一种吊轨巡检机器人的制作方法

1.本实用新型属于巡检设备领域，具体涉及一种吊轨巡检机器人。


背景技术：

2.随着我国基础建设的逐年推进，越来越多位于极端恶劣环境下的基础设施得以被建设，例如青藏铁路。这些基础设施的建设环境往往自然灾害频发，设施周围环境复杂。因此，为了保证相关基础设施的正常运营和使用寿命，除了要特别研究、改进上述基础设施的自身设计要素，还需要针对相应的设施设计检测设备或者监测设备，准确掌握相关设施本身的工作状态和周围的环境状态。
3.目前，针对恶劣环境下基础设施的检测通常采用设置检测设备的形式来实现，利用检测设备在对应设施上的走行来完成相关的检测过程。不过，由于检测设备的走行往往会侵入相关设施(例如铁路轨道)的运营限界，容易与相关设备(例如铁路列车)产生干涉，甚至带来安全隐患。所以，现在的检测设备往往只能在设备运行的天窗时间进行对应检测，而设备运行过程中出现的隐患(例如轨行区出现滑坡、山石滚落等)很难及时发现，造成一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种吊轨巡检机器人，能在不干涉基础设施运营限界的同时，准确完成相应的检测过程，满足极端恶劣地质环境下的设施检测需求，保证相关设施的运营安全。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种吊轨巡检机器人，包括对应待巡检设施设置的吊轨组件、搭载有检测单元的检测组件，以及设置在检测组件底部的走行组件；
6.所述吊轨组件包括吊轨和走行单元；所述走行单元匹配在所述吊轨上，并可沿吊轨延伸方向往复走行，且所述走行单元的底部设置有第一锁定件；
7.所述检测组件包括壳体，所述壳体的顶部设置有可往复伸缩的伸缩轴，该伸缩轴的端部设置有第二锁定件；所述第二锁定件可在与所述第一锁定件对正后彼此锁定，使得所述检测组件挂设在所述吊轨组件底部；
8.所述走行组件设置在所述壳体的底部，其包括若干对走行单元，用于在两锁定件彼此分离后所述检测组件的独立走行检测。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述检测单元固定在所述壳体的外侧。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述伸缩轴通过固定座安装在所述壳体的内部，并在所述壳体内对应该伸缩轴设置有伸缩驱动单元，用于驱动该伸缩轴进行往复伸缩。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述第一锁定件与所述第二锁定件上分别设置有定位单元，用于两锁定件对接匹配时的定位。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述定位单元为激光定位单元或者射频信号定位单元。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述第二锁定件为可转动的十字锁定单元；
14.相应地，所述第一锁定件为设置在走行单元底部上的容置腔，并在走行单元的底面上开设有连通该容置腔的十字嵌设槽，使得所述十字锁定单元可在穿过所述十字嵌设槽后嵌入所述容置腔，并在转动后完成两锁定件的彼此锁定。
15.作为本实用新型的进一步改进，两锁定件为磁吸锁定件，即其中一个锁定件为永磁铁或者电磁铁，利用通断电控制该锁定件磁吸力的有无；相应地，另一个锁定件为磁吸块，其可在另一锁定件产生磁力时与之锁定匹配，并在另一锁定件磁吸力消失时解除匹配。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述走行单元为履带式走行机构。
17.作为本实用新型的进一步改进，在所述壳体中设置有容置所述检测单元的空腔，并对应所述检测单元在壳体内设置有水平驱动单元，使得所述检测单元可在工作时由水平驱动单元驱动到壳体外侧并在未工作时由水平驱动单元驱动到壳体内部。
18.作为本实用新型的进一步改进，在所述壳体上对应所述空腔设置有封堵门；所述封堵门与所述水平驱动单元联动匹配，使得所述水平驱动单元可在驱动所述检测单元水平移动时控制所述封堵门联动开闭。
19.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
20.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
21.(1)本实用新型的吊轨巡检机器人，其通过吊轨组件、检测组件和走行组件的对应设置，使得检测组件上的检测单元可以具备两种工作模式，既可以在吊轨上沿吊轨进行检测过程，也可以脱离吊轨并以走行组件独立走行而完成相应的检测过程，如此，有效提升了巡检机器人的运行作业能力，满足其在不同应用环境下的应用，也克服了因吊轨组件无法设置而不能进行相应巡检的缺陷，保证了巡检检测的准确性和可靠性。
