一种轨道机器人行走机构的制作方法

本发明涉及行走机器人领域，具体地说是一种主要用于轨道作业的机器人的行走机构。

背景技术：

目前，现有轨道机器人在轨道上行走时，多用轨道轮与轨道定位。轨道轮的一侧端面设有轮边，轨道轮的圆柱面部分与轨道的上表面贴合，轮边与轨道的内侧面卡住限位，左右两侧的轨道轮上的轮边分别将整个机器人左右方向位移量限制住。

通常是通过电机以及相应的传动组件，带动轨道轮转动，进而实现轨道机器人通过轨道轮在轨道上行走的目的。由于采用电机齿轮、齿条、皮带轮等传动结构，容易造成零件磨损，并且动力损失较大，整体在行走时较为笨重，容易不稳定，而且，传动结构与轨道存在部分的金属面接触，在行走过程中容易产生有害的火花，在一些要求高的环境场所，比如具有沼气的地下管道内则难以使用，因为产生的火花很容易引起火灾甚至爆炸。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种轨道机器人行走机构。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种轨道机器人行走机构，包括底板，所述底板内安装有无刷电机，无刷电机外套装有外滚轮，底板上以无刷电机为中心的左右两侧对称设置辅助滚轮机构；外滚轮与轨道的底部表面或顶部表面接触，辅助滚轮机构夹装在轨道的侧面，无刷电机运行带动外滚轮转动。

所述无刷电机安装在底板的中心区域。

所述辅助滚轮机构包括悬挂轮组件，该悬挂组组件包括悬挂轮和悬挂轮安装座，悬挂轮通过销轴转动安装在悬挂轮安装座上，悬挂轮安装座固定装在底板上，悬挂轮与外滚轮呈同一方向排布。

所述悬挂轮组件至少设置一个。

所述辅助滚轮机构还包括导向轮组件，该导向轮组件包括导向轮、导向块和导向座，导向座固定装在底板上，导向块与导向座安装连接，导向轮通过销轴与导向块转动安装，导向轮与悬挂轮呈垂直方向排布。

所述导向块通过导向轴与导向座转动安装，使得导向块能够相对于导向座转动。

所述导向块上安装有弹簧，该弹簧从导向轴绕过并与导向座连接，转动导向块后受到弹簧的回弹力会使该导向块具有回复弹力。

所述弹簧为扭簧，该扭簧安装在导向轴上并且两端分别卡紧在导向块、导向座上。

所述导向轮组件的数量与悬挂轮组件的数量保持相同，并且外滚轮、导向轮和悬挂轮的外表面均设为聚氨酯材料层，该外滚轮、导向轮和悬挂轮通过聚氨酯材料层与轨道接触。

所述导向座、悬挂轮安装座与底板为一体成型结构，或者导向座、悬挂轮安装座以焊接方式固定安装在底板上。

本发明以无刷电机作为动力源，直接驱动外滚轮行走，无额外的传动机构，有效减少传动磨损和能量损耗，并且利用悬挂轮组件和导向轮组件辅助夹紧轨道，另外由于不需要额外的传动装置，零件数量减少，故障率也相应的大大降低，实现更加平稳、可靠地行走。

另外，传统中的齿轮或者其它传动方式，有可能会导致产生有害的火花，而本发明中采用无刷电机外套轮直接驱动的方式，除了滚珠轴承外没有其他可活动部件，最大限度降低了产生火花的可能性，通过选用浸油轴承甚至能完全避免产生火花，安全性也更高。

附图说明

附图1为本发明立体结构示意图；

附图2和3为本发明与轨道装配后的不同视角的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如附图1-3所示，本发明揭示了一种轨道机器人行走机构，包括底板1，所述底板1内安装有无刷电机2，无刷电机2外套装有外滚轮3，底板1上以无刷电机2为中心的左右两侧对称设置辅助滚轮机构；外滚轮3与轨道4的底部表面或顶部表面接触，辅助滚轮机构夹装在轨道的侧面，无刷电机运行带动外滚轮转动，外滚轮贴着轨道底部表面或顶部表面滚动，从而实现行走目的，利用辅助滚轮机构夹着轨道侧面，从而使得行走过程更加的平稳、可靠。

