一种多功能轨道式工业智能巡检机器人的制作方法

1.本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及一种多功能轨道式工业智能巡检机器人。


背景技术：

2.巡检系统就是以点检为核心的设备维修管理体制，是实现设备可靠性、维护性、经济性，并使上述三方面达到最佳化管理的机制，是按照预先制定的技术标准，定人、定点、定期、定方法、定标准地对设备进行检查的一种管理方法。以前多采用人工手动巡检，即员工依赖手动记录纸质巡检表、巡检器等传统巡检工具，巡检人员携带信息纽或信息卡，在提前部署好的巡检区域根据路线进行巡检工作，管理人员可通过监控中心监察人员的巡检路线及工作时间。该阶段巡检特点：易作弊、工具易损坏、工作量大、时效性强、成本高。随着智能制造的进程，无线电子巡检成为国内使用最多的巡更系统，将巡更巡检点安装在巡逻沿线位置，巡检人员手持巡更棒到每一个巡检点采集信息后，将巡更棒放置巡更通讯器上将信息传输至计算机，导出完整的巡更巡检考察表。该阶段巡检特点：成本低、时效性弱、易损坏。该阶段管理人员无法实时接收到设备环境状态，信息传达有一定的滞后性。
3.公开号为cn112643689a的中国发明专利中公开了一种轨道式巡检机器人。包括方钢、电机、驱动轮和限位器，限位器包括导向座和限位轮，导向座上下两端的左右两侧均转动连接一个限位轮，限位器前后镜像对称设有两个，两个导向座均固接在方钢的上端，位于后侧的导向座的后端固接电机，电机的输出轴由后向前穿过导向座，电机输出轴的前端固接驱动轮。将冲击力化为延导柱轴线方向上的力，该方向上的力不会影响到摄像头，利用压缩弹簧i吸收力进行减震，该现有技术能够对在发生意外时对机器本体进行一定程度的保护，但是，只是在有限程度上的碰撞分摊，不能够让机器避开冲击，同时该巡检机器人功能有限，不能满足更多要求。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明公开一种多功能轨道式工业智能巡检机器人，包括长轨道上的驱动装置，驱动装置下装有巡检装置，长轨道中装有多个功能附加模块，所述功能附加模块包括模块轨道，所述长轨道上设置缺口，模块轨道滑动安装在缺口处，模块轨道的一侧滑动装有中间板ⅰ，中间板ⅰ一侧滑动装有短轨道，短轨道上装有齿条，齿条与模块轨道连接，所述长轨道上固定装有电机ⅰ，电机ⅰ转轴上固定装有中心轴，中心轴上固定装有小齿轮，小齿轮与齿条啮合，所述模块轨道的两侧分别配合有立板ⅰ，立板ⅰ上旋转装有横滚轮ⅰ和竖滚轮ⅰ，两个立板ⅰ之间通过同步板连接，同步板下固定装有连接轴ⅰ，连接轴ⅰ上可安装工业所需的工具箱、替换零件。
5.进一步地，所述齿条的两端分别固定装有滑动板ⅰ和滑动板ⅱ，滑动板ⅱ与模块轨道滑动连接，滑动板ⅱ上固定装有中心轴ⅱ，模块轨道上固定装有定位板ⅰ，定位板ⅰ与中心轴ⅱ之间装有弹簧ⅱ，定位板ⅰ与长轨道贴合后不再移动，滑动板ⅰ与短轨道滑动连接，滑动
板ⅰ上固定装有滑动轴ⅰ，短轨道上固定装有定位板ⅱ，定位板ⅱ与滑动轴ⅰ之间装有弹簧ⅰ，定位板ⅱ与长轨道贴合后不再移动。
6.进一步地，所述模块轨道下端设置凹陷，竖滚轮ⅰ处于凹陷处，凹陷处低于长轨道的下端。
