用于导轨的轮组机构的制作方法

本申请涉及机械部件，尤其涉及用于导轨的轮组机构。

背景技术：

在设置有坞口的水库中，评估和检测坞门的工作状态以及坞门的周边环境是确保水库正常工作的必要操作。然而水下的复杂生态环境给坞门的状态检测和评估带来了极大的挑战。目前，开发了一种用于坞门检测的水下机器人，以从上至下沿导轨对坞门的工作状态和周边环境进行评估和检测。该类水下机器人面临的若干挑战在于：因泥沙等细小颗粒物造成轮组机构卡死而无法正常操作；轮组机构相对于导轨固定而无法针对导轨的误差或变化进行调整；轮组机构避震效果较差。

正是为了改进上述问题而提出了本申请的用于导轨的轮组机构。

技术实现要素：

本申请提供了一种用于导轨的轮组机构，其包括：杆主体，包括轴向耦合的两根杆件，该两根杆件能够在与轴向垂直的平面内围绕旋转轴旋转；避震装置，包括位于杆件端部处的包括避震部件的避震沟槽以及轴向耦合于杆件端部的防滑滚轮；角度调整装置，包括相互耦合的两根连接杆件和一根引导杆件，其中两根连接杆件的一端分别耦合于杆主体的两根杆件，两根连接杆件的另一端共同耦合于引导杆件的沟槽内且能够在沟槽内移动，引导杆件的一端耦合于杆主体的旋转轴；以及缓冲装置，包括耦合于引导杆件端部的缓冲滚轮。

本申请的轮组机构通过杆主体、避震装置、角度调整装置以及缓冲装置的相互配合能够实现针对导轨的加工误差或变化自动调整轮组机构的伸展角度，使机器人在沿导轨的运动中保持稳定，实现防滑滚轮轴向以及缓冲滚轮径向的避震缓冲。同时，通过避震沟槽与避震滚轮的设置，能够避免因诸如泥沙之类的细小颗粒物引起的轮组机构卡死。此外，根据本申请的轮组机构还能够适用于不同尺寸的导轨，并且能够通过各种耦合方式(诸如螺栓或焊接)安装于各式工况的机械设备上以满足不同的工作要求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本公开的一实施例的轮组机构的正面视图；

图2示出了根据本公开的一实施例的轮组机构的侧面视图；

图3示出了根据本公开的一实施例的避震装置的示意图；

图4示出了根据本公开的一实施例的避震装置的受力示意图；

图5示出了根据本公开的一实施例的缓冲滚轮的示意图；

图6示出了根据本公开的一实施例的卡在导轨之间的轮组机构的示意图；

图7示出了根据本公开的一实施例的处于运动状态的轮组机构的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

参见图1，根据本申请的一实施例，提供了一种用于导轨的轮组机构100。轮组机构100包括杆主体，其由轴向耦合的两根杆件101和102组成。该两根杆件能够在与轴向垂直的平面内围绕旋转轴103旋转。轮组机构100还包括避震装置，其由位于杆主体的杆件端部处的避震沟槽104以及轴向耦合于杆件端部的防滑滚轮105组成。避震沟槽104包括避震部件，而避震部件由避震滚轮1041和弹簧液压装置1042组成。对避震部件的详细描述将在下文参考图3进行。轮组机构100还包括角度调整装置，其由相互耦合的两根连接杆件106、107和一根引导杆件108组成。两根连接杆件106和107的一端分别耦合于杆主体的两根杆件101和102。连接杆件106和107的另一端共同耦合于引导杆件108的沟槽内且能够在沟槽内移动。引导杆件108的一端耦合于杆主体的旋转轴103。轮组机构100还包括缓冲装置，包括耦合于引导杆件108端部的缓冲滚轮109。缓冲滚轮109的轴向与所述防滑滚轮105的轴向垂直，并且所述缓冲滚轮109的径向平面与所述防滑滚轮105的径向平面垂直。即，缓冲滚轮109在与防滑滚轮径向平面垂直的平面内提供缓冲，如图2的侧面视图所示。