所述无刷电机2安装在底板1的中心区域，从而使得整个结构更加稳定，以无刷电机为中心，在两侧对称各设置一个辅助滚轮机构。

所述辅助滚轮机构包括悬挂轮组件，该悬挂组组件包括悬挂轮51和悬挂轮安装座52，悬挂轮51通过销轴转动安装在悬挂轮安装座52上，悬挂轮安装座52固定装在底板1上，悬挂轮51与外滚轮3呈同一方向排布，即外滚轮3与悬挂轮52朝向同一个方向滚动，沿着轨道的长度行走方向滚动。在本实施例中，悬挂轮组件设置两个，分别位于无刷电机的前后侧，无刷电机位于两个悬挂轮组件的中间区域，从而保证悬挂更加平稳。利用悬挂轮，使得整体能够悬挂住，同时也与外滚轮匹配，形成上下的导向压力。

此外，辅助滚轮机构还包括导向轮组件，该导向轮组件包括导向轮61、导向块62和导向座63，导向座63固定装在底板1上，导向块62与导向座63安装连接，导向轮61通过销轴与导向块62转动安装，导向轮61与悬挂轮61呈垂直方向排布。

所述导向块62通过导向轴64与导向座63转动安装，使得导向块能够相对于导向座转动，通过转动导向块，从而达到调整导向轮的角度，方便机器与轨道的安装。

而且，导向块62上安装有弹簧65，该弹簧65从导向轴64绕过并与导向座63连接，转动导向块后受到弹簧的回弹力会使该导向块具有回复弹力。弹簧为扭簧，该扭簧安装在导向轴上并且两端分别卡紧在导向块、导向座上。通过设置可转动并具有回弹力的导向块，在装配时，先将导向块向外转动，然后方便安装，装配好后，导向块受到弹簧的回弹力，紧紧的抵顶着轨道侧边，形成稳固的抵压，进一步保证整体的稳定性。再者，导向轮设在悬挂轮的外侧。

导向轮组件的数量与悬挂轮组件的数量保持相同，在本实施例中，在一个辅助滚轮机构中，分别设有两个悬挂轮和两个导向轮，排布方式为，两个导向轮位于最外侧，两个悬挂轮位于两个导向轮间，无刷电机位于两个悬挂轮间。

并且外滚轮、导向轮和悬挂轮的外表面均设为聚氨酯材料层，该外滚轮、导向轮和悬挂轮通过聚氨酯材料层与轨道接触。由于与轨道接触的面为聚氨酯材料层，避免了直接的金属面接触，杜绝了行走过程中火花的产生，从而更进一步的保证了安全性和可靠性。

所述导向座、悬挂轮安装座与底板为一体成型结构，或者导向座、悬挂轮安装座以焊接方式固定安装在底板上，具体的装配结构，可以根据实际需要和需求，进行灵活的选择设定。

本发明以机器人悬挂在轨道底面为例进行说明。

将施加外力将导向块向外转动打开，然后使无刷电机两侧的辅助滚轮机构分别位于轨道两侧。卡入轨道后，放开导向块，导向块受到弹簧的回弹力回复，从而使得导向轮抵顶着轨道侧边，形成对轨道的夹紧，保证整体的稳定性。由于是利用导向轮抵顶着轨道侧边，从而不会影响整体的移动，移动时导向轮也沿着轨道侧边转动，起到辅助行走的作用。同时，悬挂轮从上压着轨道底部上表面，无刷电机的外滚轮则顶着轨道底部下表面，无刷电机运行时直接带动外滚轮转动，不需要设置额外的传动机构，有效减少了部件磨损和降低能量损耗。外滚轮贴着轨道底部下表面转动，产生滚动力，行走时带动悬挂轮和导向轮一起转动，从而使得机器人整体移动，平稳性好，可靠性高，不易损坏，故障率低。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。