22.(2)本实用新型的吊轨巡检机器人，其通过设置由十字锁定单元和十字嵌设槽所组成的锁定组件，使得检测组件和吊轨组件可以快速、准确地完成匹配，保证检测组件和吊轨组件设置的准确性；同时，通过两锁定件上定位单元的对应设置，可以确保检测组件和吊轨组件定位匹配时的准确性，提升两组件之间对位匹配的效率和精度。
23.(3)本实用新型的吊轨巡检机器人，其通过在壳体上针对检测单元设置容置腔，并对应检测单元设置水平驱动单元，使得检测单元可在水平驱动单元的驱动下进行水平伸缩控制，确保检测单元可在工作时伸出壳体外，并在完成工作后收回壳体内，充分保证检测单元设置的可靠性，延长检测组件的使用寿命；此外，通过针对容置腔设置封堵门，使得检测单元可以在容置于容置腔中时与外界环境有效隔离，充分保证检测单元容置保存的可靠性。
24.(4)本实用新型的吊轨巡检机器人，其结构简单，设置简便，能够实现机器人沿吊轨延伸方向上的往复走行以及机器人的自主走行，满足不同应用环境下的检测需求，保证机器人的巡检过程不影响相关设施的正常工作，保证相应设施工作的稳定性和可靠性，具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例中吊轨巡检机器人的结构正视图；
26.图2是本实用新型实施例中吊轨巡检机器人的结构侧视图；
27.图3是本实用新型实施例中吊轨巡检机器人的检测组件正向透视图；
28.图4是本实用新型实施例中吊轨巡检机器人的检测组件竖向透视图；
29.图5是本实用新型实施例中吊轨巡检机器人在隧道中的应用形式示意图；
30.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
31.1、吊轨组件；2、检测组件；3、走行组件；
32.101、吊轨；102、走行单元；103、第一锁定件；201、第二锁定件；2011、十字锁定单元；2012、定位单元；202、伸缩轴；203、壳体；204、检测单元；205、水平驱动单元；206、固定座；207、伸缩驱动单元。
具体实施方式
33.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
35.此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.实施例：
39.请参阅图1～图4，本实用新型优选实施例中的吊轨巡检机器人具备两种工作模式，一种是匹配吊轨组件1，由吊轨组件1带动完成相应的检测过程；第二种是脱离吊轨组件1，由自身的走行组件3带动完成相应的走行过程，并在走行时完成相应检测作业过程。
40.具体而言，优选实施例中的吊轨组件1包括敷设在待检测设施一侧的吊轨101，确保吊轨101不侵入设施的运行限界。例如，在一个具体实施例中，待检测的基础设备为恶劣环境下的铁路，进一步具体为青藏线的铁路；此时，吊轨101的延伸方向平行于铁路纵向，其对应设置在轨行线一侧的地面上方，使得吊轨巡检机器人可以在吊轨101上往复走行，检测铁路线上是否存在滚石阻挡、铁路线两侧是否发生滑坡、泥石流等自然灾害。
41.如图1中所示，在吊轨101上匹配设置有走行单元102，其优选为抱设于吊轨101上的抱设组件，其走行方式优选为滚轮走行，通过驱动走行单元102中的若干对走行轮转动，实现走行单元102在吊轨101上的往复走行。优选地，走行单元102与吊轨101的走行还可以是齿轮-齿条的匹配形式，通过将吊轨101设置为纵向延伸的齿条，再驱动走行单元102中的走行齿轮在齿条中转动，可以对应完成走行单元102的走行控制。
42.当然，可以理解的是，根据实际设置的需要，吊轨组件1还可以设置为现有技术中的其他结构形式，只要能够实现走行单元102在纵向延伸的吊轨101上往复走行即可，对此，在优选实施例中不做赘述。
43.进一步地，优选实施例中的检测组件2如图1中所示，其包括呈箱型的壳体203，在壳体203内形成有容置对应部件的容置空间。其中，在壳体203的顶部沿竖向设置有伸缩轴202，该伸缩轴202的端部设置有第二锁定件201，通过伸缩轴202的伸缩，可以实现第二锁定件201竖向位置的变换。
44.相应地，在走行单元102的底部设置有第一锁定件103，其可与第二锁定件201对位后匹配锁定，使得检测组件2搭载在吊轨组件1上，由吊轨组件1带动检测组件2沿吊轨101延伸方向进行往复运动，完成相应的检测过程。而当第一锁定件103与第二锁定件201解除匹配时，检测组件2可从吊轨组件1上取下，由其底部的走行组件3完成相应的走行过程，通过自主走行完成相应的检测过程。
45.在一个具体实施例中，第二锁定件201的顶部设置有一个十字锁定单元2011；相应地，在第一锁定件103的底部设置有可以容置十字锁定单元2011的空腔，并在第一锁定件103的底面上开设有十字嵌设槽(图中未示出)。待十字锁定单元2011对位嵌入十字嵌设槽后，通过转动该十字锁定单元2011，便可实现十字锁定单元2011在第一锁定件103底部的锁定。