参见图3，根据本申请的一实施例，示出了避震装置的示意图。避震装置由位于杆主体的杆件端部处的避震沟槽104以及轴向耦合于杆件端部的防滑滚轮105组成。避震沟槽104包括避震部件，而避震部件由避震滚轮1041和弹簧液压装置1042组成。在一示例中，避震沟槽104呈梯形。在一示例中，避震部件下端经由诸如螺栓之类的耦合件固定，并允许轻微转动。在一示例中，避震滚轮1041的外形与避震沟槽104的外形相似，呈梯形状。在一示例中，避震滚轮1041与避震沟槽104的内壁1043之间存在间隙。避震滚轮1041与避震沟槽104的内壁1043之间的间隙能够有效地防止避震装置在例如水下工作环境中因诸如泥沙之类的细小颗粒物造成滚轮卡死，影响轮组结构的稳定和正常工作状态。在一示例中，避震滚轮1041与避震沟槽104相对于避震滚轮1041的轴平面对称。

具体地，参见图4，避震滚轮1041与避震沟槽104被设置成相对于避震滚轮1041的轴平面对称。考虑到杆件受径向载荷，避震滚轮1041侧面与避震沟槽内壁1043形成斜面，从而能够将所受的力f分解为不同的两个方向上的力fx和fy。通过形成斜面来减小径向的力大小，保证了杆件的稳定性与安全性。由于轮组机构所需抵抗阻力较大，因而避震装置可以在轮组机构被压紧时收缩。

在一示例中，避震部件还包括弹簧液压装置1042。弹簧液压装置1042被设置成在因导轨凹凸不平而引起的阻力大小和方向变化较快，弹簧快速伸缩从而造成机构主体震动时，抑制轮组机构的震动并且转移外力，从而使轮组机构运行平稳。弹簧液压装置1042的大小和行程能够根据导轨和轮组机构的尺寸来适配。优选地，在一个示例中，避震部件的弹性行程为20cm左右。更优选地，避震部件的弹性行程为5cm左右。通过根据导轨的尺寸和轮组机构的尺寸适配弹簧液压装置1042，能够解决绝大部分情况下由导轨的加工误差或安装误差造成的不平整而导致的轮组机构运动不平稳的问题。

返回图1，轮组机构100还包括角度调整装置，其由相互耦合的两根连接杆件106、107和一根引导杆件108组成。连接杆件106和107的一端分别耦合于杆主体的两根杆件101和102。连接杆件106和107的另一端共同耦合于引导杆件108的沟槽内且能够在沟槽内移动。引导杆件108的一端耦合于杆主体的旋转轴103。在一个示例中，角度调整装置被设置成在遭遇不同尺寸的导轨时，能够通过连接杆件在引导杆件的沟槽内的移动，致使引导杆件移动，从而通过旋转轴带动杆主体旋转以引导轮组机构移动，来使轮组机构适应导轨的尺寸进行伸展度的自动调整。在一个示例中，轮组机构的尺寸、伸展度以及引导杆件内的沟槽长度被设置成根据导轨的尺寸来适配。如此，能够通过对轮组机构的大小设置、轮组机构的伸展度调整以及引导杆件内的沟槽长度的设置来使轮组机构适配于导轨尺寸，从而保证轮组机构能够卡在导轨上并且上下平稳移动。在一个示例中，轮组机构的一侧伸展角度在15°-75°。优选地，在一个示例中，轮组机构的一侧伸展角度在30°-60°。在一个示例中，轮组机构的宽度根据导轨的尺寸来适配。优选地，在一个示例中，轮组机构的宽度在0.6米-1米之间。通过根据导轨的尺寸来适配轮组机构的尺寸和伸展度，能够在绝大部分应用场景中满足相应的工作要求。

继续参考图1，轮组机构100还包括缓冲装置，其包括耦合于引导杆件108端部的缓冲滚轮109。缓冲滚轮109的轴向与所述防滑滚轮105的轴向垂直，并且所述缓冲滚轮109的径向平面与所述防滑滚轮105的径向平面垂直。大部分导轨的形状和构造被设置成围成三面，一面开口，缓冲装置被设置成承载轴向的受力和轴向的运动以维持轮组机构运动的稳定性。在一个示例中，缓冲装置的顶部为叉杆状，并设置有两个通槽1091和1092。在缓冲滚轮109的外部两侧分别设置有辅助滚轮1093-1、1093-2和弹簧1094-1、1094-2。辅助滚轮1093-1和1093-2的一端与弹簧1094-1和1094-2连接，另一端经由通槽1092耦合于缓冲滚轮109，参见图5所示。

