一种吊轨式机器人升降机构的制作方法

本实用新型属于特种机器人领域，涉及一种吊轨式机器人升降机构。

背景技术：

吊轨式机器人是一款依赖于导轨的倒挂式行走机器人，适用于对室内设备进行巡检。由于室内设备具有一定高度，而轨道安装于室内天花板或立柱上，为实现对室内设备的全方位巡检，在吊轨式机器人往往安装有升降机构，检测组件安装在升降机构上。

目前吊轨式机器人采用的升降机构多采用钢丝绳驱动、带有一定锥度的多节碳纤维管壁集成在一起，这种升降机构依靠各竹节的锥度防止过度升降，当锥度加工出现误差时，易造成脱落或运动不畅；由于各竹节之间存在一定间隙，因此横向刚性较差。

也有吊轨式机器人采用剪叉式升降机构的方案，该方案为多连杆传动机构，在使用中经常出现连杆互相咬合的情况，长时间运行导致升降机构损坏。

此外，也有采用基于多节螺母丝杠驱动的升降机构，但是这种方案采用多节螺母丝杠互相嵌套，重量较大，对机器人的负载能力要求较高；另外，该方案对装配精度、加工精度要求较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、自身重量低、成本较低，安全性能好的一种吊轨式机器人升降机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

为解决上述现有技术问题，本实用新型提供了一种吊轨式机器人升降机构，其特征在于，结构由卷扬轮、电机、控制器、拉线编码器、第一支架、第一节、第二节、第三节、第二支架和钢丝绳组成，电机通过联轴器与卷扬轮轴固定连接，卷扬轮轴与卷扬轮通过平键连接；卷扬轮通过支架和轴承固定在第一支架上;卷扬轮的正反转用于钢丝绳的缠绕和释放，卷扬轮由电机驱动;钢丝绳一端固定在第二支架上，另一端固定在卷扬轮上；控制器和拉线编码器安装在第一支架上，用来对升降距离的检测；拉线编码器的拉绳末端固定在第二支架上；升降机构带动拉线编码器的拉绳上升或下降，当拉线编码器到达预设的位置时，给控制器发出反馈，控制器控制电机停止运动；进而升降机构带动检测组件保持在该位置，完成对设备的检测。

所述第一节包括第一密封圈、第一竹节，所述第二节包括第二密封圈、第二竹节、第二滑块，所述第三节包括第三滑块、第三竹节；

第一密封圈包括结构相同的两组，分别固定安装在第一竹节的上下两侧，用于对第二节上升极限位置和下降极限位置的限位，防止碰撞第一支架和第二节脱落；

第二密封圈包括结构相同的两组，分别固定安装在第二竹节的上下两侧，用于对第三节上升极限位置和下降极限位置的限位，防止碰撞第一支架和第三节脱落。

作为优选，所述第一竹节、第二竹节、第三竹节的截面均为内侧带有滑轨的矩形；滑轨位于矩形的4个面上，滑轨与第一竹节、第二竹节、第三竹节成一体，可采用开模制作；

所述第二滑块与第一竹节内侧的滑轨滑动连接；所述第三滑块与第二竹节内侧的滑轨滑动连接；

所述第二节包括4个第二滑块，第三节包括4个第三滑块，4个第二滑块和4个第三滑块分别固定安装在第二竹节和第三竹节顶部的4个面上；

所述第一竹节、第二竹节、第三竹节、第二滑块、第三滑块、第一密封圈、第二密封圈均采用具有一定润滑能力的耐磨材料制作，如聚四氟乙烯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型升降机构包括第一节、第二节、第三节，可视设备的高度相应增加节数，适用范围较广。同时采用具有一定润滑能力的耐磨材料制作，如聚四氟乙烯，在实现同样功能的情况下大幅度降低了自身重量。

