巡检机器人的行走机构、巡检机器人及巡检系统的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，具体而言，涉及巡检机器人的行走机构、巡检机器人及巡检系统。


背景技术：

2.巡检机器人按照规划路径行走，以对规划路径沿线的情形进行实时监测或异常报警等，常用于电力路线、轨道、隧道、楼宇等。比如高层、超高层楼房在建造过程中所用的自升造楼平台,目前常通过在自升造楼平台上设置工字型轨道，在工字型轨道上设置巡检机器人的方式实时监测，以便快速检修，保持各部位稳定，避免出现安全隐患甚至安全问题，但现有的巡检机器人因其行走机构需使用工字型轨道，需要较大的转弯半径，不便于灵活设置巡检路径，导致巡检机器人无法靠近重点监测位置。


技术实现要素：

3.本技术旨在提供一种巡检机器人的行走机构、巡检机器人及巡检系统，以解决现有技术中巡检机器人的行走机构转弯半径大、不灵活的问题。
4.本技术的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供一种巡检机器人的行走机构，该行走机构适于在圆形轨道上行走，其包括基座、第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮，所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述压紧轮安装于所述基座，所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述压紧轮被配置为沿圆形轨道的圆周方向间隔布置以环抱圆形轨道，所述压紧轮用于配合所述第一驱动轮和所述第二驱动轮夹紧圆形轨道。
6.本技术通过设置一种适用于圆形轨道的行走机构，该行走机构的第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮环抱圆形轨道使得行走机构不容易脱轨，在压紧轮的作用下三个轮夹紧圆形轨道，第一驱动轮和第二驱动轮提供动力使行走机构沿圆形轨道行走，并且由于保持夹紧而不会打滑。
7.在行走机构带动巡检机器人沿圆形轨道行走时，行走机构的第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮配合，类似套在圆形轨道上的圆环，即使圆形轨道的转弯半径较小，第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮也不容易受限而出现无法顺利转弯的情况，因此相对于现有技术而言，由于圆形轨道的转弯半径可以设置地较小，行走路径可以更为灵活地设置，缓解现有行走机构由于转弯半径较大而出现无法带动巡检机器人灵活行走的问题，以免巡检机器人不能靠近重点监测位置。
8.在本技术的一种实施例中，可选地，所述行走机构还包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件安装于所述基座，所述第一驱动组件用于驱动所述第一驱动轮，所述第二驱动组件用于驱动所述第二驱动轮。
9.在上述技术方案中，第一驱动组件为第一驱动轮提供动力，第二驱动组件为第二驱动轮提供动力，使行走机构具有足够的驱动力，保证稳定行走。
10.在本技术的一种实施例中，可选地，所述行走机构还包括减震组件，所述压紧轮通过所述减震组件连接于所述基座。
11.在上述技术方案中，当圆形轨道由于制造原因或使用原因出现表面不规整、有坑洼的情况时，压紧轮在减震组件的作用下能够保持贴合在圆形轨道的表面，不仅能够缓解行走机构行经不平整位置时产生的振动，还能够使第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮保持夹紧圆形轨道，大大提高行走机构的稳定性，防止出现行走打滑的问题。
12.在本技术的一种实施例中，可选地，所述减震组件包括滑座和弹性件，所述滑座可滑动地设置于所述基座，所述压紧轮可转动地安装于所述滑座，所述弹性件弹性支撑在所述滑座和所述基座之间。
13.在上述技术方案中，滑座限定出压紧轮的移动路径，同时在弹性件的作用下，使压紧轮能够沿稳定路径保持压紧圆形轨道，行走机构的稳定性好。
14.在本技术的一种实施例中，可选地，所述基座呈c形，所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述压紧轮沿所述基座的延伸方向间隔布置。
