一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构及方法，该结构包括可悬挂于轨道两侧的至少两组车轮组，相邻车轮组之间间隔设定的距离设置，车轮组通过主吊架进行连接，每组车轮组包括相对设置的两侧车轮和支撑梁，支撑梁与一侧的车轮通过墙板进行连接，支撑梁上部和下部分别设置第一转盘和第二转盘，支撑梁中部设有穿过两个转盘的中心轴，两个转盘之间连接有牵引杆，牵引杆通过轴承与主吊架连接，以将牵引力通过牵引杆、第一转盘、第二转盘和中心轴传递至支撑梁；通过本发明专利技术的实施，克服了电力隧道巡检机器人在隧道内拐弯半径受限的问题，这对于电力隧道巡检机器人在隧道内的广泛适应性是一个很大的飞跃。

Structure and method for improving bend adaptability of tunnel inspection robot

The invention discloses an improved structure and method of tunnel patrol robot adaptability, the structure includes at least two wheel sets can be hung on both sides of the track, the interval set distance provided between adjacent wheels, wheel group are connected by the main hanger, each wheel group comprises oppositely arranged on both sides of the wheel and the support beam support one side of the beam and the wheels are connected through the wall, the upper and lower supporting beam are respectively provided with the first rotary table and the second rotary shaft is arranged in the middle of a center support beam through two turntables, a traction rod is connected between the two turntable, the traction bar is connected with the main hanger bearing, to force through a traction rod, a first rotary table second, the turntable and the center shaft to the support beam; the embodiment of the invention, to overcome the power tunnel inspection robot in the tunnel corner radius limited It is a great leap for the wide adaptability of the power tunnel inspection robot in the tunnel.

【技术实现步骤摘要】
一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构及方法
本专利技术涉及电力隧道巡检机器人在隧道内可通过的适应性，尤其涉及一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构及方法。
技术介绍
