一种平移变轨系统的制作方法

本实用新型涉及管廊内电力巡检机器人领域，具体涉及一种平移变轨系统。

背景技术：

水电站坝基廊道环境复杂、线路较多、廊道交错、巡检耗时多、现场照明差、地面渗水、地面坑洞、有毒有害气体聚集、火灾、人员迷路等不确定因素，极大的增加了运行维护人员的巡检风险，故亟需开发一款智能巡检诊断系统。

该系统走行采用预铺设轨道的方式，故在廊道的纵横交接处呈“十字”或“T字”型，此处轨道较难布置，同时空间狭小且电缆线架密集也增加了布轨的难度，故需增加一套变轨装置，来解决巡检系统在此处的轨道切换难题，实现设备的双向巡检。

目前主流的变轨方案，对于交叉的轨道变轨的情形，通常采用的是设置可旋转的过渡轨道，通过旋转过渡轨道的方式完成巡线机器人在交叉轨道上的变轨，但是可旋转的过渡轨道占地面积大，需要的空间多，操作复杂，维护困难，并且只适用于两组轨道的变轨，对于三根以上轨道的变轨则无法满足需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种平移变轨系统，为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种平移变轨系统，包括固定支架、平移驱动机构和外围轨道组件，所述外围轨道组件包括至少两组外围轨道，每组外围轨道包括一根外围轨道或者两根间隔且在同一直线上的外围轨道，各组外围轨道之间相互平行；所述平移驱动机构设置在所述固定支架的中部，所述平移驱动机构连接有过渡轨道，并可驱动所述过渡轨道在各组外围轨道之间运动，并与各组外围轨道之间的任一组相对接。

进一步，所述平移驱动机构包括步进电机、联轴器、丝杆、固定支座和传动螺母，所述固定支座设置在所述固定支架上，所述丝杆的两端分别转动支撑在所述固定支座上，所述步进电机安装在所述固定支架上，且所述步进电机通过所述联轴器与所述丝杆相连接，所述丝杆上设置有传动螺母，所述传动螺母与所述过渡轨道相连接。

进一步，该变轨系统还包括第一轨道调节机构，所述传动螺母通过所述第一轨道调节机构与所述过渡轨道相连接；所述第一轨道调节机构包括横梁、第一螺杆、第一撑板、第一调节螺母和第一锁紧螺母；所述第一螺杆的头部连接过渡轨道，螺纹部依次穿过第一撑板和横梁后与第一调节螺母相连接；所述第一锁紧螺母安装在所述横梁和所述第一撑板之间的第一螺杆上，并将所述第一撑板压在所述过渡轨道上。

进一步，所述第一撑板为两个或两个以上，每个第一撑板连接有一个或者一个以上的第一螺杆。

进一步，该变轨系统还包括第二轨道调节机构，所述固定支架通过所述第二轨道调节机构与所述过渡轨道相对接；所述第二轨道调节机构包括第二螺杆、第二撑板、第二调节螺母和第二锁紧螺母；所述第二螺杆的的头部连接外围轨道，螺纹部依次穿过第二撑板和固定支架后与第二调节螺母相连接；所述第二锁紧螺母安装在所述固定支架和所述第二撑板之间的第二螺杆上，并将所述第二撑板压在所述外围轨道上。

进一步，所述固定支架上还设置有两条直线滑轨，两条所述直线滑轨分别设置在所述平移驱动机构的两侧，且均与所述平移驱动机构的丝杆相互平行，两条所述直线滑轨上分别设有一与直线滑轨滑动配合的滑块，所述横梁的两端分别与一所述滑块相连接。

进一步，该变轨系统还包括控制装置和行程开关，所述行程开关为至少两个，设置在所述固定支架上，且每个行程开关的位置对应一组外围轨道；所述行程开关和所述步进电机分别与所述控制装置相连。