15.在上述技术方案中，c形的基座既能够保证第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮绕圆形轨道的周向分布，又能够在圆形轨道的内圈让出空间，以进一步避免圆形轨道转弯半径过小而与基座干涉出现卡阻，从而进一步缓解转弯半径较大的问题，以进一步方便灵活设置圆形轨道的延伸路径，确保巡检机器人灵活行走并靠近重点监测位置。
16.在本技术的一种实施例中，可选地，所述第一驱动轮设置在所述基座的一端，所述第二驱动轮设置在所述基座的另一端，所述压紧轮设置在所述基座的中部。
17.在上述技术方案中，基座刚好能够布置第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮，节省材料和成本，并且压紧轮与第一驱动轮、第二驱动轮的距离大致相近，第一驱动轮、第二驱动轮与圆形轨道之间的作用力大致相同，使行走机构更为稳定。
18.在本技术的一种实施例中，可选地，所述行走机构还包括：转动组件，安装于所述基座，用于可转动地连接所述基座和巡检机器人本体。
19.在上述技术方案中，基座上的转动组件使得行走机构与巡检机器人本体之间能够相对转动。在巡检机器人本体通过一个行走机构带动的情况下，当行走机构到达转弯时，巡检机器人本体可在该位置转动，实现多视角、多方位监测。在巡检机器人本体较重、体积较大时，可通过多个行走机构带动，多个行走机构共同分担载重，还能减小行走机构与巡检机器人的连接部位的局部应力；而且由于多个行走机构都各自能够相对于巡检机器人转动，各个行走机构在圆形轨道上过弯时均随着其自身所在位置自适应地转动，各个行走机构相互不影响，即使较小的过弯半径也不会卡阻，保证巡检机器人灵活行走。
20.在本技术的一种实施例中，可选地，所述转动组件包括轴承座、回转轴承和转轴，所述轴承座用于连接所述巡检机器人本体，所述转轴的一端通过所述回转轴承可转动地连接于所述轴承座，所述转轴的另一端连接于所述基座。
21.在本技术的一种实施例中，可选地，所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述压紧轮的轮周至少一者设有弹性耐磨层。
22.在上述技术方案中，弹性耐磨层使得第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮不容易磨损，弹性耐磨层受力压缩进一步确保第一驱动轮、第二驱动轮和压紧轮保持夹紧圆形轨道，提高摩擦力以防止打滑，还具有更好的减震效果。
23.第二方面，本技术实施例提供一种巡检机器人，其包括巡检机器人本体和前述的巡检机器人的行走机构，所述行走机构安装于所述巡检机器人本体的顶部。
24.本技术提供的巡检机器人能够在圆形轨道上保持稳定行走，能够适应圆形轨道的较小的转弯半径，行走灵活，监测更方便、准确。
25.在本技术的一种实施例中，可选地，所述巡检机器人本体上安装有两个所述行走机构。
26.在上述技术方案中，两个行走机构共同分担载重，减小行走机构与巡检机器人的连接部位的局部应力，两个行走机构在圆形轨道上过弯时均随着其自身所在位置独自转动，两个行走机构相互不影响，即使较小的过弯半径也能够满足转弯需求，保证巡检机器人灵活行走，还使巡检机器人不容易任意摆动，提高巡检机器人的稳定性。
27.第三方面，本技术实施例提供一种巡检系统，其包括圆形轨道和前述的巡检机器人。
28.本技术提供的巡检系统，其圆形轨道相较于现有的工字型轨道生产工艺简单、成本低，其转弯半径能够设置地相对较小，与之配合的巡检机器人能够灵活行走，提升监测位置准确度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
30.图1为本技术实施例提供的巡检系统的结构示意图；
31.图2为本技术实施例提供的行走机构在第一视角下的立体示意图；
32.图3为本技术实施例提供的行走机构在第二视角下的立体示意图；
33.图4为本技术实施例提供的行走机构在第三视角下的立体示意图；
34.图5为本技术实施例提供的行走机构配合于圆形轨道的主视图；
35.图6为本技术实施例提供的行走机构配合于圆形轨道的右视图。
