首页 > 五金工具 专利正文
一种巡检机器人的驱动机构的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

一种巡检机器人的驱动机构的制作方法

1.本发明涉及巡检机器人技术领域,更具体地说,它涉及一种巡检机器人的驱动机构。


背景技术:

2.机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。巡检机器人种类繁多,悬挂式巡检机器人就是其中一种,适用于条件较为恶劣、人工很难操作的环境中,大大节省了人力同时提升工作效率。
3.悬挂式巡检机器人通常是悬挂在事先铺设好的轨道上,通过驱动机构在轨道上运动,现有的悬挂式巡检机器人在轨道上运动通常是采用滚轮转动从而带动悬挂式巡检机器人移动,但是,使用滚轮驱动的可靠性不高,长时间工作滚轮容易产生磨损,同时摄像头会因滚轮的抖动而不能得到清晰的图像。


技术实现要素:

4.本发明的目的是提供一种巡检机器人的驱动机构,该巡检机器人的驱动机构在运行时不会有磨损,并且运行平稳,可以使摄像头拍摄清洗的图像。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种巡检机器人的驱动机构,包括顶板,所述顶板的底部设有两个滚动支撑装置和两个侧板,两个所述侧板和两个滚动支撑装置沿顶板的中轴线处对称分布,两个所述滚动支撑装置位于两个侧板之间;两个所述侧板之前设有底板,所述底板、顶板和两个侧板之间形成空腔,所述空腔内设有通电导轨,所述通电导轨的顶部设有两个三角形导轨,两个所述三角形导轨分别位于两个滚动支撑装置的正下方;所述底板的顶部设有悬浮磁块,所述悬浮磁块位于通电导轨的正下方;两个所述侧板靠近通电导轨的侧壁均嵌设有平衡磁铁块;
6.所述底板的侧壁设有n极磁块,所述底板远离n极磁块的侧壁设有s极磁块,所述n极磁块和s极磁块沿通电导轨的长度方向分布;所述底板的两侧均设有驱动装置,所述驱动装置与n极磁块和s极磁块位于同一水平面;所述n极磁块和s极磁块位于两个驱动装置之间;
7.所述驱动装置包括驱动条和多个驱动线圈;多个所述驱动线圈均嵌设于驱动条内,且多个所述驱动线圈沿驱动条长度方向等距分布;
8.所述底板的底部设有控制箱体,所述控制箱体内设有蓄电池、控制处理器、无线传输装置和伺服电机;所述控制箱体的外侧壁设有充电口;所述伺服电机与控制箱体的内侧底部固定连接;所述控制箱体的底部设有拍摄旋转装置。
9.通过采用上述技术方案,将通电导轨设置于空腔内,且在底板的顶部设置悬浮磁块,这样当通电导轨在通电状态时,通电导轨会对悬浮磁块产生吸引力,使得整个巡检机器
人悬浮在空中,且不与通电导轨接触,达到运行时无磨损且平稳的效果;通过在两个侧板内分别嵌设一个平衡磁铁块,防止平衡磁铁块在转弯时侧板与通电导轨之间摩擦接触;通过在底板的两侧安装多个驱动线圈,通过对驱动线圈按照固定频率改变通电方向,从而达到给予巡检机器人前进的动力。
10.本发明进一步设置为:所述滚动支撑装置包括柱形筒、减震弹簧、活动挡板、支撑滚轮和支撑杆;所述柱形筒的顶部与顶板的底部固定连接,所述减震弹簧的顶部与柱形筒的内侧顶部固定连接,所述减震弹簧的底部与活动挡板的顶部固定连接,所述活动挡板的侧壁与柱形筒的内侧壁滑动连接;所述支撑杆均为类u形,所述支撑杆的顶部与活动挡板的底部固定连接;所述支撑滚轮套接于支撑杆的水平段上;所述支撑滚轮位于三角形导轨的正上方。
11.通过采用上述技术方案,通过在通电导轨的顶部固定安装两个三角形导轨,且支撑滚轮的旋转面与三角形导轨契合,当发生停电时,可以使支撑滚轮落在三角形导轨上,防止机器人直接与导轨碰撞产生磨损;通过在活动挡板的顶部固定安装减震弹簧,可以达到减震的效果。
12.本发明进一步设置为:所述拍摄旋转装置包括传动轴、旋转板、主齿轮、四个行星齿轮、四个连杆、四个摄像头、环形齿块、轴套和轴承;所述传动轴的顶部与伺服电机的输出端固定连接,所述传动轴的底部依次穿过控制箱体的底部、轴套和旋转板与主齿轮的转轴处固定连接;所述环形齿块的顶部与控制箱体的底部固定连接;所述主齿轮位于环形齿块之间;四个所述行星齿轮沿主齿轮圆弧方向等距分布,且四个所述行星齿轮同时与主齿轮和环形齿块啮合;四个所述连杆的底部与四个行星齿轮的顶部连接;四个所述连杆均与四个行星齿轮的转轴处连接;四个所述连杆的顶部均与旋转板的底部连接;所述轴套和旋转板均套接于传动轴上;所述轴套的底部与旋转板的顶部转轴处固定连接,所述轴套的顶部与轴承固定连接,所述轴承与控制箱体的底部固定连接;四个所述行星齿轮的底部转轴处分别与四个摄像头固定连接。
13.通过采用上述技术方案,将四个行星齿轮与主齿轮啮合连接,同时行星齿轮与环形齿块啮合,这样可以通过一个伺服电机带动主齿轮从而带动四个行星齿轮沿着圆弧方向移动的同时自身进行转动,可达到360
°
无死角巡检。
14.本发明进一步设置为:相邻所述摄像头的拍摄端之间的夹角为90
°