对于轨道交通的设备，尤其对于隧道或管廊内的巡检设备。隧道内空间狭窄并迂回曲折，巡检设备在行驶过程中会不可避免的遇到弯道问题，一般隧道或管廊的水平方向的弯道半径变化较大，有的只在几米之间，甚至有直角弯，这种情况就取决于隧道的宽度，如隧道是2米宽度，则其中心线对应的转弯半径就只有1米，则对于巡检设备的轨道，其一般是安装在隧道中心线位置，则轨道弯道的极限半径就只能是1米，这对于在其上运行的设备而言是一个很大的挑战，因为凡是巡检设备的车体结构，都是具备前轮及后轮的，必然会存在前后轮距，当经过弯道时，前后轮距就会形成弧形弯道上一根弦，弦的中心与其所对应的圆弧中心就会产生一段间距，这个间距K就是车体中心在弯道上的横向偏移，这个横向偏移过大时，那么车体结构就很可能与轨道发生干涉，因为在平直轨道上行驶的车体结构件相对应轨道是存在一定距离的，当行至弯道时，由于横向偏移距离的存在，当这个距离过大时，超过了车体结构件与导轨的间距时，两者之间就会发生干涉，导致车体不能再此弯道上通过，当然，我们可以改变设计，使车体结构件与导轨间距足够大，而不至于二者形成干涉，但导轨宽度是固定的，车轮作为车体结构件的一部分，必然要在导轨的承载面的运动，当导轨弯道半径过小，或前后轮距过大时，由于前述的间距的影响，车轮会非常有可能偏离承载面，造成车体脱轨，甚至会导致严重事故。还有就是被动加大导轨在弯道处的半径，这样虽然会使横向偏移减小，却造成轨道与隧道的墙壁之间一侧的间距减小，甚至会与墙壁触碰，直接导致车体无可以通过的空间。同样因为隧道通常会有落差，尤其在隧道衔接处会有工作井的出现，使得隧道通过工作井或落差大的隧道时也不可避免的出现轨道的坡道，当坡道过于陡峭时，不仅考验车体的驱动力，也挑战了车体的通过性能，因为同样安装于车体的结构件会与导轨承载面发生干涉，尤其是对于车体经过坡道结束时的拐点时，如果车体的轮式结构之间连接位刚性结构连接时，由于重心的尚未经过拐点，则后轮与重心的作用，往往会使前轮翘起，而并未在导轨的承载面上接触，如果这时前轮不为驱动轮，影响不是太大，后轮的驱动力会使车体重心通过拐点，前轮会因重力作用落在导轨支撑面上，如果这时前轮是驱动轮，那么前轮的驱动就会形同虚设，造成动力不足，甚至前轮如果是车体唯一的驱动轮，那么车体在经过此拐点时不仅不会前进，车体还会因为没有动力而卡死，或者倒退。所以在弯道半径不可避免的小的情况下，如何提高车体在弯道上通过性能成为关键需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，第一目的是提供一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，该结构通过两个转盘的设置，可在巡检机器人转弯时，通过转盘和中心轴将牵引力传递至支撑梁，车体做相应的结构性变化，提高巡检机器人的转弯半径。本专利技术第二目的是提供一种提高道巡检机器人弯道适应性的方法，该方法通过上述结构的使用，有效提高巡检机器人的弯道适应性，提高机器人在弯道上的通过性。为了达成上述目的，本专利技术提供的技术方案：一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，隧道巡检机器人每组车轮组包括相对设置的两侧车轮和支撑梁，支撑梁与一侧的车轮通过墙板进行连接，轮组可悬挂于轨道的两侧相邻车轮组之间间隔设定的距离设置，车轮组通过主吊架进行连接，该结构包括在支撑梁上部和下部分别设置的第一转盘和第二转盘，支撑梁中部设有穿过两个转盘的中心轴，两个转盘之间连接有牵引杆，牵引杆通过轴承与主吊架连接，第一转盘与第二转盘以中心轴为轴，提供水平方向的自由度，通过牵引杆、第一转盘、第二转盘和中心轴的设置提供竖直方向上的自由度，通过这两个自由度的提供，为巡检机器人通过弯道提供了可能，其中，一个轮组为驱动轮组，该轮组通过主吊架将牵引力传递给牵引杆，牵引力通过牵引杆、第一转盘、第二转盘和中心轴传递至支撑梁，尤其是支撑梁的中心，整个机器人的车身的受力得到了合理的配置，机器人车体做出结构性变化，提高了弯道适应性。其中，两组车轮组其中一个是驱动轮组，优选方案是前轮轮组为驱动轮组。所述中心轴与支撑梁之间在支撑梁的上半段设置推力轴承与第一转盘配合，这样第一转盘就可以通过第一转盘下的推力轴承在水平方向上以中心轴为轴心自由转动，在支撑梁的下半段设置与第二转盘连接配合的水平径向轴承；这样第一转盘与第二转盘就可以以中心轴为轴，做水平方向的自由转动，并能通过中心轴有效水平定位，通过紧固件有效轴向定位。