在一个示例中，缓冲装置被设置成在与防滑滚轮径向平面垂直的平面内提供缓冲，从而避免导轨底面对轮组机构施加的压力并减小震动。在一个示例中，辅助滚轮1093-1和1093-2和缓冲滚轮109的尺寸和行程根据导轨尺寸和轮组机构的尺寸来设置。优选地，在一个示例中，辅助滚轮1093-1和1093-2和缓冲滚轮109的行程约为2-8cm。更优选地，在一个示例中，辅助滚轮1093-1和1093-2和缓冲滚轮109的行程约为4-6cm。弹簧1094-1和1094-2被设置成相对于缓冲滚轮109径向平面对称，从而增加受力强度，以在经受较大压力下在许用行程内保证轮组机构的稳定运行。

下面参见图6和图7，以坞门检测机器人为例来解说本申请的用于导轨的轮组机构的工作。坞门检测机器人的示例可以是能够从市场上购得的任何合适的坞门检测机器人，诸如能够从上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司或其他公司购得的坞门检测机器人。

参见图6，示出了根据本公开的一实施例的卡在导轨之间的轮组机构的示意图。根据本申请的用于导轨的轮组机构安装于门型机器人两端，每端分别对称放置两个用于导轨的轮组机构。在下放门型机器人之前，根据导轨的尺寸调整轮组机构的伸展角度。并且在轮组机构卡住导轨时，避震装置介入工作，缓解多余载荷。

接着参考图7，示出了根据本公开的一实施例的处于运动状态的轮组机构的示意图。通过焊接的方式将杆主体的两根杆件与门型机器人两端的钢板紧固连接。为保证安全性和稳定性，将杆主体的两根杆件设置成向内放置，防滑滚轮刚好抵住导轨底面。在一个示例中，杆主体的两根杆件由螺栓旋转机构连接，而门型机器人整体由起重机构吊住，从上到下缓慢下放门型机器人。在一个示例中，参见图7，四组轮组机构卡住导轨侧面。在坞门检测机器人的下放过程中，两侧共16个防滑滚轮受轴向压力伸缩，避震装置抑制弹簧吸震后反弹时的震荡并且吸收导轨冲击的能量从而能够让轮组机构抵抗凹凸不平的导轨表面并且运动平稳。

在一个示例中，当需要调节轮组机构的伸展宽度时，只需要调整旋转轴的松紧度即能使轮组机构固定在一个期望角度。使两侧的防滑滚轮紧挨导轨侧面，受两侧导轨侧面的压力作用，上下防滑滚轮间不会留有间隙从而达成稳定的导向功能。在一个示例中，轮组机构的左右防滑滚轮均匀受力。并且由于角度调整装置的存在，能够避免一边轮组机构发生倾斜的情况。

本申请的用于导轨的轮组机构通过杆主体、避震装置、角度调整装置以及缓冲装置的相互配合能够实现针对导轨的加工误差或变化自动调整轮组机构的伸展角度，使机器人在沿导轨的运动中保持稳定，实现防滑滚轮轴向以及缓冲滚轮径向的避震缓冲。同时，通过避震沟槽与避震滚轮的设置，能够避免因诸如泥沙之类的细小颗粒物引起的轮组机构卡死。此外，根据本申请的轮组机构还能够适用于不同尺寸的导轨，并且能够通过各种耦合方式(诸如螺栓或焊接)安装于各式工况的机械设备上以满足不同的工作要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

附图标号列表：

101-杆件

102-杆件

103-旋转轴

104-避震沟槽

105-防滑滚轮

106-连接杆件

107-连接杆件

108-引导杆件

109-缓冲滚轮

1041-避震滚轮

1042-弹簧液压装置

1043-避震沟槽内壁

1091-通槽

1092-通槽

1093-1-辅助滚轮

1093-2-辅助滚轮

1094-1-弹簧

1094-2-弹簧