15.通过采用上述技术方案,将摄像头的拍摄端之间的夹角设置为90
°
,从而实现对巡检机器人周围的所有画面进行同时拍摄和采集,达到无死角拍摄的效果。
16.本发明进一步设置为:两个所述平衡磁铁块为同极磁铁块。
17.通过采用上述技术方案,将两个平衡磁铁块设为同极磁铁块,这样能够避免巡检机器人在弯道上侧板与通电导轨碰撞摩擦的现象发生。
18.综上所述,本发明具有以下有益效果:
19.1.将通电导轨设置于空腔内,且在底板的顶部设置悬浮磁块,这样当通电导轨在通电状态时,通电导轨会对悬浮磁块产生吸引力,使得整个巡检机器人悬浮在空中,且不与通电导轨接触,达到运行时无磨损且平稳的效果;
20.2.通过在两个侧板内分别嵌设一个平衡磁铁块,防止平衡磁铁块在转弯时侧板与通电导轨之间摩擦接触;
21.3.通过在底板的两侧安装多个驱动线圈,通过对驱动线圈按照固定频率改变通电方向,从而达到给予巡检机器人前进的动力。
附图说明
22.图1是本发明实施例中一种巡检机器人的驱动机构的正面剖视图;
23.图2是本发明实施例中一种巡检机器人的驱动机构的侧面剖视图;
24.图3是图1中a-a处的截面图;
25.图4是图1中a处的放大图。
26.图中:1、侧板;2、平衡磁铁块;3、底板;4、驱动条;5、蓄电池;6、控制处理器;7、无线传输装置;8、环形齿块;9、旋转板;10、连杆;11、主齿轮;12、传动轴;13、轴套;14、轴承;15、摄像头;16、行星齿轮;17、控制箱体;18、伺服电机;19、驱动线圈;20、悬浮磁块;21、通电导轨;22、空腔;23、顶板;24、三角形导轨;25、n极磁块;26、充电口;27、s极磁块;28、支撑滚轮;29、支撑杆;30、柱形筒;31、活动挡板;32、减震弹簧。
具体实施方式
27.以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
28.实施例:一种巡检机器人的驱动机构,如图1至图4所示,包括顶板23,顶板23的底部设有两个滚动支撑装置和两个侧板1,两个侧板1和两个滚动支撑装置沿顶板23的中轴线处对称分布,两个滚动支撑装置位于两个侧板1之间;两个侧板1之前固定安装有底板3,底板3、顶板23和两个侧板1之间形成空腔22,通电导轨21穿过空腔22,通电导轨21的顶部固定安装有两个三角形导轨24,两个三角形导轨24分别位于两个滚动支撑装置的正下方;底板3的顶部嵌设有悬浮磁块20,悬浮磁块20位于通电导轨21的正下方;两个侧板1靠近通电导轨21的侧壁均嵌设有平衡磁铁块2;
29.底板3的侧壁固定安装有n极磁块25,底板3远离n极磁块25的侧壁固定安装有s极磁块27,n极磁块25和s极磁块27沿通电导轨21的长度方向分布;底板3的两侧均安装有驱动装置,驱动装置与n极磁块25和s极磁块27位于同一水平面;n极磁块25和s极磁块27均位于两个驱动装置之间;
30.驱动装置包括驱动条4和多个驱动线圈19;多个驱动线圈19均嵌设于驱动条4内,且多个驱动线圈19沿驱动条4长度方向等距分布,相邻两个驱动线圈19的的通电方向相反;
31.底板3的底部固定安装有控制箱体17,控制箱体17内固定安装有蓄电池5、控制处理器6、无线传输装置7和伺服电机18;控制箱体17的外侧壁固定安装有充电口26;伺服电机18与控制箱体17的内侧底部固定连接;控制箱体17的底部安装有拍摄旋转装置。
32.在本实施例中,当需要使用该装置时,通过给通电导轨21通电,此时由于悬浮磁块20的作用,通电导轨21会对悬浮磁块20一个吸引力,使得整个巡检机器人处于悬浮状态,最终通电导轨21所产生的吸引力与整个巡检机器人的重力相同,这样就实现了整个巡检机器人悬浮在空中的效果;同时由于两个平衡磁铁块2为同级磁块,使得两个侧板1所受到的力相同,这样即使巡检机器人在过弯时,能防止侧板1与通电导轨21接触,减小了磨损;当整个巡检机器人悬浮在空中后,系统对所有的驱动线圈19进行通电,这里注意的是相邻两个驱动线圈19的通电方向是不同的,这样相邻两个线圈所产生的电极相反,由于在底板3的两个
