一种基于同步带驱动的正立式轨道巡检机器人的制作方法

本发明涉及轨道巡检机器人机械结构技术领域，具体地说是一种结构简单、与轨道固定稳固、不发生偏移、运行负载大、稳定性高的基于同步带驱动的正立式轨道巡检机器人。

背景技术：

众所周知，巡检机器人集机电液一体化设备与一身，能在计算机的控制下完成多种巡检作业，它们的作用是替代或辅助人类进行各种巡检工作，目前已被广泛应用在多个领域，例如：变电站、地下管廊、矿井和监狱等地方，显示出了巨大的应用前景。我国学者已经对巡检机器人做了许多的研究，巡检机器人可以采用多种结构模式运行，主要分为：飞行式、轮式、轨道式和固定式。轨道式巡检机器人相对于其他机构模式的机器人具有运行平稳，运行载荷大，反应迅速等优点，被广泛应用。

目前，大部分轨道巡检机器人均为倒吊在轨道上运行，其中存在的一个重要的问题是驱动和辅助机器人运行的支撑轮仅支撑在轨道的翼板上，如果突然受到猛烈的横向力，会使机器人左右摆动损坏机器人，并且机器人的所有重量全部作用在这几个轮上，从而会要求轮与机体的连接处抗拉性能非常好，这就对材料性能提出了很高的要求，同时也限制了机器人的重量，使机器人能携带的设备数量有限。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、与轨道固定稳固、不发生偏移、运行负载大、稳定性高的基于同步带驱动的正立式轨道巡检机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于同步带驱动的正立式轨道巡检机器人，设有机架，其特征在于所述的机架上设有主驱动组件、从驱动组件和夹持组件，所述的主驱动组件由驱动电机、电机座、主同步带轮、从同步带轮、同步带、主动轮支架、主动轴、主动轮组成，所述的驱动电机经电机座与机架上方相连接，所述的驱动电机的输出轴与主同步带轮相连接，所述的主同步带轮的正下方的机架上设有同步带穿过孔，所述的机架下方设有主动轴，主动轴经主动轮支架与机架相连接，所述的主动轴的端部设有从同步带轮，所述的从同步带轮设在主同步带轮的正下方，主同步带轮经同步带与从同步带轮相连接，所述的主动轴上设有主动轮，通过驱动电机带动主同步带轮转动，进而经同步带带动从同步带轮转动，继而实现主动轴带动主动轮转动，所述的主驱动组件的侧面设有从驱动组件，所述的从驱动组件由支撑架、从动轮、从动轴组成，所述的支撑架分别设在机架下方的两侧，支撑架之间设有与主动轴相平行的从动轴，从动轴的两端与支撑架的侧面固定连接，所述的从动轴经轴承与从动轮相连接，所述的主驱动组件和从驱动组件的下方分别设有夹持组件，所述的夹持组件由左右夹持件和上下夹持件组成，所述的左右夹持件由u型支撑轮架、支撑轮、连接轴组成，所述的u型支撑轮架由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架分别对称的设在机架下方两侧的支撑架上，所述的u型支撑轮架的横臂与支撑架固定连接，所述的u型支撑轮架的竖臂之间设有连接轴，连接轴的两端分别与u型支撑轮架固定连接，所述的连接轴上经轴承与支撑轮相连接，所述的支撑轮轴线呈上下方向，所述的上下夹持组件设在左右夹持组件的前后方向上，所述的上下夹持组件由支撑轮、u型支撑轮架、连接轴、扭簧和铰轴组成，所述的u型支撑轮架由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架的横臂上设有轴孔，所述的轴孔内设有铰轴，所述的铰轴的一端固定在第二支撑架上，铰轴的另一端穿过u型支撑轮架的轴孔经螺母固定，所述的铰轴与u型支撑轮架的轴孔之间设有扭簧，扭簧的一端与铰轴相连接，扭簧的另一端与u型支撑轮架相连接，所述的u型支撑轮架的竖臂之间设有连接轴，连接轴的两端分别与u型支撑轮架相连接，连接轴上经轴承与支撑轮相连接，所述的支撑轮轴线呈左右方向，通过扭簧作用将左右夹持组件中的支撑轮始终有朝向上方的作用力进而实现夹紧。

本发明所述的从驱动组件中的支撑架的上端经连接板相连接，所述的连接板的中部设有转动轴，转动轴的上端穿过机架与机架固定连接，转动轴的下端与连接板经轴承转动连接，实现从驱动组件与机架之间相互转动。