36.图标：a-巡检机器人；b-行走机构；c-圆形轨道；100-基座；110-第一部件；120-第二部件；130-u型件；210-第一驱动轮；220-第二驱动轮；230-压紧轮；310-第一驱动组件；311-第一电机；312-第一减速机；320-第二驱动组件；321-第二电机；322-第二减速机；400-减震组件；410-滑座；420-弹性件；500-转动组件；510-轴承座；520-回转轴承；530-转轴。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.实施例
41.巡检机器人是常见于电力路线、轨道、隧道、楼宇等应用场景的智能监测机器人，用于按照规划路径运行，监测规划路径沿线的状况，并在出现异常时发出警报信号。
42.本实施例以自身造楼平台的应用场景为例进行说明。
43.自升造楼平台是围绕楼房外周的顶升平台，将混凝土布料机、焊接房、控制室、配电室、泵站、消防水箱、物料库房、钢筋堆场等全部集成在顶升平台上，以满足超高层楼房集约化施工需求。
44.自升造楼平台的安全稳定，关系着建筑修建的成败，还关系着众多施工人员的人身安全，由于自升造楼平台往往应用于高层、超高层建筑施工，因此还涉及施工场地的周边安全。
45.为保证自升造楼平台的安全性，目前常通过在自升造楼平台上设置工字型轨道，在工字型轨道上设置巡检机器人，巡检机器人沿工字型轨道行走并通过红外测温、图像识别比对、超声波探测等等技术手段来检测自升造楼平台的情况。
46.然而，现有的工字型轨道制造工艺复杂、成本高，不便形成较小的转弯半径。而且现有巡检机器人用于与工字型轨道配合的行走机构b也不能较好地适应小转弯半径的需求，在转弯半径较小时容易与轨道干涉、卡阻，导致无法顺利通行。由此，现有的巡检机器人的行进路线受限较大，而各个重点监测点位有时位置参差不齐，巡检机器人的行进路线不能够完全依照需要重点监测的点位依次前行，对于部分不便于到达的点位，只能在相隔一段水平距离的位置远远地检测，这容易影响检测结果的准确性，若是检测失误，容易导致自升造楼平台出现安全隐患，甚至发生安全事故。
47.本实施例提供的巡检系统，如图1，包括巡检机器人，及用于承载和引导巡检机器人的圆形轨道c。该圆形轨道c相较于现有的工字型轨道，具有生产工艺简单、成本低的特点，其转弯半径能够设置地相对较小，与之配合的巡检机器人能够灵活行走，提升监测位置准确度。
48.巡检机器人包括巡检机器人本体a和行走机构b，行走机构b连接于巡检机器人本体a，行走机构b用于与圆形轨道c配合，实现稳定、灵活地行走。
49.行走机构b的结构请结合图2、图3和图4所示，包括基座100、第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230。
50.第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230分别安装于基座100，且第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230被配置为沿圆形轨道c的圆周方向间隔布置，以便于能够环抱圆形轨道c，如图5和图6所示。
51.第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230环抱圆形轨道c，且压紧轮230配合第一驱动轮210和第二驱动轮220夹紧圆形轨道c，使得行走机构b不容易脱轨，且各轮不容易打滑，同时第一驱动轮210和第二驱动轮220提供动力，使行走机构b能够沿圆形轨道c行走。
52.在行走机构b沿圆形轨道c行走时，第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230围绕圆形轨道c的圆周，三个轮子共同形成虚拟圆环，可以想象为近似于套在圆形轨道c上的圆环，对于套设在圆形轨道c上的圆环而言，即使圆形轨道c的转弯半径较小，也不容易与圆形轨道c卡阻。因此，该行走机构b能够适应较小的转弯半径，行走灵活度更高。
53.而且，现有技术中常采用多个行走轮排列在轨道的左右并夹紧轨道，这也使得行走轮及其安装基体容易与轨道干涉卡阻，尤其是容易与轨道转弯处的内圈卡阻。而本实施例的设置方式，即围绕圆形轨道c的圆周设置第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230的方式，减小了对圆形轨道c的内圈的空间占用，进一步缓解行走机构b与圆形轨道c卡阻的问题，且行走机构b运行灵活，因此相对于现有技术而言，由于圆形轨道c的转弯半径可以设置地较小，以便于更好地贴近一些重点监测点位。
