用于巡检机器人的驱动装置的制作方法

    技术2026-10-04  2


    本发明涉及轨道巡检机器人,具体涉及用于巡检机器人的驱动装置。


    背景技术:

    1、对例如管廊、煤矿等长距离或复杂场地的巡检工作是场地安全的基础和重要保障。由于监测项目多、线路长等原因,特别是超长管廊的环境条件恶劣、封闭性强、构造物多、通讯不便,使得以人工方式对场地状态的巡检难度大,可行性极为有限,并且也难以有效保障巡检人员的人身安全。由于巡检机器人的具有感知、决策、执行等基本特征,因此可以辅助甚至替代人类完成巡检这一危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量。

    2、现有的轨道巡检机器人系统中,巡检机器人装置一般作为一个整体在轨道上运行进行巡检。由于巡检机器人装置可能需要在某些恶劣工况下工作,例如在矿山、井下、多易燃粉尘场合等等对防爆有严格标准的场所。因此,在这类环境中,巡检机器人的驱动装置的设计应尽可能满足可靠、稳定、轻量化和防爆要求。有些应用场合由于空间狭小,需要巡检机器人的体积尽可能小。另外,有些恶劣应用环境对轨道的影响、以及轨道本身的公差、磨损等,使得驱动装置在使用期间,特别是一段时间使用后或者在载荷较大的情形下,可能会出现在运行过程中因导轮装配松动、变形或者与轨道失配等原因出现驱动装置的抖动、摆动等情形,严重影响轨道巡检机器人及其驱动装置运行的稳定性、可靠性和安全性、该驱动装置和导轮的寿命和使用安全等等,因此必须要解决这一问题。

    3、业内持续需要改进的巡检机器人的驱动装置及其防摆动机构,以尽可能减轻或者甚至消除上述技术缺陷,并持续改善巡检机器人的性能表现,以及实现其它更多的技术优势。

    4、此外,业内持续需要新型的驱动装置,例如带有新型枢转机构、轻量化设计或者其它更好性能设计的新型驱动装置,以满足和应用于更多的应用场景。

    5、本发明说明书的此背景技术部分中所包括的信息,包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论,仅出于技术参考的目的而被包括在内,并且不被认为是将限制本发明范围的主题。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述以及其他更多的构思而提出了本发明。

    2、本发明的基本构思之一在于,披露了一种用于巡检机器人的驱动装置,所述驱动装置包括:第一安装座,所述第一安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮,所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上的左右两侧,并且所述一对下导轮布置在所述轨道的底面上的左右两侧;第二安装座,所述第二安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮,所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上的左右两侧,并且所述一对下导轮布置在所述轨道的底面上的左右两侧;连接在所述第一安装座与第二安装座之间的中间连接件;安装在所述第一安装座和所述第二安装座的至少一者上的电机和与所述电机可旋转地连接的传动链轮,其中,所述电机的旋转运动驱动所述传动链轮旋转;传动链,所述传动链固定安装在所述轨道上,其中所述传动链轮与所述传动链啮合配合,从而在被驱动旋转时同所述驱动装置一起循着所述轨道运行。

    3、根据一实施例,所述第一安装座包括位于下部的主体、位于上部且在安装后位于所述轨道左右两侧的一对吊臂,其中,所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底面上的一个上导轮和一个下导轮;和

    4、所述第二安装座包括位于下部的主体、位于上部且在安装后位于所述轨道左右两侧的一对吊臂,所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底面上的一个上导轮和一个下导轮。

    5、根据一实施例,所述电机的配置选自下列选项中的一者:

    6、单个电机,所述单个电机安装在所述第一安装座或第二安装座上,并且所述传动链轮安装在相应的所述第一安装座或第二安装座上;和

    7、第一电机和第二电机,所述第一电机安装在所述第一安装座上,并且在所述第一安装座上还安装有被所述第一电机驱动旋转的第一传动链轮,并且,所述第二电机安装在所述第二安装座上,并且在所述第二安装座上还安装有被所述第二电机驱动旋转的第二传动链轮。

    8、根据一实施例,在所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有第一枢转机构和第二枢转机构,所述中间连接件的两端分别与所述第一枢转机构和第二枢转机构可枢转地直接或间接连接,使得所述中间连接件相对于所述第一安装座和所述第二安装座是可枢转的。