本发明所述的主驱动组件下方的夹持组件经支撑架与机架相连接，通过支撑架实现夹持组件的固定。

本发明所述的机架的上方设有框架，框架的后侧设有机械臂，机械臂上设有传感器安装座，传感器安装座的一端与机械臂相连接，传感器安装座上连接传感器，通过传感器探测空间。

本发明所述的框架的上方设有摄像头，通过摄像头获取图像。

本发明所述的框架的前侧设有天线安装座和天线，天线安装座与框架相连接，天线设在天线安装座上，通过天线将传感器探测的数据及摄像头拍摄的图像传送给终端。

本发明所述的机架上方设有电池座，电池座内设有电池，通过电池实现供电。

本发明由于所述的机架上设有主驱动组件、从驱动组件和夹持组件，所述的主驱动组件由驱动电机、电机座、主同步带轮、从同步带轮、同步带、主动轮支架、主动轴、主动轮组成，所述的驱动电机经电机座与机架上方相连接，所述的驱动电机的输出轴与主同步带轮相连接，所述的主同步带轮的正下方的机架上设有同步带穿过孔，所述的机架下方设有主动轴，主动轴经主动轮支架与机架相连接，所述的主动轴的端部设有从同步带轮，所述的从同步带轮设在主同步带轮的正下方，主同步带轮经同步带与从同步带轮相连接，所述的主动轴上设有主动轮，通过驱动电机带动主同步带轮转动，进而经同步带带动从同步带轮转动，继而实现主动轴带动主动轮转动，所述的主驱动组件的侧面设有从驱动组件，所述的从驱动组件由支撑架、从动轮、从动轴组成，所述的支撑架分别设在机架下方的两侧，支撑架之间设有与主动轴相平行的从动轴，从动轴的两端与支撑架的侧面固定连接，所述的从动轴经轴承与从动轮相连接，所述的主驱动组件和从驱动组件的下方分别设有夹持组件，所述的夹持组件由左右夹持件和上下夹持件组成，所述的左右夹持件由u型支撑轮架、支撑轮、连接轴组成，所述的u型支撑轮架由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架分别对称的设在机架下方两侧的支撑架上，所述的u型支撑轮架的横臂与支撑架固定连接，所述的u型支撑轮架的竖臂之间设有连接轴，连接轴的两端分别与u型支撑轮架固定连接，所述的连接轴上经轴承与支撑轮相连接，所述的支撑轮轴线呈上下方向，所述的上下夹持组件设在左右夹持组件的前后方向上，所述的上下夹持组件由支撑轮、u型支撑轮架、连接轴、扭簧和铰轴组成，所述的u型支撑轮架由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架的横臂上设有轴孔，所述的轴孔内设有铰轴，所述的铰轴的一端固定在第二支撑架上，铰轴的另一端穿过u型支撑轮架的轴孔经螺母固定，所述的铰轴与u型支撑轮架的轴孔之间设有扭簧，扭簧的一端与铰轴相连接，扭簧的另一端与u型支撑轮架相连接，所述的u型支撑轮架的竖臂之间设有连接轴，连接轴的两端分别与u型支撑轮架相连接，连接轴上经轴承与支撑轮相连接，所述的支撑轮轴线呈左右方向，通过扭簧作用将左右夹持组件中的支撑轮始终有朝向上方的作用力进而实现夹紧，所述的从驱动组件中的支撑架的上端经连接板相连接，所述的连接板的中部设有转动轴，转动轴的上端穿过机架与机架固定连接，转动轴的下端与连接板经轴承转动连接，实现从驱动组件与机架之间相互转动，所述的主驱动组件下方的夹持组件经支撑架与机架相连接，通过支撑架实现夹持组件的固定，所述的机架的上方设有框架，框架的后侧设有机械臂，机械臂上设有传感器安装座，传感器安装座的一端与机械臂相连接，传感器安装座上连接传感器，通过传感器探测空间，所述的框架的上方设有摄像头，通过摄像头获取图像，所述的框架的前侧设有天线安装座和天线，天线安装座与框架相连接，天线设在天线安装座上，通过天线将传感器探测的数据及摄像头拍摄的图像传送给终端，所述的机架上方设有电池座，电池座内设有电池，通过电池实现供电，具有结构简单、与轨道固定稳固、不发生偏移、运行负载大、稳定性高等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中夹持组件的结构示意图。

