巡检机器人用行走装置及巡检系统的制作方法

1.本发明涉及机器人领域，具体地，涉及一种巡检机器人用行走装置及巡检系统。


背景技术：

2.巡检机器人用于检测以输煤皮带、转运环节皮带的运输，防止皮带撕裂、跑偏、撒煤、积煤等造成重大生产事故。
3.相关技术中，矿井环境复杂，需要巡检机器人的行走机构根据轨道导线灵活调整行走角度，无法根据实际情境进行自适应调节，导致巡检机器人使用效果较差。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种灵活性高、能够根据实际情况进行调节的巡检机器人用行走装置。
6.本发明的实施例提出一种结构简单、成本低廉的巡检系统。
7.根据本发明实施例的巡检机器人用行走装置包括壳体，第一夹紧组件，所述第一夹紧组件设在所述壳体上，所述第一夹紧组件包括第一轮和第二轮，所述第一轮和所述第二轮并行间隔布置且所述第一轮和第二轮之间形成供轨道插入的第一夹紧位，所述第一轮和所述第二轮的至少一者可弹性移动以将部分所述轨道弹性夹紧在所述第一夹紧位；第二夹紧组件，所述第二夹紧组件设在所述壳体上，所述第二夹紧组件设在所述壳体上，所述第二夹紧组件包括第三轮和第四轮，所述第三轮和所述第四轮并行间隔布置且所述第三轮和所述第四轮之间形成供轨道插入的第二夹紧位，所述第三轮和所述第四轮的至少一者可弹性移动以将部分所述轨道弹性夹紧在所述第二夹紧位，所述第一轮的转动轴线和所述第三轮的转动轴线成夹角。
8.本发明实施例的巡检机器人用行走装置，通过第一夹紧组件和第二夹紧组件的设置，使得巡检机器人运行更加稳定，能够根据实际情境进行自适应调节，提高了巡检机器人的续航能力。
9.在一些实施例中，所述第一夹紧组件还包括：第一连接件，所述第一轮可转动地设在所述第一连接件的第一端；第二连接件，所述第二连接件可转动地设在所述第一连接件的第二端；第三连接件，所述第三连接件可转动地设在第一连接件上，且所述第三连接件位于所述第一轮和所述第二连接件之间，所述第三连接件通过安装板设在所述壳体上；第一弹性件，所述第一弹性件套设在所述第二连接件上，所述第一弹性件的一端与所述安装板止抵，所述第一弹性件用于在所述第一轮和所述第二轮夹紧导轨时向所述第一连接件的第二端施加弹性作用力。
10.在一些实施例中，所述第二连接件至少部分穿过所述安装板，所述第一弹性件的另一端与所述第二连接件的自由端止抵配合，所述第一弹性件具有驱动所述第二连接件的所述自由端远离所述安装板的弹性力，以便驱动所述第一轮靠近所述导轨。
11.在一些实施例中，所述第一弹性件的另一端与所述第一连接件的所述第二端止抵配合，所述第一弹性件具有驱动所述第一连接件的所述第二端靠近所述安装板的弹性力，以便驱动所述第一轮靠近所述导轨。
12.在一些实施例中，在所述第一连接件的投影面内，所述第三连接件的中心轴线在所述第一连接件内的投影与所述第一轮的中心轴线在所述第一连接件内的投影之间的的距离为l1,所述第二连接件的中心轴线在所述第一连接件内的投影与所述第三连接件的中心轴线在所述第一连接件内的投影之间的距离为l2，且l1<l2。
13.在一些实施例中，所述第二轮可转动地设在所述壳体上，且所述第一轮和所述第二轮沿所述壳体的长度方向间隔设置。
14.在一些实施例中，所述第二夹紧组件还包括：底座，所述底座安装在所述壳体上；基座，所述基座设在所述底座内，且所述基座可在所述底座内沿所述底座的高度方向移动，所述第三轮可转动地设在所述基座内；第二弹性件，所述第二弹性件一端与所述底座止抵，所述第二弹性件的另一端与所述基座止抵，所述第二弹性件用于在所述第三轮和所述第四轮夹紧导轨时对所述第三轮施加弹性作用力。
15.在一些实施例中，在所述第三轮的轴向投影面内，所述第三轮的中心轴线在所述投影面内的投影为点a，所述第四轮的中心轴线的在所述投影面内的投影为点b，所述点a与所述点b之间的连线为第一连线，所述第一连线与水平线之间的夹角为30
°‑
45
°
。
16.在一些实施例中，所述巡检机器人用行走装置还包括电机，所述电机的输出轴与所述第四轮相连，用于带动所述第四轮转动。