进一步，所述固定支架上设置有至少三个与所述控制装置相连接的光电开关，所述光电开关沿所述过渡轨道的长度方向设置。

进一步，所述外围轨道上设有上方开口的沿长度方向延伸的滑槽，所述第二螺杆的头部可滑动的卡在所述滑槽内。

进一步，所述过渡轨道的端部设有导向柱销，每条所述外围轨道的端部设有与所述导向柱销相匹配的导向缺口；

或者所述外围轨道的端部设有导向柱销，每条所述过渡轨道的端部设有与所述导向柱销相匹配的导向缺口。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为一种平移变轨系统，该变轨系统结构紧凑，占用空间小，并可满足在三根以上轨道间变轨的需求，此外，变轨过程对位精度高，错位调整方便，后期维护方便。

通过将用于搭载设备的过渡轨道设置在平移驱动机构的下方，巡检设备在平移驱动机构的驱动下沿丝杆轴向运动，平移驱动机构驱动巡检设备移动到位后，触发极限位置的行程开关，步进电机停止，实现平移变轨，对位精准，且在变轨过程中，横梁两端分别通过一滑块在两条直线滑轨上滑动，减少滑动摩擦的同时提高轴向定位；

通过在过渡轨道的端部设置导向柱销，有利于与外围轨道的导向缺口对位，提高对位精度；

传动螺母通过第一轨道调节机构与过渡轨道相连接，通过第一调节螺母方便调整过渡轨道的空间姿态，灵活方便，同时第一螺杆与第一撑板相连接，使其成为整体，提高整体刚度；配合第一锁紧螺母，将第一撑板压在过渡轨道上，进一步提高整体稳定性；

固定支架通过第二轨道调节机构与过渡轨道相对接，通过第二调节螺母方便调整外围轨道的空间姿态，灵活方便，同时第二螺杆与第二撑板相连接，使其成为整体，提高整体刚度；配合第二锁紧螺母，将第二撑板压在外围轨道上，进一步提高整体稳定性；

通过在固定支架上设置光电开关，两端的开关分别用来确认巡检设备是否从外围轨道进入过渡轨道、巡检设备是否走出过渡轨道，中间开关用来确认巡检设备是否在过渡轨道上，确保对位精度，安全可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中一种平移变轨系统的结构示意图；

图2为本实用新型中一种平移变轨系统的立体结构示意图；

图3为本实用新型中平移驱动机构和过渡轨道的结构示意图；

图4为本实用新型中直线滑轨和滑块的结构示意图；

图5为本实用新型中外围轨道的结构示意图；

图6为本实用新型中第一撑板的结构示意图；

图7为本实用新型中第二撑板的结构示意图。

图中：1-步进电机；2-联轴器；3-丝杆；4-固定支座；6-传动螺母；7-横梁；8-过渡轨道；9-行程开关；10-固定支架；11-检修底板；12-第一螺杆；13-导向柱销；14-外围轨道；15-导向缺口；16-第一撑板；17-直线滑轨；18-滑块；19-第二螺杆；20-第二撑板；21-第一压紧螺母；22-第二调节螺母；23-滑槽；24-光电开关；26-第一螺纹孔；27-第二螺纹孔；28-第三螺纹孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1至图7所示，本实施例一种平移变轨系统，包括固定支架10、平移驱动机构和外围轨道组件，所述外围轨道组件包括至少两组外围轨道，每组外围轨道包括一根外围轨道或者两根间隔且在同一直线上的外围轨道14，各组外围轨道之间相互平行；所述平移驱动机构设置在所述固定支架10的中部，所述平移驱动机构连接有过渡轨道8，并可驱动所述过渡轨道8在各组外围轨道之间运动，并与各组外围轨道之间的任一组相对接。本实施例的平移变轨系统，通过平移驱动机构平行地推动过渡轨道，可将过渡轨道的巡线机器人切换到不同的外围轨道上，可以满足三组以上的外围轨道变轨的需求，同时结构简单、紧凑，占用空间小，安装和维护方便。本实施例中所述固定支架10采用不锈钢方管及平板焊接而成，整体刚度好，变形小，适应潮湿及外观要求高的地方，可根据安装位置的不同灵活调整固定支架的形状。

