一种新型巡检机器人的制作方法

本实用新型公开了一种新型巡检机器人，具体涉及了一种新型巡检机器人。

背景技术：

巡检是一种枯燥、重复性强、机械性、耗时费力和劳动密集型的工作，而巡检机器人就是替代或辅助人类进行各种巡检工作，目前已经应用在变电站、地下管廊、矿井等场所，按照工作模式可分为飞行式、轮式、接触面式和固定式，其中接触面式巡检机器人出现最早，也是技术最为成熟的一种，这类巡检机器人通常搭载了温度、湿度、烟雾、气体、雷达、声音、图像、定位等各类功能的传感器，结合专门设计的硬件结构和智能化软件系统，总体上具有图像、语音识别功能、远程传输各类数据、远程控制以及感知所处环境其他信息等功能，具有良好的使用效果。

授权公告号为cn104475405b的题为《容器及管道爬壁清理机器人》的中国实用新型专利公开了一种爬壁清理机器人，其中的履带部分设置有大量吸盘，在使用过程中，通过传动机构驱动连杆机构对吸盘施加压力，从而迫使吸盘紧贴管壁，能够在管道中爬行，由于不设置现有技术中抽负压或是抽真空的装置，因此设备体积大大减小，方便在管道中进行活动；但是，由于采用的还是传统的吸盘结构，在进行管道清理时由于表面肯定不是光洁的，附着有很多灰尘，一方面会影响吸盘的吸附效果，另一方面，这些灰尘会附着到吸盘上，影响后续的吸附过程，吸盘的脱离是随机器人履带的运动而直接拔出，因此机器人需要额外的动力来摆脱吸盘的吸引力，虽然完全采用物理方式能够减轻重量，但是为了摆脱吸盘的吸引力，动力机构的功率需要更大；相对的，现有技术中采用抽负压或是抽真空的方式不仅能够保证连接的稳定性，同时在需要脱离时，恢复吸盘中的压力即可，不会对运行产生额外的阻碍，但是相对应的设备较为复杂且质量更大，而且现有技术对大量吸盘结构的控制较为困难，我们需要吸盘在与地面接触时依次抽负压，保证运动过程中的稳定性，并在即将远离地面时主动向吸盘中冲压，减少前进过程中的阻力，但是现有技术只能将吸盘与吸负压结构一一对应，并通过控制器控制吸负压结构的运动，因此整个过程非常复杂，极大的增加了使用成本以及设备重量，并不利于推广使用，而目前还没有采用机械式方法实现上述目的的机器人。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种新型巡检机器人，其中机器人的轮能够在与地面接触时依次抽负压，保证运动过程中的稳定性，并在即将远离地面时主动向吸盘中冲压，减少前进过程中的阻力。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型巡检机器人，包括：采样终端、防滑轮，所述防滑轮安装在采样终端两侧，其结构包括：外罩、轮体、稳定机构，所述外罩套在轮体外，与轮体的转动轴连接，外罩水平的直径以下的部分被一个水平面切开，所述外罩其中一个侧面固定在采样终端侧面，外罩另一个侧面的底边中点上均设置有一个锐角等腰三角形的缺口，该缺口的定点靠近转动轴，且外罩侧面朝内的一侧设置有内凸环，所述内凸环的厚度不超过外罩侧面与轮体侧面的差值，内凸环的半径与盖板和转动轴的距离相同；

所述轮体是圆柱形的橡胶轮，轮体的轴线位置设置有转动轴，所述轮体的圆柱面上还均匀设置有若干外筒，所述外筒是轴线与轮体轴线垂直的盲管，外筒的深度小于外筒的截面半径，外筒中用于放置稳定机构，所述稳定机构朝外的端面上有吸盘，吸盘是碗装凹面。

进一步地，所述外筒中设置有固定隔板，且外筒被固定隔板分成敞口部分以及密闭部分，所述敞口部分与外界连通，所述固定隔板的几何中心上设置有连通两个部分的中心通孔，所述密闭部分的侧面通过管道从轮体的侧面与外界连通，该管道中设置有活动隔板，通过活动隔板将该管道封闭且能够在其中运动，密闭部分位于轮体侧面的通孔外设置有盖板，所述盖板能够将轮体侧面的通孔闭合，盖板通过连杆与活动隔板连接，所述连杆是一根直杆，与盖板以及活动隔板的连接方式是铰链连接。

进一步地，所述密闭部分中还设置有复位弹簧、压紧塞，所述复位弹簧一端固定在外筒的顶面，另一端固定在压紧塞的顶面，复位弹簧的轴线与外筒的轴线重合，压紧塞的顶面是一个与复位弹簧连接的平面，压紧塞的底面设置有形状与固定隔板中心通孔相同的凸起，压紧塞被复位弹簧压在固定隔板中心通孔上，将其封闭。