    9、根据一实施例,所述第一枢转机构包括位于所述第一安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第一枢轴孔,和可枢转地安装在所述第一枢轴孔内的第一枢轴;并且所述第二枢转机构包括位于所述第二安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第二枢轴孔,和可枢转地安装在所述第二枢轴孔内的第二枢轴。

    10、根据一实施例,所述第一枢转机构和所述第二枢转机构方便设置在所述第一安装座和所述第二安装座上靠近所述中间连接件的位置。枢转机构这样的设计和布置,使得可以为第一安装座和第二安装座的各自的电机(在需要时)及其驱动链轮留出足够的设计和安装空间,并且更加便于在中间连接件上吊装巡检机器人模块和/或其它部件。

    11、根据一实施例,所述第一安装座和所述第二安装座均是整体成型的;或者

    12、所述第一安装座和所述第二安装座的主体均由多块板拼接而成,并且所述第一安装座和所述第二安装座的一对吊臂均是与各自的所述主体固定连接的板状或条状吊臂。

    13、根据一实施例,所述驱动装置具有轻量化的构造,其中,在所述第一安装座和所述第二安装座的主体和吊臂上都加工有多个镂空孔;并且,所述中间连接件是加工有多个镂空孔的孔板的形式。

    14、根据一实施例,中间连接件刚性连接在不设枢转机构的第一安装座与不设枢转机构的第二安装座之间。

    15、根据一实施例,在所述电机与所述传动链轮之间还设有减速机构。

    16、根据一实施例,在所述中间连接件上安装巡检机器人或巡检机器人模块。

    17、根据一实施例,所述上导轮包括:布置成贴近所述轨道上面的左侧边沿滚动运行的一对上导轮,和布置成贴近所述轨道上面的右侧边沿滚动运行的一对上导轮。

    18、根据一实施例,所述下导轮包括:布置成贴近所述轨道下面的左侧边沿滚动运行的一对下导轮,和布置成贴近所述轨道下面的右侧边沿滚动运行的一对下导轮。

    19、根据一实施例,所述上导轮和所述下导轮安装成匹配所述轨道的轮廓,且能够分别贴近所述轨道上面和下面的两侧边沿引导并载带所述驱动装置运行。

    20、根据一实施例,所述枢轴孔内进一步设有套在所述枢轴上的推力球轴承。

    21、根据一实施例,所述传动链固定安装在在所述轨道的底面且沿着所述轨道延伸。

    22、根据一实施例,所述传动链通过铆钉或螺钉固定安装在所述轨道的底面上的中线附近位置。

    23、根据一实施例,所述轨道的横截面选自下列中的一者:方形、梯形、截头的等腰三角形、五边形、六边形和鼓形。

    24、根据一实施例,所述轨道是横截面整体上呈方形的方形轨道,所述上导轮和下导轮分别在所述方形轨道的顶面和底面上滚动运行。

    25、根据一实施例,所述导轮是带法兰的导轮,所述法兰的贴近所述轨道的那一面是斜面或者弧形面。

    26、根据一实施例,所述传动链轮经由所述减速机构可旋转地传动连接在所述电机的转轴上,而被所述电机驱动旋转。

    27、根据一实施例,所述减速机构是啮合配合的蜗轮和蜗杆,其中,所述蜗杆与所述电机的转轴传动配合,并且所述蜗轮与所述传动链轮传动配合。

    28、根据一实施例,所述巡检机器人是整体式巡检机器人,或者是包含一组机器人模块的串列式巡检机器人。

    29、根据一实施例,所述传动链轮设置在第一和/或第二安装座的主体的内侧,定位在所述轨道的下方并与固定安装在所述轨道底面的传动链啮合。

    30、根据一实施例,所述巡检机器人或巡检机器人模块中包含下列功能模块中的至少一者:照明模块、视频-热成像-音频模块、气体传感器模块、对讲模块、地面无线传感器数据收集模块、消防模块和视频-热成像镜头清洁模块。