7.进一步地，所述驱动装置包括立板ⅱ和立板ⅲ，所述长轨道的两端都装有立板ⅱ和立板ⅲ，立板ⅱ和立板ⅲ下端装有巡检装置，立板ⅱ上滑动装有电机ⅶ，电机ⅶ的转轴上固定装有竖滚轮ⅱ，立板ⅱ上固定装有套筒ⅰ，套筒ⅰ内滑动装有伸缩杆ⅰ，伸缩杆ⅰ与套筒ⅰ之间固定装有小弹簧ⅰ，伸缩杆ⅰ下端与竖滚轮ⅱ旋转连接，立板ⅱ上装有横滚轮ⅱ，横滚轮ⅱ与长轨道贴合，所述立板ⅲ上滑动装有电机ⅵ，电机ⅵ的转轴上固定装有竖滚轮ⅳ，立板ⅲ上固定装有套筒ⅱ，套筒ⅱ内滑动装有伸缩杆ⅱ，伸缩杆ⅱ下端与竖滚轮ⅳ旋转连接，伸缩杆ⅱ与套筒ⅱ之间装有小弹簧ⅱ，立板ⅲ上装有横滚轮ⅲ，横滚轮ⅲ与长轨道贴合。
8.进一步地，所述立板ⅱ内滑动装有隔板ⅰ，隔板ⅰ第一端固定装有限位块ⅰ，隔板ⅰ第二端与长轨道贴合，立板ⅱ与限位块ⅰ之间固定装有压缩弹簧ⅰ，压缩弹簧ⅰ处于被拉伸状态，立板ⅲ内滑动装有隔板ⅱ，隔板ⅱ的第一端固定装有限位块ⅱ，隔板ⅱ的第二端与长轨道贴合，限位块ⅱ与立板ⅲ之间装有压缩弹簧ⅱ，压缩弹簧ⅱ处于被拉伸状态，立板ⅱ上设置轨道ⅱ，立板ⅲ上设置轨道ⅰ，立板ⅱ和立板ⅲ之间设置有轨道板，轨道板与轨道ⅰ和轨道ⅱ形成完整滑道，完整滑道内滑动装有滑块，滑块高度小于立板ⅲ到限位块ⅱ的距离。
9.进一步地，所述竖滚轮ⅱ内同轴心旋转装有竖滚轮ⅲ，竖滚轮ⅲ上固定装有带轮ⅰ，所述竖滚轮ⅳ内同轴心旋转装有竖滚轮
ⅴ
，竖滚轮
ⅴ
上固定装有带轮ⅲ，立板ⅱ和立板ⅲ之间固定装有中间板ⅱ，中间板ⅱ上旋转装有齿轮ⅰ和齿轮ⅱ，齿轮ⅰ和齿轮ⅱ啮合，齿轮ⅰ被电机
ⅴ
驱动，齿轮ⅰ上固定装有带轮ⅱ，带轮ⅱ与带轮ⅰ之间装有皮带ⅰ，齿轮ⅱ上固定装有带轮ⅳ，带轮ⅳ与带轮ⅲ之间装有限位块ⅱ，启动电机
ⅴ
最终带动竖滚轮ⅲ和伸缩杆ⅱ向互相远离的方向旋转。
10.进一步地，所述立板ⅱ上旋转装有套杆，套杆与立板ⅱ之间装有扭簧，套杆内滑动装有固定杆，固定杆与套杆之间装有矫正弹簧，固定杆上设置通孔，所述立板ⅰ上设置短轴，所述立板ⅱ上设置有顶板，当顶板与立板ⅰ接触时，通孔位于短轴上方，当所述竖滚轮ⅰ滚出模块轨道时，短轴插入通孔内。
11.进一步地，巡检装置包括安装板，安装板安装在驱动装置的下侧，安装板上铰接有支撑臂ⅱ，支撑臂ⅱ上铰接有支撑臂ⅰ，支撑臂ⅰ内铰接有摄像头，铰接处通过电机驱动，长轨道上还固定装有灭火器，支撑臂ⅰ下固定设置有连接轴ⅱ，连接轴ⅱ用于提取重物。
12.进一步地，巡检装置包括安装板，巡检装置上设置电池，电池为巡检装置的所有用电设备供电，电池可无线充电，长轨道的指定位置设置充电线圈，巡检装置移动到充电线圈时为电池充电，安装板上固定装有升降电机，升降电机的转轴上固定装有双向丝杠，双向丝杠旋转安装在安装板上，安装板上装有丝杠滑轴，丝杠滑轴上滑动装有螺纹滑块，双向丝杠与螺纹滑块通过螺纹配合，螺纹滑块上铰接有升降杆，升降杆上铰接有提升板，提升板上固定装有竖杆，竖杆与安装板滑动连接，提升板下设置有摄像头ⅱ，摄像头ⅱ通过无线网络传输数据，安装板上装有灭火器。
13.本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置了功能附加模块，功能附加模块可以将日常巡检中不常用的功能带入到长轨道中，并随着驱动装置一起移动，极大的