进一步地，所述敞口部分内还设置有内筒、活动杆，所述内筒是一端封口而另一端为敞口的圆筒，所述内筒的外径与外筒的内径相同，内筒能够在外筒中运动，内筒的封口端朝向固定隔板，内筒的顶面外还设置有顶凸，顶凸位于内筒顶面的几何中心，顶凸是截面直径小于固定隔板中心通孔的短杆，所述内筒内部的轴线位置设置有活动杆，活动杆一端与内筒顶面铰接，另一端为自由端；

进一步地，所述活动杆的自由端上固定有橡胶球。

进一步地，所述活动杆向外伸出的长度小于吸盘的高度，且吸盘与外筒连通。

本实用新型至少具有以下有益效果：

（1）防滑轮上均匀设置有稳定机构，稳定机构中的吸盘能够在与地面接触时依次抽负压，保证运动过程中的稳定性，并在即将远离地面时主动向吸盘中冲压，减少前进过程中的阻力。

（2）稳定机构中的吸盘通过机械机构来实现对吸盘抽负压或是充压脱离，结构简单，不会大幅增加设备质量，使用更加方便。

（3）通过吸盘中的活动杆来触发内筒运动，由于活动杆位于吸盘内，只有在只有在吸盘与地面接触以后才会被顶起，从而触发后续的抽负压过程，需要同时符合活动杆受压以及位于外罩的间隙两个条件才可以被触发，大大减少了误触的发生。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

附图中：

图1示意性示出了本实用新型的使用状态图；

图2示意性示出了本实用新型中防滑轮的结构示意图；

图3示意性示出了本实用新型中防滑轮的剖面结构示意图；

图4示意性示出了本实用新型中a部分的局部放大图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-采样终端；

21-外罩，211-内凸环，22-轮体，23-稳定机构，231-吸盘，232-活动杆，233-内筒，234-顶凸，235-固定隔板，236-压紧塞，237-复位弹簧，238-活动隔板，239-连杆，24-盖板，25-外筒，26-转动轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1~4所述的是一种新型巡检机器人，用于解决现有技术的管道巡检机器人的吸盘轮使用过程中吸盘不能主动与平面脱除，吸盘的脱除过程又会造成前进过程中的阻力的问题，其结构包括：采样终端、防滑轮，所述采样终端的两侧设置有防滑轮，在防滑轮上还均匀设置有外筒，外筒中用于放置稳定机构，外筒被分成敞口部分以及密闭部分，敞口部分与吸盘连通，吸盘与接触面接触，其中的气体被压入密闭部分，即将从接触面上脱除的时候，密闭部分被外罩21挤压，将气体重新充入吸盘中，吸盘中不再为负压，因此能够轻松脱除。

如图1所示，采样终端是用于采集数据分析数据的部分，根据使用目的的不同，采样终端的内部结构也各不相同，而该部分是成熟的现有技术，因此不做详细说明，在本实施例中，所述采样终端中集成有驱动装置，驱动装置的输出端与轮体的转动轴连接，并驱动其转动。

防滑轮包括：外罩21、轮体、稳定机构，所述外罩21是设置在轮体外，通过轮体的转动轴与之连接，外罩21水平的直径以下的部分被水平面切开，如图2所示，使得位于外罩21中的轮体露出，轮体的底面能够在接触面中运动，为方便描述，将外罩21水平的面称为外罩21侧面的底面，外罩21侧面底面上还设置有一个锐角等腰三角形的缺口，该锐角三角形的定点靠近转动轴，位于该缺口位置的盖板不受阻碍，可以向外展开。

需要说明的是：所述外罩21的侧面内部设置有内凸环，所述内凸环的厚度不超过外罩21侧面与轮体侧面的差值，内凸环的半径与盖板与转动轴的长度相同，使得位于外罩21内的盖板被内凸环压住而不能张开。

所述轮体是圆柱形的橡胶轮，轮体的轴线位置设置有转动轴，轮体随转动轴的转动而转动，所述轮体的圆柱面上还均匀设置有若干外筒，所述外筒是圆柱的盲管，外筒中用于放置稳定机构，通过稳定机构增加轮体的摩擦力，从而更容易进行爬坡，外筒的轴线与轮体的轴线垂直，如图3所示，外筒被固定隔板分成敞口部分以及密闭部分，所述敞口部分朝外与外界连通，所述固定隔板的几何中心上设置有连通两个部分的通孔，所述密闭部分的侧面通过管道从轮体的侧面与外界连通，该管道中设置有活动隔板，通过活动隔板将该管道封闭，保证密闭部分的封闭。

需要说明的是：在密闭部分位于轮体侧面的通孔外设置有盖板，所述盖板能够将轮体侧面的通孔闭合，盖板通过连杆与活动隔板连接，所述连杆是一根直杆，与盖板以及活动隔板的连接方式是铰链连接，在活动隔板向内运动时，盖板闭合，反之，活动隔板向外运动时，盖板展开，由于活动隔板的存在，即使盖板展开也不会将密闭部分与外界连通，活动推板的运动随密闭部分的气压变化而运动。