    31、根据一实施例,所述传动链是齿形链或滚子链。

    32、根据一实施例,所述传动链的至少一部分是可侧弯的、例如可提供三维延伸自由度的链条。

    33、根据一实施例,所述传动链是循着所述轨道的长度固定安装在所述轨道上的不间断的链条。

    34、根据一实施例,所述传动链由循着所述轨道的长度无缝拼接并固定在所述轨道上的至少两段链条构成。

    35、本发明的另外一方面还披露了一种用于巡检机器人的驱动装置,所述驱动装置包括:第一安装座,所述第一安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮,所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上且位于左右两侧,并且所述一对下导轮布置在所述轨道的底面上且位于左右两侧;第二安装座,所述第二安装座上安装有一对上导轮和一对下导轮,所述一对上导轮布置在所述巡检机器人的轨道的顶面上的左右两侧,并且所述一对下导轮布置在所述轨道的底面上的左右两侧;连接在所述第一安装座与第二安装座之间的中间连接件;筒状防摆动机构,所述筒状防摆动机构安装在所述第一安装座和第二安装座中的至少一者上,并且配置成将所述第一安装座和/或所述第二安装座的下导轮保持贴近所述轨道运行,以防止所述驱动装置在循着所述轨道运行时发生摇晃或者摆动。

    36、根据一实施例,所述筒状防摆动机构包括:具有内腔的中空的外套筒;设置在所述外套筒的内腔中的一端的压力柱芯;

    37、设置在所述内腔中的另一端的螺纹柱芯,其中,所述螺纹柱芯与所述外套筒螺纹连接;和在所述内腔中以压缩弹簧力抵接在所述螺纹柱芯与所述压力柱芯之间的压缩弹簧;其中,所述压力柱芯的伸出所述外套筒的一端构造成以压缩弹簧力将所述第一安装座和/或所述第二安装座的下导轮保持贴近所述轨道运行。

    38、根据一实施例,所述压力柱芯的伸出所述外套筒的一端可旋转地安装下导轮;并且/或者,所述压力柱芯的伸出所述外套筒的一端构造成对下导轮施加压缩弹簧力,从而将所述下导轮保持贴靠/抵靠在所述轨道的对应侧面上。

    39、根据一实施例,所述压力柱芯的伸出所述外套筒的一端设有台阶,所述台阶在压缩弹簧力的作用下贴靠/抵靠在所述下导轮上。

    40、根据一实施例,所述压力柱芯和所述外套筒之间通过销子形成活销连接。

    41、根据一实施例,所述压缩弹簧是压缩螺旋弹簧,所述压缩螺旋弹簧的两端分别套在所述螺纹柱芯和所述压力柱芯的相应两端上,并且以一定的压缩弹簧力分别抵靠在该相应两端的台阶构造上。

    42、根据一实施例,所述驱动装置进一步包括:安装在所述第一安装座和所述第二安装座的至少一者上的电机和与所述电机可旋转地连接的传动链轮,其中,所述电机的旋转运动驱动所述传动链轮旋转;传动链,所述传动链固定安装在所述轨道上,其中所述传动链轮与所述传动链啮合配合,从而在被驱动旋转时同所述驱动装置一起循着所述轨道运行。

    43、根据一实施例,所述电机的配置选自下列选项中的一者:单个电机,所述单个电机安装在所述第一安装座或第二安装座上,并且所述传动链轮安装在相应的所述第一安装座或第二安装座上;第一电机和第二电机,所述第一电机安装在所述第一安装座上,并且在所述第一安装座上还安装有被所述第一电机驱动旋转的第一传动链轮,并且,所述第二电机安装在所述第二安装座上,并且在所述第二安装座上还安装有被所述第二电机驱动旋转的第二传动链轮。

    44、根据一实施例,所述筒状防摆动机构的配置选自下列选项中的一者:两个所述筒状防摆动机构,所述两个筒状防摆动机构分别安装在所述第一安装座和第二安装座上的同一侧,并且构造成对所述第一安装座和第二安装座的同一侧的两个所述下导轮分别施加压缩弹簧力;四个所述筒状防摆动机构,其中,所述四个筒状防摆动机构的其中两个分别安装在所述第一安装座和第二安装座上的一侧且构造成对所述第一安装座和第二安装座的一侧的两个所述下导轮分别施加压缩弹簧力,并且,所述四个筒状防摆动机构的另外两个分别安装在所述第一安装座和第二安装座的另一侧,并且构造成对所述第一安装座和第二安装座的另一侧的另外两个所述下导轮分别施加压缩弹簧力。

