这里，所述压紧机构包括一根以上的压缩弹簧13，所述压缩弹簧13的一端与所述壳体10抵接，另一端与所述活动座12相连接。通过该压缩弹簧13可推动活动座12带动第二导轮120移动靠近所述第一导轮11，既可简化导轨攀爬机器人运动单元的结构，同时又可以保证压紧机构可以持续施力于活动座12上，进而保证第一导轮11和第二导轮120可以持续夹紧导轨17，以保证导轨攀爬机器人运动单元与导轨17之间的摩擦力持续有效。

当然，上述的压紧机构还可以采用其他结构代替，如所述压紧机构为一气缸或液压缸，通过气缸或液压缸推动活动座12和第二导轮120同步移动靠近第一导轮11，也是可以的。或者，所述压紧机构可采用电机与丝杆机构配合的结构代替，具体可根据实际需要而定。

进一步优选，所述压紧机构还包括一根以上的调节螺栓130，所述调节螺栓130螺纹安装于所述壳体10上，该调节螺栓130可伸入所述容腔的内部或从所述容腔的内部中退出；所述压缩弹簧13的一端与所述调节螺栓130相抵接，另一端与所述活动座12相抵接。通过采用上述的结构，用户通过拧动调节螺栓130正向转动或反向转动，以使得调节螺栓130旋入所述容腔中或从所述容腔中退出，改变所述调节螺栓130挤压所述压缩弹簧13的弹性形变量，从而调节所述压缩弹簧13施加于活动座12上的挤压力，结构简单，操作方便。

在这里，所述调节螺栓130的数量可以与压缩弹簧13的数量一一对应，或者是只设置一根调节螺栓130，而将多根压缩弹簧13同时与一根调节螺栓130配对使用，此时，则需要在调节螺栓130的一端设置一抵接板(图中未绘示)，多根压缩弹簧13可同时与该块抵接板相抵接，同样可以达到挤压压缩弹簧13的作用。在本实用例中，所述压缩弹簧13的数量为两根，相应地，所述调节螺栓130的数量也为两根，两根压缩弹簧13与两根调节螺栓130一一对应地配对使用，因此，用户可以单独旋转某根调节螺栓130，以达到调整相应的压缩弹簧13的挤压力的作用。

参照图3、图4和图5，为了便于活动座12更好地相对壳体10转动，在这里，优选地，所述压缩弹簧13与所述活动座12相抵接的一端设置有顶珠131，所述活动座12朝向所述压缩弹簧13的一侧面上设置有与所述顶珠131配合作用的弧面121。因此，即使活动座12相对壳体10发生小摆动时，通过弧面121与顶珠131配合作用，仍可保证压紧机构持续施力于活动座12上，进而使得活动座12可驱动第二导轮120与第一导轮11配合夹紧导轨17，同时通过弧面121和顶珠131配合的结构，可以大大地减少活动座12相对壳体10转动时受到的阻力，从而使得第二导轮120贴合导轨17的表面偏转时可以更加顺畅。

为了防止活动座12从壳体10上脱落，同时使得该活动座12可相对壳体10摆动，所述壳体10上还至少设置有一组用于与所述活动座12相连接的连接机构，所述连接机构包括一连接杆15；所述连接杆15的一端与所述壳体10相连接，连接杆15的另一端连接有一万向接头150，所述万向接头150与所述活动座12相连接。通过采用万向接头150与活动座12相连接，既可保证活动座12与壳体10之间的连接牢固可靠，同时又可使得活动座12相对壳体10摆动。进一步优选，所述连接机构的数量为两组，两组连接机构分别设置于所述压紧机构的两侧。通过采用两组连接机构将活动座12与壳体10连接在一起，可以使得活动座12与壳体10的连接更加牢固可靠。

参照图1和图2，为了使得导轨攀爬机器人运动单元的结构更加简单，同时保证驱动机构能够有效驱动第一导轮11或第二导轮120转动，在这里，优选地，所述驱动机构14包括一电机，所述电机的输出轴与所述第一导轮11或第二导轮120相连接。通采用上述的结构，可以使得第一导轮11或第二导轮120的转动可以持续有效。当然，所述驱动机构14为旋转气缸或采用齿条驱动齿轮转动的方式来带动第一导轮11或第二导轮120转动均可，具体可根据实际需要而定。

参照图4和图5，为了使得导轨攀爬机器人运动单元能够在断电失去动力时，第一导轮11和第二导轮120能够夹紧导轨17而避免导轨攀爬机器人运动单元从导轨17上意外滑下，在这里，所述第一导轮11和/或第二导轮120还连接有一能够在断电时锁止其转动的离合器16。当所述离合器16断电时，该离合器16能够锁紧所述第一导轮11和/或第二导轮120，即离合器16在断电时，能够自动抱死锁紧，进而使得第一导轮11和/或第二导轮120不能相对导轨17转动，因而使得导轨攀爬机器人运动单元在断电时夹紧导轨17而不会向下移动，保证用户的安全。在本实施例中，所述离合器16为一电磁离合器，优选地，可采用为无锡温纳自动化技术有限公司生产，型号为DHM4-5的电磁离合器，由于该电磁离合器为习知技术，在此不在赘述。

参照图3、图4和图5，为了使得活动座12可以更好地移动靠近所述第一导轮11，在本实施例中，所述壳体10与活动座12之间设置有一组以上的导向机构；所述导向机构包括相互配合导向的滑动槽181和滑动块182；所述滑动槽181和滑动块182其中一设置于所述壳体10内部容腔的侧壁上，另一则设置于所述活动座12上；所述滑动槽181设置于所述壳体10内部容腔的侧壁上，滑动块182则设置于所述活动座12上，若所述滑动槽181设置于所述活动座12上，滑动块182则设置于所述壳体10内部容腔的侧壁上。在这里，为了便于壳体10和活动座12的生产，优选地，所述滑动槽181设置于所述壳体10内部容腔的侧壁上，滑动块182则设置于所述活动座12上；其中，所述滑动槽181的槽宽大于所述滑动块182的宽度。在这里，所述滑动块182的宽度是指滑动块182垂直于其移动靠近第一导轮11的方向上的尺寸。

其中，为了使得活动座12可以更好相对所述壳体10移动，在这里，所述导向机构的数量为两组，两组导向机构分别设置于所述压紧机构的两侧，通过两组导向机构进行导向，可以使得活动座12的移动更加流畅。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。