所述平移驱动机构包括步进电机1、联轴器2、丝杆3、固定支座4和传动螺母6，本实施例中，所述丝杆3优选采用梯形丝杆，所述固定支座4设置在所述固定支架10上，所述丝杆3的两端分别转动支撑在所述固定支座4上，所述步进电机1安装在所述固定支架10上，且所述步进电机1通过所述联轴器2与所述丝杆3相连接，所述丝杆3上设置有传动螺母6，所述传动螺母6与所述过渡轨道8相连接。所述固定支架10上还设置有两条直线滑轨17，两条所述直线滑轨17分别设置在所述平移驱动机构的两侧，且均与所述平移驱动机构的丝杆3相互平行，两条所述直线滑轨17上分别设有一与直线滑轨滑动配合的滑块18，所述横梁7的两端分别与一所述滑块18相连接。该变轨系统还包括控制装置和行程开关9，所述行程开关9为至少两个，设置在所述固定支架10上，且每个行程开关9的位置对应一组外围轨道；所述行程开关9和所述步进电机1分别与所述控制装置相连，巡检设备在平移驱动机构的驱动下沿丝杆轴向运动，平移驱动机构驱动巡检设备移动到位后，触发极限位置的行程开关9，步进电机停止，实现平移变轨，对位精准。

在变轨过程中，用于搭载设备的过渡轨道设置在平移驱动机构的下方，巡检设备在平移驱动机构的驱动下沿丝杆3轴向运动，平移驱动机构驱动巡检设备移动到位后，触发极限位置的行程开关9，步进电机1停止，实现平移变轨，对位精准，且在变轨过程中，横梁7两端分别通过一滑块18在两条直线滑轨17上滑动，减少滑动摩擦的同时提高轴向定位。

具体地，该变轨系统还包括第一轨道调节机构，所述传动螺母6通过所述第一轨道调节机构与所述过渡轨道8相连接；所述第一轨道调节机构包括横梁7、第一螺杆12、第一撑板16、第一调节螺母21和第一锁紧螺母；所述第一撑板16为两个或两个以上，第一撑板16上设有与第一螺杆12相匹配的第一螺纹孔26，每个第一撑板16连接有一个或者一个以上的第一螺杆12；所述第一螺杆12的头部连接过渡轨道8，螺纹部依次穿过第一撑板16和横梁7后与第一调节螺母21相连接；所述第一锁紧螺母安装在所述横梁7和所述第一撑板16之间的第一螺杆12上，并将所述第一撑板压在所述过渡轨道8上，第一调节螺母的作用可以用来调节过渡轨道和横梁之间的高度，这样可以实现与不同的外围轨道之间的准确对接，适应性更好。第一锁紧螺母和第一撑板的作用是将过渡轨道牢固地固定在第一螺杆上，避免出现晃动和松动，影响设备运行的安全性和稳定性。传动螺母6通过第一轨道调节机构与过渡轨道8相连接，通过第一调节螺母21方便调整过渡轨道8的空间姿态，灵活方便，同时第一螺杆12与第一撑板16相连接，使其成为整体，提高整体刚度；配合第一锁紧螺母，将第一撑板16压在过渡轨道上，进一步提高整体稳定性。

该变轨系统还包括第二轨道调节机构，通过第二轨道调节机构调节外围轨道的位置，可以适应不同的安装空间、不同类型的巡线机器人的需求，使用灵活方便。具体地，所述固定支架10通过所述第二轨道调节机构与所述过渡轨道8相对接；所述第二轨道调节机构包括第二螺杆19、第二撑板20、第二调节螺母22和第二锁紧螺母；第二撑板20上设有与第二螺杆19相匹配的第二螺纹孔27；所述外围轨道14上设有上方开口的沿长度方向延伸的滑槽23，所述第二螺杆19的头部可滑动的卡在所述滑槽23内，方便第二螺杆19的安装；所述外围轨道14上设有与第二螺杆19相匹配的第三螺纹孔28，所述第二螺杆19的的头部连接外围轨道14，螺纹部依次穿过第二撑板20和固定支架10后与第二调节螺母22相连接，所述第二锁紧螺母安装在所述固定支架10和所述第二撑板20之间的第二螺杆19上，并将所述第二撑板20压在所述外围轨道14上，第二调节螺母22的作用可以用来调节外围轨道和固定支架之间的高度，这样可以实现与不同的过渡轨道之间的准确对接，适应性更好。第二锁紧螺母和第二撑板的作用是将外围轨道牢固地固定在第二螺杆上，避免出现晃动和松动，影响设备运行的安全性和稳定性。固定支架10通过第二轨道调节机构与过渡轨道8相对接，通过第二调节螺母22方便调整外围轨道14的空间姿态，灵活方便，同时第二螺杆19与第二撑板20相连接，使其成为整体，提高整体刚度；配合第二锁紧螺母，将第二撑板20压在外围轨道14上，进一步提高整体稳定性。