54.为进一步减小对圆形轨道c的内圈占用，基座100设置为c形，请再结合图1，c形的缺口对应圆形轨道c的内圈位置，第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230沿基座100的延伸方向间隔布置。如此，能够保证第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230绕圆形轨道c的周向分布，又能够在圆形轨道c的内圈进一步让出空间，以进一步避免由于圆形轨道c转弯半径过小而与行走机构b之间干涉出现卡阻，从而进一步缓解转弯半径较大的问题，以方便沿重点监测点位灵活布置圆形轨道c，确保巡检机器人灵活行走并靠近重点监测位置。
55.第一驱动轮210设置在基座100的一端，第二驱动轮220设置在基座100的另一端，压紧轮230设置在基座100的中部。这使得基座100刚好能够布置第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230，节省材料和成本。而且，压紧轮230与第一驱动轮210、第二驱动轮220的距离大致相近，第一驱动轮210、第二驱动轮220与圆形轨道c之间的作用力大致相同，使行走机构b更为稳定。
56.本技术中所说的c形是指开口环的形状，开口环的缺口开设角度大于0
°
且小于180
°
，这使得第一驱动轮210与第二驱动轮220之间的距离小于圆形轨道c的直径，圆形轨道c不容易从第一驱动轮210与第二驱动轮220之间脱出。
57.如图6，第一驱动轮210不在圆形轨道c的最高点、第二驱动轮220不在圆形轨道c的最低点，第一驱动轮210、第二驱动轮220分别在圆形轨道c远离压紧轮230的一侧(即靠近圆形轨道c的内圈)，压紧轮230位于圆形轨道c的外圈，三轮配合夹紧圆形轨道c。
58.由于圆形轨道c在使用一段时间后，可能会在施工过程中遭受磕碰，导致表面有坑洼，或者圆形轨道c在生产制造时存在不规整，这些情况可能导致行走机构b在行走至圆形轨道c表面不平整区域时出现颠簸或不稳定，甚至出现驱动轮脱离圆形轨道c的表面打滑导致无法顺利通行的问题。为确保第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230夹紧圆形轨道c，压紧轮230通过减震组件400连接于基座100。
59.行走机构b行经不平整位置时，压紧轮230在减震组件400的作用下能够保持贴合在圆形轨道c的表面，不仅能够使第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230保持夹紧圆形轨道c，还能够缓解行经不平整位置时的振动，大大提高行走机构b的稳定性，防止出现行走打滑的问题。
60.减震组件400包括滑座410和弹性件420，滑座410可滑动地设置于基座100，压紧轮230可转动地安装于滑座410，弹性件420弹性支撑在滑座410和基座100之间，在弹性件420的驱使下，压紧轮230保持与圆形轨道c的表面贴紧。
61.可选地，第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230的轮周至少一者设有弹性耐磨层，本实施例中三者均设有弹性耐磨层。
62.弹性耐磨层受力压缩进一步确保第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230保持夹紧圆形轨道c，并且轮周的弹性耐磨层变形后能够增大与圆形轨道c的表面的接触面积，夹紧效果更好，且与圆形轨道c的表面之间的摩擦力更大，从提高夹紧程度和增大摩擦面这两方面入手，提高防打滑的效果。
63.弹性耐磨层还具有更好的减震效果，使得行走更稳定，并且弹性耐磨层使得第一驱动轮210、第二驱动轮220和压紧轮230不容易磨损。
64.请再结合图2、图3和图6，基座100包括第一部件110、第二部件120和u型件130，第一部件110和第二部件120均呈c形，u型件130的两臂的端部分别连接于第一部件110和第二部件120。