17.根据本发明实施例的巡检系统，包括巡检机器人；巡检机器人用行走装置，所述巡检机器人用行走装置为上述实施例中任一项所述巡检机器人用行走装置，所述巡检机器人用行走装置设在所述巡检机器人底部；轨道，所述轨道包括第一板和第二板，所述第一板和所述第二板相连，所述第一板插设在所述巡检机器人用行走装置的第一夹紧位，所述第二板插设在所述巡检机器人用行走装置的第二夹紧位。
附图说明
18.图1是本发明实施例巡检机器人用行走装置的结构示意图。
19.图2是本发明实施例巡检机器人用行走装置的第一轮的安装示意图。
20.图3是图2的俯视图。
21.图4是本发明实施例巡检机器人用行走装置的第三轮的安装示意图。
22.图5是图4的主剖视图。
23.图6是本法实施例巡检系统的结构示意图。
24.附图标记：
25.巡检机器人用行走装置100；
26.壳体1；
27.第一夹紧组件2；第一轮21；第二轮22；第一连接件23；第二连接件24；第三连接件25；第一弹性件26；第一杆27；第二杆28；第三杆29；加强板201；
28.第二夹紧组件3；第三轮31；第四轮32；底座33；基座34；第二弹性件35；
29.电机4；轨道6；第一板61；第二板62；安装板7。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.下面参考附图描述根据本发明实施例的巡检机器人用行走装置。
32.如图1
‑
5所示，根据本发明实施例的巡检机器人用行走装置，包括壳体1、第一夹紧组件2和第二夹紧组件3。
33.第一夹紧组件2设在壳体1上，第一夹紧组件2包括第一轮21和第二轮22，第一轮21和第二轮22并行间隔布置且第一轮21和第二轮22之间形成供轨道6插入的第一夹紧位，第一轮21和第二轮22的至少一者可弹性移动以将部分轨道6弹性夹紧在第一夹紧位。
34.具体地，如图1所示，第一轮21和第二轮22沿前后方向间隔设置以形成第一夹紧位，使得轨道6可插在第一加紧位上，第一轮21或第二轮22上具有可朝向轨道6移动的弹性力，以便第一轮21和第二轮22在弹性力的作用下夹紧轨道6。
35.第二夹紧组件3设在壳体1上，第二夹紧组件3设在壳体1上，第二夹紧组件3包括第三轮31和第四轮32，第三轮31和第四轮32并行间隔布置且第三轮31和第四轮32之间形成供轨道6插入的第二夹紧位，第三轮31和第四轮32的至少一者可弹性移动以将部分轨道6弹性夹紧在第二夹紧位，第一轮21的转动轴线和第三轮31的转动轴线成夹角。
36.具体地，如图1所示，第三轮31和第四轮32沿上下方向间隔设置以形成第二加紧位，使得轨道6可插在第二加紧位上，第三轮31或第四轮32上具有可朝向轨道6移动的弹性力，以便第三轮31和第四轮32在弹性力的作用下夹紧轨道6，且第一夹紧位和第二夹紧位相交且成夹角。
37.根据本发明实施例的巡检机器人用行走装置100，通过第一夹紧组件2和第二夹紧组件3的设置，使得第一夹紧组件2和第二夹紧组件3通过弹性力夹紧轨道6，不仅保证了巡检机器人运行平稳，而且巡检机器人运行中可以自适应调节，保证巡检机器人在过弯或上下坡行走时的平稳性，具有防松防跌落的作用。
38.在一些实施例中，第一夹紧组件2还包括第一连接件23、第二连接件24、第三连接件25和第一弹性件26。
39.第一轮21可转动地设在第一连接件23的第一端(如图1
‑
3所示，第一连接件23的右端)，第二连接件24可转动地设在第一连接件23的第二端(如图2
‑
3所示，第一连接件23的左端)，第三连接件25可转动地设在第一连接件23上，且第三连接件25位于第一轮21和第二连接件24之间，第三连接件25通过安装板7设在壳体1上，第一弹性件26套设在第二连接件24上，第一弹性件26的一端与安装板7止抵，第一弹性件26用于在第一轮21和第二轮22夹紧导轨时向第一连接件23的第二端施加弹性作用力。
40.具体的，如图1
‑
3所示，第一连接件23为连接板，第一轮21可转动地设在第一连接件23的右端，第二连接件24可转动地设在第一连接件23的左端，第三连接件25可转动地与第一连接件23相连且第三连接件25位于第二连接件24和第一轮21之间，安装板7设在壳体1上，第三连接件25通过螺钉或螺栓固定在安装板7上，第一弹性件26穿设在第二连接件24上，第一弹性件26与第一连接件23配合。由此，将第一连接件23和第二连接件24通过第三连接件25固定在壳体1上，第一连接件23在第一弹性件26的驱动下绕第三连接件25转动，使得第一连接件23的后端始终具有靠近安装板7的弹性力，从而带动第一轮21远离安装板7靠近