增加的功能的丰富性；（2）本发明的功能附加模块在切换模块轨道和短轨道时通过定位板ⅱ和定位板ⅰ能够保证切换时与长轨道的位置重合，并且不需要电机ⅰ的精准控制，减小了误差，同时减小了控制的难度；（3）本发明的模块轨道设置了凹陷，竖滚轮ⅰ处于凹陷内能够保证在待命时，不会意外滚落，保证装置的安全性；（4）本发明的驱动装置在长轨道意外倾倒时，能够及时将较高一端的滚轮铲起，实现刹车的功能，防止驱动装置和巡检装置顺着倾斜自由滚落而损坏装置；（5）本发明的驱动装置设置了多个滚轮，并且在意外倾倒时能够通过电机
ⅴ
带动驱动装置和巡检装置向较高的位置移动，减小倾倒带来的冲击，或者能够移动离开危险区域，极大的保护了驱动装置和巡检装置以及功能附加模块。（6）本发明的驱动装置利用模块轨道上的凹陷能够使得立板ⅰ在离开模块轨道后和驱动装置连接，无论是向前还是向后都能够带动立板ⅰ移动，既方便控制，也能对功能附加模块进行防倾倒的保护；（7）本发明的巡检装置中设置了多个功能，可以进行消防并且对重物进行提升。
附图说明
14.图1为本发明的整体结构示意图。
15.图2为本发明的功能附加模块示意图。
16.图3为图2中a处的放大图。
17.图4为本发明的功能附加模块部分零件示意图。
18.图5为本发明的驱动装置侧视图。
19.图6为图5中j-j处的截面图。
20.图7为图6中b处的放大图。
21.图8为图6中c处的放大图。
22.图9为图6中f处的放大图。
23.图10为图5中i-i处的截面图。
24.图11为图10中d处的放大图。
25.图12为图10中e处的放大图。
26.图13为本发明的驱动装置部分零件示意图一。
27.图14为本发明的驱动装置部分零件示意图二。
28.图15为本发明的功能附加模块与驱动装置的连接示意图一。
29.图16为图15中g处的放大图。
30.图17为本发明的功能附加模块与驱动装置的连接示意图二。
31.图18为图17中h处的放大图。
32.图19为本发明的巡检装置示意图一。
33.图20为本发明的巡检装置示意图二。
34.附图标号：1-功能附加模块；2-巡检装置；3-驱动装置；4-长轨道；101-模块轨道；102-中间板ⅰ；103-短轨道；104-齿条；105-滑动板ⅰ；106-弹簧ⅰ；107-滑动轴ⅰ；108-电机ⅰ；109-中心轴；110-小齿轮；111-滑动板ⅱ；112-定位板ⅰ；113-弹簧ⅱ；114-中心轴ⅱ；115-定位板ⅱ；116-横滚轮ⅰ；117-竖滚轮ⅰ；118-立板ⅰ；119-同步板；120-连接轴ⅰ；201-安装板；202-灭火器；203-电机ⅱ；204-支撑臂ⅰ；205-电机ⅲ；206-摄像头；207-连接轴ⅱ；208-支撑臂ⅱ；209-电机ⅳ；301-立板ⅱ；302-电机
ⅴ
；303-立板ⅲ；304-电机ⅵ；305-轨道ⅰ；306-滑
块；307-轨道板；308-电机ⅶ；309-轨道ⅱ；310-横滚轮ⅱ；311-套筒ⅰ；312-伸缩杆ⅰ；313-小弹簧ⅰ；314-竖滚轮ⅱ；315-竖滚轮ⅲ；316-带轮ⅰ；317-皮带ⅰ；318-带轮ⅱ；319-齿轮ⅰ；320-限位块ⅰ；321-压缩弹簧ⅰ；322-隔板ⅰ；323-横滚轮ⅲ；324-套筒ⅱ；325-伸缩杆ⅱ；326-小弹簧ⅱ；327-竖滚轮ⅳ；328-竖滚轮
ⅴ
；329-带轮ⅲ；330-限位块ⅱ；331-隔板ⅱ；332-压缩弹簧ⅱ；333-中间板ⅱ；334-带轮ⅳ；335-齿轮ⅱ；336-套杆；337-固定杆；338-扭簧；339-顶板；340-短轴；501-升降电机；502-双向丝杠；503-螺纹滑块；504-丝杠滑轴；505-升降杆；506-竖杆；507-提升板；508-摄像头ⅱ。