65.u型件130的两臂上形成滑轨，滑座410配合于滑轨，弹性件420支撑在u型件130的底部(即与u型开口相对的位置)与滑座410之间，压紧轮230可转动地安装于滑座410上。
66.第一驱动轮210、第二驱动轮220分别安装在第一部件110和第二部件120之间且位于c形的两端。
67.可选地，在基座100的c形两端分别设置安装板，每个安装板连接在第一部件110和第二部件120之间，第一驱动轮210的轮轴安装于一个安装板、第二驱动轮220的轮轴分别安装于另一安装板。
68.第一驱动轮210和第二驱动轮220可以是自带动力的轮毂伺服电机，也可以使用外置动力源。
69.本实施例中，第一驱动轮210由第一驱动组件310提供动力，第二驱动轮220由第二驱动组件320提供动力，第一驱动组件310和第二驱动组件320安装于基座100。
70.可选地，第一驱动组件310安装于第一驱动轮210所在的安装板，且与第一驱动轮210异侧设置，第二驱动组件320安装于第二驱动轮220所在的安装板，且与第二驱动轮220异侧设置。
71.其中，第一驱动组件310包括第一电机311和第一减速机312，第一电机311通过第一减速机312连接第一驱动轮210的转轴530；第二驱动组件320包括第二电机321和第二减速机322，第二电机321通过第二减速机322连接第二驱动轮220的转轴530。
72.为进一步提高行走稳定性，第一驱动组件310和第二驱动组件320被配置为：使第一驱动轮210的转速和第二驱动轮220的转速相等。
73.行走机构b的基座100连接于巡检机器人本体a，以将巡检机器人本体a挂在于圆形轨道c上，行走机构b带动巡检机器人本体a沿圆形轨道c移动，以监测自升造楼平台。
74.巡检机器人本体a上可设置一个行走机构b，也可以设置多个行走机构b。
75.当巡检机器人本体a上仅设置一个行走机构b时，行走机构b可与巡检机器人本体a相对固定地连接，也可以相对转动地连接。一般而言，直接相对固定地连接即可，行走机构b可带动巡检机器人本体a行走、过弯。
76.在实际使用时，在风力较大的高空中，巡检机器人本体a仅设置单个行走机构b容易导致巡检机器人本体a在空中摆动，为免巡检机器人本体a摆动，则只能将其自重设置的较大，而对于自重较大、体积较大的巡检机器人本体a，单个行走机构b可能不能承载其荷载。
77.然而，若是在巡检机器人本体a上设置多个行走机构b，虽然能够共同分担载重，还能减小行走机构b与巡检机器人本体a的连接部位的局部应力，但多个行走机构b之间相互限制，可能在过弯时卡阻，导致圆形轨道c转弯半径受限。进一步地，在行走机构b中设置转动组件500，转动组件500安装于基座100，用于可转动地连接基座100和巡检机器人本体a。
78.巡检机器人本体a上设置多个行走机构b时，由于多个行走机构b都能够独自相对于巡检机器人本体a转动，故各个行走机构b在圆形轨道c上过弯时均随着其自身所在位置自适应地转动，各个行走机构b相互不影响，即使较小的过弯半径也不会卡阻，保证巡检机器人灵活行走。
79.例如图1，本实施例中，巡检机器人通过两个行走机构b可移动地配合于圆形轨道c。
80.可选地，转动组件500包括轴承座510、回转轴承520和转轴530，轴承座510连接于巡检机器人本体a，转轴530的一端通过回转轴承520可转动地连接于轴承座510，转轴530的另一端连接于基座100。
81.本实施例提供的巡检系统，不仅适用于自升造楼平台的监测，以及前述的电力路线、轨道、隧道、楼宇等巡检，也适用于水管、燃气管等管道设施巡检，由于圆形轨道c的生产和安装成本较低，该巡检系统还可以应用于下水道的巡检工作。
82.为便于实时取电，保证巡检机器人工作，可选地，巡检机器人本体a上设置集电器，利用集电器实时取电以供给巡检机器人工作。
83.为了能够更好地确认故障位置，或者为便于探寻巡检机器人的位置，可选地，巡检机器人本体a上设有rfid定位器。
84.由于使用场景复杂，比如本实施例中的自升造楼平台，其主要用于施工，施工过程中的物料或工程机械可能会对巡检机器人的行走造成阻碍，为避免巡检机器人损坏，可选地，巡检机器人本体a的前后分别设置光避障传感器。
85.为便于控制巡检机器人，巡检机器人本体a可通过wifi或蓝牙等方式实现与后台的连接。根据不同的工作模型进行循环巡检工作，或远程遥控巡检工作。
86.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。