图3是本发明带有传感器的结构示意图。

图4是本发明中带有摄像头和天线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种基于同步带驱动的正立式轨道巡检机器人，设有机架1，其特征在于所述的机架1上设有主驱动组件、从驱动组件和夹持组件，所述的主驱动组件由驱动电机2、电机座3、主同步带轮4、从同步带轮5、同步带6、主动轮支架7、主动轴8、主动轮9组成，所述的驱动电机2经电机座3与机架1上方相连接，所述的驱动电机2的输出轴与主同步带轮4相连接，所述的主同步带轮4的正下方的机架1上设有同步带6穿过孔，所述的机架1下方设有主动轴8，主动轴8经主动轮9支架7与机架1相连接，所述的主动轴8的端部设有从同步带6轮5，所述的从同步带6轮5设在主同步带轮4的正下方，主同步带轮4经同步带6与从同步带6轮5相连接，所述的主动轴8上设有主动轮9，通过驱动电机2带动主同步带轮4转动，进而经同步带6带动从同步带6轮5转动，继而实现主动轴8带动主动轮9转动，所述的主驱动组件的侧面设有从驱动组件，所述的从驱动组件由第一支撑架10、从动轮11、从动轴12组成，所述的第一支撑架10分别设在机架1下方的两侧，第一支撑架10之间设有与主动轴8相平行的从动轴12，从动轴12的两端与第一支撑架10的侧面固定连接，所述的从动轴12经轴承与从动轮11相连接，所述的主驱动组件和从驱动组件的下方分别设有夹持组件，所述的夹持组件由左右夹持件和上下夹持件组成，所述的左右夹持件由u型支撑轮架13、支撑轮14、连接轴15组成，所述的u型支撑轮架13由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架13分别对称的设在机架1下方两侧的第一支撑架10或第二支撑架18上，所述的u型支撑轮架13的横臂与第一支撑架10或第二支撑架18固定连接，所述的u型支撑轮架13的竖臂之间设有连接轴15，连接轴15的两端分别与u型支撑轮架13固定连接，所述的连接轴15上经轴承与支撑轮14相连接，所述的支撑轮14轴线呈上下方向，所述的上下夹持组件设在左右夹持组件的前后方向上，所述的上下夹持组件由支撑轮14、u型支撑轮架13、连接轴15、扭簧16和铰轴17组成，所述的u型支撑轮架13由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架13的横臂上设有轴孔，所述的轴孔内设有铰轴17，所述的铰轴17的一端固定在第二支撑架18或第一支撑架10上，铰轴17的另一端穿过u型支撑轮架13的轴孔经螺母固定，所述的铰轴17与u型支撑轮架13的轴孔之间设有扭簧16，扭簧16的一端与铰轴17相连接，扭簧16的另一端与u型支撑轮架13相连接，所述的u型支撑轮架13的竖臂之间设有连接轴15，连接轴15的两端分别与u型支撑轮架13相连接，连接轴15上经轴承与支撑轮14相连接，所述的支撑轮14轴线呈左右方向，通过扭簧16作用将左右夹持组件中的支撑轮14始终有朝向上方的作用力进而实现夹紧，所述的从驱动组件中的第一支撑架10的上端经连接板29相连接，所述的连接板29的中部设有转动轴28，转动轴28的上端穿过机架1与机架1经螺母30和压板31固定连接，转动轴28的下端与连接板29经轴承转动连接，实现从驱动组件与机架1之间相互转动，所述的主驱动组件下方的夹持组件经第二支撑架18与机架1相连接，通过第二支撑架18实现夹持组件的固定，所述的机架1的上方设有框架19，框架19的后侧设有机械臂20，机械臂20上设有传感器安装座21，传感器安装座21的一端与机械臂20相连接，传感器安装座21上连接传感器22，通过传感器22探测空间，所述的框架19的上方设有摄像头23，通过摄像头23获取图像，所述的框架19的前侧设有天线安装座24和天线25，天线安装座24与框架19相连接，天线25设在天线安装座24上，通过天线25将传感器22探测的数据及摄像头23拍摄的图像传送给终端，所述的机架1上方设有电池座26，电池座26内设有电池27，通过电池27实现供电。