具体实施方式
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.实施例：如图1-图20所示的一种多功能轨道式工业智能巡检机器人，包括长轨道4，长轨道4中设置一个或者多个功能附加模块1，功能附加模块1中能够携带其他不常用的功能，例如工具箱，机器配件等，在日常巡检中发现问题，及时通过功能附加模块1携带所需用品到达指定位置，长轨道4上装有驱动装置3，驱动装置3上装有巡检装置2，当长轨道4发生意外倾倒时，驱动装置3能够带动巡检装置2向较高的位置移动，减小冲击或者移动到安全的地方，巡检装置2能够完成日常监控以及具有灭火功能。
37.其中功能附加模块1包括模块轨道101，所述长轨道4上设置缺口，模块轨道101滑动安装在缺口处，模块轨道101的一侧滑动装有中间板ⅰ102，中间板ⅰ102一侧滑动装有短轨道103，短轨道103上装有齿条104，齿条104与模块轨道101连接，其连接方式为：齿条104的两端分别固定装有滑动板ⅰ105和滑动板ⅱ111，滑动板ⅱ111与模块轨道101滑动连接，滑动板ⅱ111上固定装有中心轴ⅱ114，模块轨道101上固定装有定位板ⅰ112，定位板ⅰ112与中心轴ⅱ114之间装有弹簧ⅱ113，滑动板ⅰ105与短轨道103滑动连接，滑动板ⅰ105上固定装有滑动轴ⅰ107，短轨道103上固定装有定位板ⅱ115，定位板ⅱ115与滑动轴ⅰ107之间装有弹簧ⅰ106，所述长轨道4上固定装有电机ⅰ108，电机ⅰ108转轴上固定装有中心轴109，中心轴109上固定装有小齿轮110，小齿轮110与齿条104啮合，所述模块轨道101的两侧分别配合有立板ⅰ118，立板ⅰ118上旋转装有横滚轮ⅰ116和竖滚轮ⅰ117，两个立板ⅰ118之间通过同步板119连接，同步板119下固定装有连接轴ⅰ120，连接轴ⅰ120上可安装工业所需的工具箱、替换零件等，模块轨道101下端设置凹陷，竖滚轮ⅰ117处于凹陷处，凹陷处低于长轨道4的下端，当竖滚轮ⅰ117从模块轨道101滑动到长轨道4上时，会有上升动作，此凹陷能够保证在不使用时，竖滚轮ⅰ117不会意外滚落，正常进行巡检时，短轨道103与长轨道4连接，当需要对应功能时，启动电机ⅰ108，电机ⅰ108通过中心轴109带动小齿轮110旋转，小齿轮110带动齿条104滑动。齿条104带动滑动板ⅱ111向靠近长轨道4的位置滑动，并通过中心轴ⅱ114和弹簧ⅱ113带动定位板ⅰ112和模块轨道101向长轨道4移动，最终定位板ⅰ112与长轨道4贴合，此时模块轨道101刚好与长轨道4重合，此时如果电机ⅰ108没有及时停止工作，那么小齿轮110会继续移动此时压缩弹簧ⅱ332，则不会再次带动定位板ⅰ112和模块轨道101，需要收回时，电机ⅰ108反转，定位板ⅱ115接触到长轨道4时，短轨道103与长轨道4重合，即使电机ⅰ108没有停止工作，定位板ⅱ115和短轨道103也不会继续移动。
38.所述驱动装置3包括立板ⅱ301和立板ⅲ303，所述长轨道4的两端都装有立板ⅱ301和立板ⅲ303，立板ⅱ301和立板ⅲ303下端装有巡检装置2，立板ⅱ301上滑动装有电机