轨道6，使得第一轮21和第二轮22配合夹紧轨道6。
41.在一些实施例中，第二连接件24至少部分穿过安装板7，第一弹性件26的另一端与第二连接件24的自由端止抵配合，第一弹性件26具有驱动第二连接件24的自由端远离安装板7的弹性力，以便驱动第一轮21靠近导轨。
42.具体地，如图2所示，第二连接件24穿设在安装板7上，第二连接件24的前端设有凸缘，第一弹性件26设在安装板7和凸缘之间，第一弹性件26的一端抵在所述安装板7上，第一弹性件26的另一端抵在凸缘上，第一弹性件26处于压缩状态。由此，使得凸缘向远离安装板7的方向运动，从而带动第一轮21靠近轨道6的方向移动，使得第一轮21和第二轮22夹紧轨道6。
43.在一些实施例中，第一弹性件26的另一端与第一连接件23的第二端(如图1所述的左端)止抵配合，第一弹性件26具有驱动第一连接件23的第二端靠近安装板7的弹性力，以便驱动第一轮21靠近导轨。具体地，第一弹性件26的一端抵在安装板7上，第一弹性件26的另一端抵在第二连接件24的前端，第一弹性件26处于拉伸状态，由此，带动第二连接件24的前端靠近安装板7，从而带动第一轮21向靠近轨道6的方向移动，使得第一轮21和第二轮22夹紧轨道6。
44.在一些实施例中，第一夹紧组件2还包括第一杆27、第二杆28和第三杆29。
45.第一杆27可转动地设在第一连接件23的第一端(如图3所示，第一连接件23的右端)，第一轮21穿设在第一杆27上。第二杆28可转动地设在第一连接件23的第二端(如图3所示，第一连接件23的左端)，第二连接件24的一端与第二杆28相连。第三杆29可转动地设在第一连接件23上，且第三杆29位于第一杆27和第二杆28之间，第三连接件25的一端与第三杆29相连。
46.具体地，如图3所示，第一连接件23为两个，且两个第一连接件23沿前后方向间隔设置，第一杆27的两端通过第一轴承分别穿设在两个第一连接件23上，第一轮21固定在第一杆27上，使得第一轮21可转动的设在两个第一连接件23之间，第二杆28的两端通过第二轴承分别穿设在两个第一连接件23上，第二连接件24的一端固定在第二杆28的杆体上，第三杆29的两端通过第三轴承分别穿设在两个第三连接件25上，第三连接件25的一端固定在第三杆29的杆体上，第三连接件25的另一端固定在安装板7上。由此，使得简化了第一夹紧组件2的装配，使得第一夹紧组件2设置的更加合理。
47.在一些实施例中，第一连接件23为连接板，第二连接件24为连接杆，第三连接件25包括两个呈h状连接板，两个h状连接板并行间隔设置，h状连接板的一端设有定位部，定位部通过螺钉或螺旋固定在安装板7上，第三杆29加夹设在两个h状连接板的另一端，且通过螺钉将第三杆29和h状连接板安装起来。由此，使得第一连接件23、第二连接件24和第三连接件25设置的更加合理。
48.在一些实施例中，在第一连接件23的投影面内，第三连接件25的中心轴线在第一连接件23内的投影与第一轮21的中心轴线在第一连接件23内的投影之间的的距离为l1,第二连接件24的中心轴线在第一连接件23内的投影与第三连接件25的中心轴线在第一连接件23内的投影之间的距离为l2，且l1<l2。具体地，第一轮21与第三连接件25之间的距离大于第二连接件24与第三连接件25之间的距离，根据杠杆原理可知：动力(第一弹性件26的弹力)
×
动力臂(第一弹性件26到第二连接件24的距离)＝阻力(第一轮21对轨道6的压力)
×
阻力臂(第一轮21到第二连接件24的距离)，从而可通过缩小第一轮21与第二连接件24之间的距离，提高第一轮21对轨道6的压力。
49.在一些实施例中，第一夹紧组件2还包括加强板201，加强板201通过紧固件设在第一连接件23上，加强板201的一端与第一轮21相连，加强板201的另一端与第三连接件25相连。根据杠杆原理可知，位于第一轮21和第三连接件25之间的第一连接件23所受到的弯曲应力较大。由此，在第一轮21和第三连接件25之间加装加强板201，从而增大第一连接件23在第一轮21和第三连接件25之间抗压能力，防止第一连接件23断裂，延长了第一夹紧组件2的使用寿命。