本发明在使用时，由于扭簧16的作用，使前后两组夹持组件中的支撑轮14紧紧的夹持在主动轮9和从动轮11正下方的翼板上，并通过另外两组水平安装的支撑轮14压在轨道的腹板上，可以使机器人稳稳的固定在轨道上，机器人仅能沿着轨道运动，电机通过同步带6驱动主动轮9，使机器人向前运动，当遇到弯道时，由于从驱动组件可以沿着机架1转动，从而在进入弯道时，从驱动组件转动，进而将机器人引导入弯道内行进，在机器人运行过程中，安装在机器人上的机械臂20摆动，并且传感器安装座21通过机械臂20上的舵机控制可以自身旋转，使传感器22可以更有效地探测到机器人所在范围内的空间，借助于机器人上的天线25，可以将传感器22探测数据及摄像头23的图像传送到终端，所述的轴线呈上下方向的支撑轮14之间的距离为腹板的厚度，防止左右晃动，通过主动轮9、从动轮11和支撑轮14共同作用，使轨道巡检机器人固定在轨道上，这样既限制了轨道巡检机器人的上下运动，也限制了机器人的左右偏移，并且使支撑轮14处于受压状态，由于支撑轮14的作用，使机器人紧紧的夹持在轨道上，这使得轨道巡检机器人具有运行负载大，与轨道固定牢靠，受不同方向的力也能保持稳定等优点，本发明由于所述的机架1上设有主驱动组件、从驱动组件和夹持组件，所述的主驱动组件由驱动电机2、电机座3、主同步带轮4、从同步带6轮5、同步带6、主动轮9支架7、主动轴8、主动轮9组成，所述的驱动电机2经电机座3与机架1上方相连接，所述的驱动电机2的输出轴与主同步带轮4相连接，所述的主同步带轮4的正下方的机架1上设有同步带6穿过孔，所述的机架1下方设有主动轴8，主动轴8经主动轮9支架7与机架1相连接，所述的主动轴8的端部设有从同步带6轮5，所述的从同步带6轮5设在主同步带轮4的正下方，主同步带轮4经同步带6与从同步带6轮5相连接，所述的主动轴8上设有主动轮9，通过驱动电机2带动主同步带轮4转动，进而经同步带6带动从同步带6轮5转动，继而实现主动轴8带动主动轮9转动，所述的主驱动组件的侧面设有从驱动组件，所述的从驱动组件由第一支撑架10、从动轮11、从动轴12组成，所述的第一支撑架10分别设在机架1下方的两侧，第一支撑架10之间设有与主动轴8相平行的从动轴12，从动轴12的两端与第一支撑架10的侧面固定连接，所述的从动轴12经轴承与从动轮11相连接，所述的主驱动组件和从驱动组件的下方分别设有夹持组件，所述的夹持组件由左右夹持件和上下夹持件组成，所述的左右夹持件由u型支撑轮架13、支撑轮14、连接轴15组成，所述的u型支撑轮架13由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架13分别对称的设在机架1下方两侧的第一支撑架10或第二支撑架18上，所述的u型支撑轮架13的横臂与第一支撑架10或第二支撑架18固定连接，所述的u型支撑轮架13的竖臂之间设有连接轴15，连接轴15的两端分别与u型支撑轮架13固定连接，所述的连接轴15上经轴承与支撑轮14相连接，所述的支撑轮14轴线呈上下方向，所述的上下夹持组件设在左右夹持组件的前后方向上，所述的上下夹持组件由支撑轮14、u型支撑轮架13、连接轴15、扭簧16和铰轴17组成，所述的u型支撑轮架13由横臂和竖臂组成，所述的u型支撑轮架13的横臂上设有轴孔，所述的轴孔内设有铰轴17，所述的铰轴17的一端固定在第二支撑架18或第一支撑架10上，铰轴17的另一端穿过u型支撑轮架13的轴孔经螺母固定，所述的铰轴17与u型支撑轮架13的轴孔之间设有扭簧16，扭簧16的一端与铰轴17相连接，扭簧16的另一端与u型支撑轮架13相连接，所述的u型支撑轮架13的竖臂之间设有连接轴15，连接轴15的两端分别与u型支撑轮架13相连接，连接轴15上经轴承与支撑轮14相连接，所述的支撑轮14轴线呈左右方向，通过扭簧16作用将左右夹持组件中的支撑轮14始终有朝向上方的作用力进而实现夹紧，所述的从驱动组件中的第一支撑架10的上端经连接板29相连接，所述的连接板29的中部设有转动轴28，转动轴28的上端穿过机架1与机架1固定连接，转动轴28的下端与连接板29经轴承转动连接，实现从驱动组件与机架1之间相互转动，所述的主驱动组件下方的夹持组件经第二支撑架18与机架1相连接，通过第二支撑架18实现夹持组件的固定，所述的机架1的上方设有框架19，框架19的后侧设有机械臂20，机械臂20上设有传感器安装座21，传感器安装座21的一端与机械臂20相连接，传感器安装座21上连接传感器22，通过传感器22探测空间，所述的框架19的上方设有摄像头23，通过摄像头23获取图像，所述的框架19的前侧设有天线安装座24和天线25，天线安装座24与框架19相连接，天线25设在天线安装座24上，通过天线25将传感器22探测的数据及摄像头23拍摄的图像传送给终端，所述的机架1上方设有电池座26，电池座26内设有电池27，通过电池27实现供电，具有结构简单、与轨道固定稳固、不发生偏移、运行负载大、稳定性高等优点。