具体地，所述固定支架10上设置有至少三个与所述控制装置相连接的光电开关24，所述光电开关24沿所述过渡轨道8的长度方向设置，两端的开关分别用来确认巡检设备是否从外围轨道14进入过渡轨道8、巡检设备是否走出过渡轨道8，中间开关用来确认巡检设备是否在过渡轨道8上，确保对位精度，安全可靠。作为对本实施例的进一步优化，在过渡轨道8上贴上条形码，通过读取条形码的方式控制巡检设备停止的位置，多层防护，控制精度高，安全可靠。

具体地，所述过渡轨道8的端部设有导向柱销13，每条所述外围轨道14的端部设有与所述导向柱销13相匹配的导向缺口15；或者所述外围轨道14的端部设有导向柱销13，每条所述过渡轨道8的端部设有与所述导向柱销13相匹配的导向缺口15。有利于与外围轨道14的导向缺口对位，提高对位精度。

作为优选，在本实施例中，所述固定支架10上设置有检修底板11，所述检修底板11的两端通过螺栓(图中未示出)分别可拆卸的安装在所述固定支架10上，步进电机1、联轴器2、固定支座4安装在检修底板11上，后期维护时，将丝杆3的两端与固定支座4分离，将检修底板11的两端与固定支架10的连接螺栓拆下，即可将检修底板11拆下，并对检修底板11及检修底板11上的步进电机1、联轴器2、固定支座4进行维护检修；丝杆3易疲劳受损，需要定期维修和更换，拆下传动螺母6与横梁7的安装螺母(图中未标示)，即可将丝杆3拆下并对其进行维护检修，可拆卸性强，方便快捷，降低维修成本。

本实施例中所述巡检设备，包括管廊内各种巡检机器人，不仅限于电力巡检机器人，该变轨系统可应用于“十字”、“T字”等不同轨道中，当应用在十字和T字型的轨道的变轨操作时，将一个轨道设置为“L”形，其中，L形的一边与另一组外围轨道组平行设置，L形的另一边与另一组外围轨道相交叉，即可实现“十字”、“T字”等不同轨道的变轨。该变轨系统也可应用于医院、图书馆、超市、工业和农业生产运输等轨道式物流传输系统中。

本实用新型一种平移变轨系统的工作原理：巡检设备驶入变换轨道中间位置，巡检设备搭载在过渡轨道8上，步进电机1开始工作，所述横梁7随所述传动螺母6沿所述丝杆3轴向运动，所述横梁7的两端分别沿两条所述直线滑轨17运动，所述横梁7下方的过渡轨道8随所述横梁7沿所述丝杆3轴向运动，从而巡检设备随着过渡轨道8沿丝杆3轴向运动，当搭载有巡检设备的过渡轨道8移动到位后，触发极限位置的行程开关9，步进电机1停止，过渡轨道8与外围轨道14对接，实现轨道变换过程。在变轨过程中，通过在固定支架10的两侧设置有光电开关24，两端的光电开关24分别用来确认巡检设备是否从外围轨道14进入过渡轨道8、巡检设备是否走出过渡轨道8，中间的光电开关24用来确认巡检设备是否在过渡轨道8上，安全可靠。该变轨系统结构紧凑，占用空间小，并可满足在三根以上轨道间变轨的需求。此外变轨过程对位精度高，错位调整方便，后期维护方便。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。