50.在一些实施例中，第二轮22可转动地设在壳体1上，且第一轮21和第二轮22沿壳体1的长度方向(如图1所示的左右方向)间隔设置。具体地，如图1所示，第二轮22和第一轮21沿左右方向间隔设置，从而第一轮21和第二轮22在前后方向上错开，减小了第一轮21和第二轮22的安装制造难度。另外，第一轮21和第二轮22前后方向错开能够增大第一轮21和第二轮22与轨道6的摩擦力，使得巡检机器人用行走装置100运行更加稳定。
51.在一些实施例中，第二夹紧组件3还包括底座33、基座34和第二弹性件35。
52.底座33安装在壳体1上，基座34设在底座33内，且基座34可在底座33内沿底座33的高度方向(如图1所示的上下方向)移动，第三轮31可转动地设在基座34内，第二弹性件35一端与底座33止抵，第二弹性件35的另一端与基座34止抵，第二弹性件35用于在第三轮31和第四轮32夹紧导轨时对第三轮31施加弹性作用力。具体地，如图4
‑
5所示，底座33内设有多个连接杆，基座34穿设在连接杆上，基座34可沿上下方向移动，第二弹性件35穿设在连接杆上，第二弹性件35的一端抵在底座33上，第二弹性件35的另一端抵在基座34上，且第二弹性件35处于压缩状态，以使基座34朝向轨道6移动，从而使得第三轮31和第四轮32夹紧轨道6。
53.在实际应用中，巡检机器人用行走装置100需要进行爬坡，而运行的坡度一般为30
°‑
45
°
。在一些实施例中，在第三轮31的轴向投影面内，第三轮31的中心轴线在投影面内的投影为点a，第四轮32的中心轴线的在投影面内的投影为点b，点a与点b之间的连线为第一连线，第一连线与水平线之间的夹角为30
°‑
45
°
。具体地，第三轮31和第四轮32沿上下方向间隔设置，且第三轮31和第四轮32在左右方向上间隔设置，过第三轮31和第四轮32中心轴线的直线与水平线之间的夹角为30
°‑
45
°
之间，将提高了第三轮31和第四轮32对轨道6的咬合力，提高了第二夹紧组件3与轨道6的增大摩擦，防止巡检机器人在攀爬时打滑，例如：巡检机器人最大爬坡角度为35
°
，可将第一连线和水平线之间的夹角设置在35
°
，此时第二夹紧组件3对轨道6的咬合力最大，可以保证巡检机器人在攀爬时不打滑。
54.在一些实施例中，如图1所示，壳体1上设置两个第一夹紧组件2和两个第二夹紧组件3，且一个第一夹紧组件2和一个第二夹紧组件3形成第一夹紧机构设置在壳体1的右半段，另一个第一夹紧组件2和另一个第二夹紧组件3形成第二夹紧机构设置在壳体1的左半段，且第一夹紧机构和第二夹紧机构在壳体1上对称设置。由此，使得保证巡检机器人运行平稳。
55.在一些实施例中，巡检机器人用行走装置100还包括电机4，电机4的输出轴与第四轮32相连，用于带动第四轮32转动。具体地，如图1或6所示，电机4通过带传送带动第四轮32转动，从而使得第四轮32的转动带动巡检机器人在轨道6上运行。
56.如图6所示，根据本发明实施例的巡检系统包括巡检机器人、巡检机器人用行走装
置和轨道6。
57.巡检机器人用行走装置为上述实施例中任一项巡检机器人用行走装置，巡检机器人用行走装置设在巡检机器人底部。
58.轨道6包括第一板61和第二板62，第一板61和第二板62相连，第一板61插设在巡检机器人用行走装置100的第一夹紧位，第二板62插设在巡检机器人用行走装置100的第二夹紧位。具体地，如图6所示，在轨道6的横向截面内，第一板61的上端和第二板62的右端相连，且第一板61和第二板62之间的夹角为90
°
。
59.本发明人研究发现：相关技术中，轨道一般采用h型钢或工字钢，轨道6笨重且成本较高，吊装施工难度较大，采用此种轨道6的行走机构往往需要专门设置防松防跌落机构，结构复杂。
60.根据本发明实施例的巡检系统，通过轨道6和巡检机器人用行走装置100的设置，实现巡检机器人行行走时自适应摆动避障，增强了行走平稳性，延长了行走机构使用寿命。另外，第一板61和第二板62形成的轨道6相对于h型钢或工字钢的轨道6，更方便巡检机器人用行走装置100设在轨道6上兼具防掉落功能、结构简单、安装方便。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。