ⅶ
308，电机ⅶ308的转轴上固定装有竖滚轮ⅱ314，立板ⅱ301上固定装有套筒ⅰ311，套筒ⅰ311内滑动装有伸缩杆ⅰ312，伸缩杆ⅰ312与套筒ⅰ311之间固定装有小弹簧ⅰ313，伸缩杆ⅰ312下端与竖滚轮ⅱ314旋转连接，立板ⅱ301上装有横滚轮ⅱ310，横滚轮ⅱ310与长轨道4贴合，所述立板ⅲ303上滑动装有电机ⅵ304，电机ⅵ304的转轴上固定装有竖滚轮ⅳ327，立板ⅲ303上固定装有套筒ⅱ324，套筒ⅱ324内滑动装有伸缩杆ⅱ325，伸缩杆ⅱ325下端与竖滚轮ⅳ327旋转连接，伸缩杆ⅱ325与套筒ⅱ324之间装有小弹簧ⅱ326，立板ⅲ303上装有横滚轮ⅲ323，横滚轮ⅲ323与长轨道4贴合，自然状态下，巡检装置2和驱动装置3的重力会挤压小弹簧ⅰ313和小弹簧ⅱ326，使得伸缩杆ⅱ325和伸缩杆ⅰ312都向上移动到极限，此时竖滚轮ⅱ314、电机ⅶ308、电机ⅵ304和竖滚轮ⅳ327也跟随向上移动到相应位置，启动电机ⅵ304和电机ⅶ308能够带动驱动装置3和巡检装置2移动。
39.所述立板ⅱ301上旋转装有套杆336，套杆336与立板ⅱ301之间装有扭簧338，套杆336内滑动装有固定杆337，固定杆337与套杆336之间装有矫正弹簧，固定杆337上设置通孔，所述立板ⅰ118上设置短轴340，所述立板ⅱ301上设置有顶板339，当顶板339与立板ⅰ118接触时，通孔位于短轴340上方，当所述竖滚轮ⅰ117滚出模块轨道101时，短轴340插入通孔内，当需要功能附加模块1的功能时，模块轨道101与长轨道4重合，立板ⅱ301带动顶板339与立板ⅰ118接触，并顶着立板ⅰ118移动，当立板ⅰ118移动到长轨道4上时，短轴340插入通孔内，此时驱动装置3无论是向前还是向后，都会带动立板ⅰ118移动。
40.所述立板ⅱ301内滑动装有隔板ⅰ322，隔板ⅰ322第一端固定装有限位块ⅰ320，隔板ⅰ322第二端与长轨道4贴合，立板ⅱ301与限位块ⅰ320之间固定装有压缩弹簧ⅰ321，压缩弹簧ⅰ321处于被拉伸状态，立板ⅲ303内滑动装有隔板ⅱ331，隔板ⅱ331的第一端固定装有限位块ⅱ330，隔板ⅱ331的第二端与长轨道4贴合，限位块ⅱ330与立板ⅲ303之间装有压缩弹簧ⅱ332，压缩弹簧ⅱ332处于被拉伸状态，立板ⅱ301上设置轨道ⅱ309，立板ⅲ303上设置轨道ⅰ305，立板ⅱ301和立板ⅲ303之间设置有轨道板307，轨道板307与轨道ⅰ305和轨道ⅱ309形成完整滑道，完整滑道内滑动装有滑块306，滑块306高度小于立板ⅲ303到限位块ⅱ330的距离。
41.所述竖滚轮ⅱ314内同轴心旋转装有竖滚轮ⅲ315，竖滚轮ⅲ315上固定装有带轮ⅰ316，所述竖滚轮ⅳ327内同轴心旋转装有竖滚轮
ⅴ
328，竖滚轮
ⅴ
328上固定装有带轮ⅲ329，立板ⅱ301和立板ⅲ303之间固定装有中间板ⅱ333，中间板ⅱ333上旋转装有齿轮ⅰ319和齿轮ⅱ335，齿轮ⅰ319和齿轮ⅱ335啮合，齿轮ⅰ319被电机
ⅴ
302驱动，齿轮ⅰ319上固定装有带轮ⅱ318，带轮ⅱ318与带轮ⅰ316之间装有皮带ⅰ317，齿轮ⅱ335上固定装有带轮ⅳ334，带轮ⅳ334与带轮ⅲ329之间装有限位块ⅱ330，启动电机
ⅴ