相对侧壁分别固定安装了n极磁块25和s极磁块27,在驱动巡检机器人向前运行时,靠近n极磁块25的驱动线圈19所产生s极的磁场,靠近s极磁块27的驱动线圈19产生n极磁场,当以固定频率改变驱动线圈19的电流方向时,就能实现对巡检机器人驱动前进的效果;当需要巡检机器人制动时,此时靠近n极磁块25的线圈产生n极磁场,靠近s极磁块27的线圈产生s极磁场,这样就实现了对巡检机器人制动的效果;蓄电池5为巡检机器人的电性装置进行供电,同时充电口26可以连接电源线给蓄电池5进行充电。
33.滚动支撑装置包括柱形筒30、减震弹簧32、活动挡板31、支撑滚轮28和支撑杆29;柱形筒30的顶部与顶板23的底部固定连接,减震弹簧32的顶部与柱形筒30的内侧顶部固定连接,减震弹簧32的底部与活动挡板31的顶部固定连接,活动挡板31的侧壁与柱形筒30的内侧壁滑动连接;支撑杆29均为类u形,支撑杆29的顶部与活动挡板31的底部固定连接;支撑滚轮28套接于支撑杆29的水平段上;支撑滚轮28位于三角形导轨24的正上方。
34.在本实施例中,当生产线未生产时,不需要巡检机器人进行巡检,此时停止为通电导轨21通电,此时巡检机器人没有了磁力的作用,支撑滚轮28会落在三角形导轨24上,落下时支撑杆29会向上顶起活动挡板31,活动挡板31挤压减震弹簧32,减震弹簧32达到一个减震的效果,防止顶板23与通电导轨21直接碰撞接触,达到减小磨损的效果。
35.拍摄旋转装置包括传动轴12、旋转板9、主齿轮11、四个行星齿轮16、四个连杆10、四个摄像头15、环形齿块8、轴套13和轴承14;传动轴12的顶部与伺服电机18的输出端固定连接,传动轴12的底部依次穿过控制箱体17的底部、轴套13和旋转板9与主齿轮11的转轴处固定连接;环形齿块8的顶部与控制箱体17的底部固定连接;主齿轮11位于环形齿块8之间;四个行星齿轮16沿主齿轮11圆弧方向等距分布,且四个行星齿轮16同时与主齿轮11和环形齿块8啮合;四个连杆10的底部与四个行星齿轮16的顶部连接;四个连杆10均与四个行星齿轮16的转轴处连接;四个连杆10的顶部均与旋转板9的底部活动连接;轴套13和旋转板9均套接于传动轴12上;轴套13的底部与旋转板9的顶部转轴处固定连接,轴套13的顶部与轴承14固定连接,轴承14与控制箱体17的底部固定连接;四个行星齿轮16的底部转轴处分别与四个摄像头15固定连接。
36.在本实施例中,巡检机器人巡检过程中,操作者可以通过远程pc端进行摄像,需求信息通过无线传输装置7传递到控制处理器6中,控制处理器6调节伺服电机18旋转,伺服电机18带动传动轴12旋转,传动轴12带动主齿轮11旋转,由于四个行星齿轮16同时与主齿轮11和环形齿块8啮合连接,这样主齿轮11转动,会带动四个行星齿轮16绕着主齿轮11旋转,同时自身也会带动连杆10旋转,连杆10自转的同时带动旋转板9进行旋转,旋转板9再带动轴套13旋转;在拍摄过程中,每一个摄像头15拍摄角度时90
°
,操作者可以选择开启摄像头15的数量,当摄像头15全部打开时,可以360
°
无死角进行检查。
37.相邻摄像头15的拍摄端之间的夹角为90
°

38.在本实施例中,相邻摄像头15的拍摄端之间角度为90
°
,这样可以实现360
°
无死角检查。
39.两个平衡磁铁块2为同极磁铁块。
40.在本实施例中,两个平衡磁铁块2为同极磁铁块,当通电导轨21产生磁场时,会对两个平衡磁铁块2产生相反的作用力,这样就能防止巡检机器人在转弯时侧板1与通电导轨21撞击的现象发生。
41.工作原理:将通电导轨21设置于空腔22内,且在底板3的顶部设置悬浮磁块20,这样当通电导轨21在通电状态时,通电导轨21会对悬浮磁块20产生吸引力,使得整个巡检机器人悬浮在空中,且不与通电导轨21接触,达到运行时无磨损且平稳的效果;通过在两个侧板1内分别嵌设一个平衡磁铁块2,防止平衡磁铁块2在转弯时侧板1与通电导轨21之间摩擦接触;通过在底板3的两侧安装多个驱动线圈19,通过对驱动线圈19按照固定频率改变通电方向,从而达到给予巡检机器人前进的动力。
42.本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。