    45、根据一实施例,所述第一安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂,所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底面上的一个上导轮和一个下导轮;所述第二安装座的上部设有位于所述轨道左右两侧的一对吊臂,所述一对吊臂中的每一个吊臂上安装有上下排列且构造成分别配合在所述轨道的顶面和底面上的一个上导轮和一个下导轮。

    46、根据一实施例,在所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有第一枢转机构和第二枢转机构,所述中间连接件的两端分别与所述第一枢转机构和第二枢转机构可枢转地直接或间接连接,使得所述中间连接件相对于所述第一安装座和所述第二安装座是可枢转的。

    47、根据一实施例,所述第一枢转机构包括位于所述第一安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第一枢轴孔,和可枢转地安装在所述第一枢轴孔内的第一枢轴;并且所述第二枢转机构包括位于所述第二安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第二枢轴孔,和可枢转地安装在所述第二枢轴孔内的第二枢轴。

    48、根据一实施例,所述上导轮和下导轮都是带法兰的导轮。

    49、本发明的用于巡检机器人的驱动装置可在室外环境、矿井井下、码头运输场所、工业生产线、长距离轨道输送场合、长距离带式输送场合、防爆场合、防冻场合、防雨水场合或防尘场合中使用。

    50、本发明的更多实施例还能够实现其他未一一列出的有利技术效果,这些其他的技术效果在下文中可能有部分描述,并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本发明后是可以预期和理解的。


    技术特征:

    1.一种用于巡检机器人的驱动装置,其特征在于,所述驱动装置包括:

    2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,在所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有第一枢转机构和第二枢转机构,所述中间连接件的两端分别与所述第一枢转机构和第二枢转机构可枢转地直接或间接连接,使得所述中间连接件相对于所述第一安装座和所述第二安装座是可枢转的。

    3.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,所述第一枢转机构包括位于所述第一安装座的主体上或与之固定连接的结构件上的第一枢轴孔,和可枢转地安装在所述第一枢轴孔内的第一枢轴;并且

    4.根据权利要求3所述的驱动装置,其特征在于,所述第一枢转机构和所述第二枢转机构方便设置在所述第一安装座和所述第二安装座上靠近所述中间连接件的位置。

    5.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,

    6.根据权利要求5所述的驱动装置,其特征在于,所述第一安装座和所述第二安装座均是整体成型的;或者

    7.根据权利要求6所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动装置具有轻量化的构造,其中,在所述第一安装座和所述第二安装座的主体和吊臂上都加工有多个镂空孔;并且,所述中间连接件是加工有多个镂空孔的孔板的形式。

    8.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述电机的配置选自下列选项中的一者:

    9.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述中间连接件刚性连接在不设枢转机构的所述第一安装座与不设枢转机构的所述第二安装座之间。

    10.根据权利要求1-9中任一项所述的驱动装置,其特征在于,在所述中间连接件上安装巡检机器人或巡检机器人模块。


    技术总结
    本发明涉及一种用于巡检机器人的驱动装置,包括:第一安装座,其上安装有一对上导轮和一对下导轮,这一对上导轮布置在巡检机器人的轨道的顶面上的左右两侧,并且这一对下导轮布置在轨道的底面上的左右两侧;第二安装座,其上安装有一对上导轮和一对下导轮,这一对上导轮布置在巡检机器人的轨道的顶面上的左右两侧,并且这一对下导轮布置在轨道的底面上的左右两侧;连接在第一安装座与第二安装座之间的中间连接件;安装在第一安装座和第二安装座的至少一者上的电机和与电机可旋转地连接的传动链轮,电机的旋转运动驱动传动链轮旋转;传动链固定安装在轨道上,传动链轮与传动链啮合配合,从而在被驱动旋转时同驱动装置一起循着轨道运行。

    技术研发人员:郭力,陈升明,王磊
    受保护的技术使用者:安徽容知日新科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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