302最终带动竖滚轮ⅲ315和伸缩杆ⅱ325向互相远离的方向旋转。
42.如果长轨道4发生意外，其中一端掉落，此时会带动驱动装置3和巡检装置2整体随着长轨道4一起掉落，由于出现倾斜，滑块306在完整轨道内滑动到更低的一端，并位于轨道ⅱ309和立板ⅱ301之间（假设这一端更低），此时驱动装置3与长轨道4之间的压力会变小，（因为同时做类似于自由落体运动）那么小弹簧ⅰ313和小弹簧ⅱ326不再承受原来那么大的压力，则开始伸张，此时会导致立板ⅱ301和立板ⅲ303相对长轨道4向上移动，此时隔板ⅰ322相对长轨道4向上移动，直到隔板ⅰ322到达长轨道4的上侧，在压缩弹簧ⅰ321的带动下限位块ⅰ320和长轨道4夹紧滑块306，与此同时隔板ⅱ331向上移动当压缩弹簧ⅱ332脱离长轨
道4时，压缩弹簧ⅱ332将带动隔板ⅱ331迅速插入到竖滚轮ⅳ327与长轨道4之间，使得竖滚轮ⅳ327和竖滚轮
ⅴ
328不和长轨道4接触，此时启动电机
ⅴ
302，电机
ⅴ
302带动齿轮ⅰ319旋转，齿轮ⅰ319带动齿轮ⅱ335旋转，并通过皮带ⅰ317和限位块ⅱ330带动竖滚轮ⅲ315和竖滚轮
ⅴ
328同时旋转，由于竖滚轮
ⅴ
328不与长轨道4接触，所以无法带动驱动装置3和巡检装置2，那么竖滚轮ⅲ315此时处于比较低的一端，竖滚轮ⅲ315旋转带动长轨道4向高的一端移动，无论竖滚轮ⅲ315和竖滚轮
ⅴ
328哪一个与长轨道4接触，两个滚轮旋转方向始终相反，所以只要更低的一端与长轨道4接触，都会向更高的一端移动。
43.本发明的巡检装置2具有两个实施例。
44.实施例一：巡检装置2包括安装板201，安装板201安装在立板ⅱ301和立板ⅲ303下侧，安装板201上侧装有电池，为巡检装置2上所有通电设备供电，电池可无线充电，长轨道4的固定位置设置充电线圈，巡检装置2移动到充电线圈时为电池充电，安装板201上铰接有支撑臂ⅱ208，支撑臂ⅱ208上铰接有支撑臂ⅰ204，支撑臂ⅰ204内铰接有摄像头206，摄像头206通过电机ⅲ205控制可以改变方向，摄像头206通过无线网络传输数据，支撑臂ⅰ204通过电机ⅱ203控制旋转，支撑臂ⅱ208通过电机ⅳ209控制旋转，支撑臂ⅰ204下端设置有连接轴ⅱ207，可以用于辅助起吊重物，安装板201上固定装有灭火器202，灭火器202可对火灾处进行初步的消防处理。
45.实施例二：巡检装置2包括安装板201，巡检装置2上设置电池，电池为巡检装置2的所有用电设备供电，电池可无线充电，长轨道4的指定位置设置充电线圈，巡检装置2移动到充电线圈时为电池充电，安装板201上固定装有升降电机501，升降电机501的转轴上固定装有双向丝杠502，双向丝杠502旋转安装在安装板201上，安装板201上装有丝杠滑轴504，丝杠滑轴504上滑动装有螺纹滑块503，双向丝杠502与螺纹滑块503通过螺纹配合，螺纹滑块503上铰接有升降杆505，升降杆505上铰接有提升板507，提升板507上固定装有竖杆506，竖杆506与安装板201滑动连接，提升板507下设置有摄像头ⅱ508，摄像头ⅱ508通过无线网络传输数据，安装板201上装有灭火器202，通过升降电机501，带动双向丝杠502旋转，双向丝杠502带动螺纹滑块503在丝杠滑轴504上滑动，进而通过升降杆505带动提升板507上下移动。