进一步地，所述外筒的密闭部分中还设置有复位弹簧、压紧塞，如图4所示，所述复位弹簧一端固定在外筒的顶面，另一端固定在压紧塞的顶面，复位弹簧的轴线与外筒的轴线重合，压紧塞的顶面是一个与复位弹簧连接的平面，压紧塞的顶面设置有形状与固定隔板中心通孔相同的凸起，复位弹簧处于压缩状态，通过复位弹簧将压紧塞下压，使压紧塞的底面凸起将固定隔板的中心通孔封闭，保证外筒中密闭部分的气密性。

所述敞口部分内还设置有内筒、活动杆，所述内筒是一端封口而另一端为敞口的圆筒，所述内筒的外径与外筒的内径相同，内筒能够在外筒中运动，内筒的封口端朝向固定隔板，为方便描述将内筒的封口面称为内筒的顶面，由于是筒状结构，运动过程中内筒的筒壁起到限位的作用，即使内筒顶面受到不均衡的力也可以保持运动过程中顶面的水平，而如果仅采用隔板，受力不均衡就可能导致隔板卡住而无法运动，如图3所示，内筒的顶面外还设置有顶凸，顶凸位于内筒顶面的几何中心，顶凸是截面直径小于固定隔板中心通孔的短杆，当内筒向上运动时，顶凸能够将压紧塞向上顶，由于顶凸的截面半径小于固定隔板中心通孔的孔径，因此密闭部分与敞口部分被连通；所述内筒内部的轴线位置设置有活动杆，活动杆一端与内筒顶面铰接，另一端为自由端，自由端上固定有橡胶球，避免在使用过程中刮伤接触面而影响接触面凹面的光滑度。

需要说明的是，所述内筒的顶面上设置有若干通气孔，所以内筒顶面不会阻碍气体的流动。

所述外筒的敞口端上还设置有吸盘，如图3所示，吸盘的高度高于活动杆向外伸出的长度，吸盘是碗装凹面，吸盘与外筒连通，在受到压力时会发生变形。

结合附图对本实用新型的运动过程中进行说明：

防滑轮驱动装置的带动下运动，从而带动采样终端运动，防滑轮在运动的过程中，防滑轮上的稳定机构依次与接触面的凹面接触，并随防滑轮的运动而与接触面的凹面脱离，由于防滑轮上始终有吸盘吸附在接触面内，所以能够保证运动稳定，有助于机器人进行爬坡，具体以一个稳定机构的运动过程来进行说明，轮体转动使稳定机构向下运动，盖板位于外罩21的缺口中，能够自由运动，当稳定机构的吸盘与接触面的凹面完全接触时，在自身重力的作用下，吸盘变形，原本位于吸盘中的气体被压入外筒中，使外筒中压力升高，同时，随吸盘的变形，外筒中的活动杆也受到压力而将内筒向上推动，如图3所示，顶凸向上运动将压紧塞向上顶起，外筒敞口部分的气体从顶凸与固定隔板中心通孔的缝隙中进入外筒的密闭部分，使得密闭部分的压力增大，由于此时密闭部分的压力大于大气压，活动隔板向外运动，将盖板打开。

随着轮体的运动，稳定机构将从与接触面的脱离出来，新的稳定机构以同样的方式再次与接触面连接，稳定机构从接触面上的脱离不是通过向前的作用力将其从接触面上扯出，在即将脱离时，也就是盖板首先接触到外罩21，受到外罩21上的内凸环的压力而强制闭合，由于此时，吸盘还未完全离开接触面，因此，外筒的密闭部分与敞口部分仍旧是连通的，盖板闭合将原本推入活动隔板部分的气体再次推回外筒中，此时吸盘已经经过压缩最严重的部分，开始恢复形状，增加的压力会涌入吸盘中，使吸盘中不在处于负压状态，其中的压力接近大气压，因此，能够很容易从接触面上脱离，不会造成防滑轮运动的阻碍。

综上所述，稳定机构要发挥作用，也就是吸盘中抽真空，需要同时满足两个条件，一个就是盖板要处于外罩21的缺口中，能够自由展开，另一个就是必须要将内筒向上推动，也就是挤压吸盘，所以能够有效的减少误触的发生。

经申请人反复实验，确定了外罩侧面的锐角三角形的一组优选的实施例，即：所述缺口的顶角为20~40°；所述锐角三角形过顶角的中线与垂线的夹角不超过10°。

在本实施例中，所述吸盘、采样终端、弹簧、转动轴均为成熟的现有技术，使用者可以根据具体的工况灵活选购，因此，不做详细说明。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。