46.可以理解，根据实际设置的需要，第一锁定件103与第二锁定件201的匹配方式也可以优选为别的形式，例如，将第一锁定件103设定为永磁铁或者电磁铁，通过向其通断电实现磁吸力的有无控制；相应地，第二锁定件201设置为磁吸块，其可以在第一锁定件103产生磁吸力时与之吸合连接。当然，两锁定件的连接形式也可以设置为其他形式，只要能满足实际设置需求即可，在此不做赘述。
47.进一步地，为了实现两锁定件之间连接时的可靠对位，在两锁定件上设置有定位组件。例如，在优选实施例中，在十字锁定单元2011的外周沿环向设置有一圈定位单元2012，优选实施例中的定位单元2012优选为激光发生器，其可沿竖向发射激光束；相应地，在第一锁定件103底部也沿环向设置有一圈激光接收器，通过定位单元2012持续发射激光来寻求与第一锁定件103的竖向对位，便可实现两者之间的定位，完成两锁定件之间的可靠对位连接。
48.更详细地，定位单元2012也可以根据实际的需要优选设置为别的形式，例如射频
识别(rfid)技术，通过在两锁定件中的其中一个上设置射频发射器，在另一个锁定件上设置射频标签，可以实现两者之间的对位。
49.同时，优选实施例中的壳体203上设置有至少一个检测单元204，其优选设置在壳体203的侧壁面上，使得检测单元204可以在检测组件2对应走行时完成相应的检测过程。在优选实施例中，检测单元204设置为多个，例如图1中所示的分设于两侧端面上的两个，可分别用于检测机器人两侧设施所处环境。在优选实施例中，检测单元204为相机或者摄像机，可以对环境中的影像、图形数据进行采集，以此判断对应区域内是否存在异常情况。根据应用场景的变换或者使用需求的变化，检测单元204的设置数量、设置类型可以对应增加，例如，当检测组件2在相对封闭的场景中运行时，可以增设烟雾检测器、温湿度检测器等，以其对应检测环境中是否存在起火、灌水等意外情形，以此保证设施的可靠运行。
50.优选地，为了保证检测单元204在壳体203上的可靠设置，优选将其设置为可以水平伸缩的形式，即在壳体203上开设有伸出孔，并对应将各检测单元204设置在水平驱动单元205上，通过水平驱动单元205的水平驱动，可以实现检测单元204在壳体203中的容置以及在壳体203外侧的工作。另外，优选对应各伸出孔设置有封堵门，其可在检测单元204容置时将伸出孔封闭，实现检测单元204与外界环境的有效隔离，充分保证检测组件2设置的可靠性，延长各部件的使用寿命。在实际设置时，封堵门优选与水平驱动单元205联动设置，例如将封堵门设置为一端铰接在壳体203上的转动门，当水平驱动单元205驱动检测单元204向外运动时，可以同步带动转动门打开，这利用现有技术中可以轻松实现，也不属于本实用新型的关注重点，故而不具体展开。
51.进一步地，优选实施例中的伸缩轴202通过固定座206安装在壳体203内，其固定的端部设置有伸缩驱动单元207，由其可以对应控制伸缩轴202进行伸缩控制，完成相应的控制过程。在优选实施例中，伸缩驱动单元207为伺服电机或者气缸。
52.此外，在检测组件2的底部设置有走行组件3，其进一步优选为图1中所示的履带式驱动组件，包括四个履带轮单元，可在不平整道路上进行准确的走行，例如进行轨行区域上的走行。
53.当然，在实际设置时，需要对应检测组件2设置相应的供电组件，其优选包括设置在壳体203内的蓄电池，以其为检测单元204、各驱动单元供电，保证相应过程的正常进行。同时，对应走行组件3还设置有走行驱动组件，例如驱动电机，且对应各走行轮设置，可以完成走行组件3的对应驱动。
54.完成上述吊轨巡检机器人的设置后，其既可以吊轨沿线上的往复走行，也可单独进行独立地走行，满足不同的巡检需求。例如，当机器人在吊轨上无法准确完成相应部位的检测时，此时，可以将机器人下方到地面上，由其自身的走行来完成对应区域、部位的检测；又或者，当吊轨101在某些区域(例如桥梁、隧道)无法设置时，也可选择将机器人下放至地面进行自主走行，自主走行到下一段吊轨101处，完成两者的匹配。
55.在一个具体的实施例中，吊轨巡检机器人设置在隧道中，进一步优选为设置于地质条件复杂地段的隧道中，例如地震断裂带的隧道中，由吊轨巡检机器人的设置，完成相应的检测过程。此时，吊轨组件1设置在轨行区一侧的应急通道上方，如图5中所示，保证设备的设置不侵限，当吊轨巡检机器人有走行检测寻求时，其可下降到应急通道上进行走行检测，满足其在隧道中的应用需求。
56.本实用新型的吊轨巡检机器人，其结构简单，设置简便，能够实现机器人沿吊轨延伸方向上的往复走行以及机器人的自主走行，满足不同应用环境下的检测需求，保证机器人的巡检过程不影响相关设施的正常工作，保证相应设施工作的稳定性和可靠性，具有较好的应用前景和推广价值。
57.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。