（2）本实用新型检测组件的上升和下降主要依靠钢丝绳的提升和释放实现，承载部件为钢丝绳，可承受较大的负载。

（3）本实用新型采用第一密封圈和第二密封圈实现运动位置的限位，防止出现过度上升或脱落，安全性较高。

（4）本实用新型采用拉线编码器进行升降机构位置的确定，结构简单、成本较低。

（5）本实用新型第一竹节、第二竹节、第三竹节均为矩形，且在矩形四个面上均设有限位，能有效防止升降机构发生扭曲变形，横向刚性较好。

附图说明

图1为本实用新型的三维结构示意图。

图2为本实用新型图1的主视图；

图3为本实用新型图2中A-A方向的剖视图；

图4为本实用新型第二节的局部示意图；

图5为本实用新型第二竹节的结构示意图；

图6为本实用新型图5的截面图；

图7为本实用新型图6中B-B方向的剖视图；

图8为本实用新型第二密封圈的结构示意图。

图中，1、卷扬轮；2、电机；3、控制器；4、拉线编码器；5、第一支架；6、第一节；7、第二节；8、第三节；9、第二支架；101、钢丝绳；401、拉绳；601、第一密封圈；602、第一竹节；701、第二密封圈；702、第二竹节；703、第二滑块；801、第三滑块；802、第三竹节。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图，本实用新型实施例中，一种吊轨式机器人升降机构，其特征在于，结构由卷扬轮（1）、电机（2）、控制器（3）、拉线编码器（4）、第一支架（5）、第一节（6）、第二节（7）、第三节（8）、第二支架（9）和钢丝绳（101）组成，电机（2）通过联轴器与卷扬轮轴固定连接，卷扬轮轴与卷扬轮(1)通过平键连接；卷扬轮(1)通过支架和轴承固定在第一支架(5)上;卷扬轮(1)的正反转用于钢丝绳(101)的缠绕和释放，卷扬轮(1)由电机(2)驱动;钢丝绳(101)一端固定在第二支架(9)上，另一端固定在卷扬轮(1)上；控制器(3)和拉线编码器(4)安装在第一支架(5)上，用来对升降距离的检测；拉线编码器(4)的拉绳末端固定在第二支架(9)上；升降机构带动拉线编码器（4）的拉绳上升或下降，当拉线编码器（4）到达预设的位置时，给控制器（3）发出反馈，控制器（3）控制电机（2）停止运动；进而升降机构带动检测组件保持在该位置，完成对设备的检测。

本实用新型实施例中，所述第一节（6）包括第一密封圈（601）、第一竹节（602），所述第二节（7）包括第二密封圈（701）、第二竹节（702）、第二滑块（703），所述第三节（8）包括第三滑块（801）、第三竹节（802）；

第一密封圈（601）包括结构相同的两组，分别固定安装在第一竹节（602）的上下两侧，用于对第二节（7）上升极限位置和下降极限位置的限位，防止碰撞第一支架（5）和第二节（7）脱落；

第二密封圈（701）包括结构相同的两组，分别固定安装在第二竹节（702）的上下两侧，用于对第三节（8）上升极限位置和下降极限位置的限位，防止碰撞第一支架（5）和第三节（8）脱落。

本实用新型实施例中，所述第一竹节（602）、第二竹节（702）、第三竹节（802）的截面均为内侧带有滑轨的矩形；滑轨位于矩形的4个面上，滑轨与第一竹节（602）、第二竹节（702）、第三竹节（802）成一体，可采用开模制作；

所述第二滑块（703）与第一竹节（602）内侧的滑轨滑动连接；所述第三滑块（801）与第二竹节（702）内侧的滑轨滑动连接；

所述第二节（7）包括4个第二滑块（703），第三节（8）包括4个第三滑块（801），4个第二滑块（703）和4个第三滑块（801）分别固定安装在第二竹节（702）和第三竹节（802）顶部的4个面上；

所述第一竹节（602）、第二竹节（702）、第三竹节（802）、第二滑块（703）、第三滑块（801）、第一密封圈（601）、第二密封圈（701）均采用具有一定润滑能力的耐磨材料制作，如聚四氟乙烯。

本实施例的工作过程：电机（2）通过卷扬轮（1）带动钢丝绳（101）进行上升和下降；下降时候卷扬轴释放钢丝绳（101），依靠检测组件自身的重力下降；上升时卷扬轮（1）带动钢丝绳（101）克服检测组件的重力。本发明在升降过程中，第二滑块（703）沿着第一竹节（602）内壁的滑轨滑动、第三滑块（801）沿着第二竹节（702）内壁的滑轨滑动，各配合处均为较小摩擦系数的滑动配合，运动平畅、运行阻力较小。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。