所述第一转盘与所述第二转盘之间在纵向方向通过连接杆进行连接定位；进一步地，连接杆外部套有弹性的连接杆护套，不仅保证第一转盘与第二转盘转动时的同步，还对两个转盘的转动进行限位，当上下转盘转动到一定范围，护套会触碰到支撑梁，从而实现了角度限位，这对机构具备保护意义。进一步地，连接杆设置有多个，多个连接杆设于支撑梁的两侧，并以支撑梁为界前后各两根。所述支撑梁的两侧端部各自通过轴承与墙板固定，实现将行进的阻力传导到墙板。在所述支撑梁上所述墙板内侧固定有用于限制支撑梁相对于墙板旋转角度的限位块，限位块套于支撑梁上，限位块下部呈弧形设置，且下部的宽度宽于限位块上部的宽度。所述牵引杆垂直于第一转盘设置，且牵引杆通过关节球轴承与所述的主吊架连接，关节球轴承套于牵引杆外围设置，前轮组通过关节球轴承对牵引杆进行牵引。所述推力轴承绕中心轴上下设置有两个，第一转盘设于两个推力轴承之间，第一转盘通过下部推力轴承的上盖进行定位，第一转盘的上面仓与上部推力轴承的下盖配合定位。通过下部推力轴承的设置，第一转盘与支撑梁的上平面之间设有设定的间隙。所述中心轴的法兰固定于上部推力轴承上以对第一转盘在支撑梁上方进行轴向锁紧。所述中心轴通过水平径向轴承与第二转盘连接，水平径向轴承的外圈与第二转盘配合，水平径向轴承内圈通过螺纹与中心轴固定，水平径向轴承外圈与第一转盘配合，中心轴的下半段设置螺纹，通过螺母或者其他紧固件固定水平径向轴承。本专利技术提供的第二方案是：一种隧道巡检机器人，采用所述的一种道巡检机器人弯道适应性的结构。本专利技术提供的第三方案是：一种提高道巡检机器人弯道适应性的方法，采用所述的一种道巡检机器人弯道适应性的结构。本专利技术的工作原理是：为了使电力隧道巡检机器人能在隧道内灵活自如的通过各种弯道，需要满足两个条件。通过水平弯道时，车体与导轨不能干涉；通过坡道时，尤其对于通过弧形圆顶的坡道时，由于车体重心的位置原因不能出现轮子翘起而卡死的情况。这就需要有一种既能在水平方向上有一个转动自由度，也能在竖直方向上的也有一个转动自由度的机构，即，一种二自由度的牵引机构来实现。本专利技术的结构即上述的牵引机构，当车体行进在笔直的导轨上时，除了车轮与导轨承载面在竖直方向上发生接触外，车身其它部分与导轨之间不存在干涉。这时，车轮行进方向与导轨延伸的方向是一致的，当车体行至水平弯轨与直轨相接的切点时，由于导轨延伸方向发生改变，对于前轮组而言，车轮行进方向仍在原来在直轨时的行进方向上，如果前轮组与车体的固定关系是刚性的，那么车轮依然会沿着原来直轨的行进方向前行，车轮侧面与弯轨之间必然产生干涉，这就会导致前轮组不能通过该段弯轨。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，隧道巡检机器人每组车轮组包括相对设置的两侧车轮和支撑梁，支撑梁与一侧的车轮通过墙板进行连接，其特征在于，包括在支撑梁上部和下部分别设置的第一转盘和第二转盘，支撑梁中部设有穿过两个转盘的中心轴，两个转盘之间连接有牵引杆，牵引杆通过轴承与主吊架连接，第一转盘与第二转盘以中心轴为轴，提供水平方向的自由度，通过牵引杆、第一转盘、第二转盘和中心轴的设置提供竖直方向上的自由度。

【技术特征摘要】
1.一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，隧道巡检机器人每组车轮组包括相对设置的两侧车轮和支撑梁，支撑梁与一侧的车轮通过墙板进行连接，其特征在于，包括在支撑梁上部和下部分别设置的第一转盘和第二转盘，支撑梁中部设有穿过两个转盘的中心轴，两个转盘之间连接有牵引杆，牵引杆通过轴承与主吊架连接，第一转盘与第二转盘以中心轴为轴，提供水平方向的自由度，通过牵引杆、第一转盘、第二转盘和中心轴的设置提供竖直方向上的自由度。2.如权利要求1所述的一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，其特征在于，所述中心轴与支撑梁之间在支撑梁的上半段设置推力轴承与第一转盘配合，在支撑梁的下半段设置与第二转盘连接配合的水平径向轴承。3.如权利要求1所述的一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，其特征在于，所述第一转盘与所述第二转盘之间在纵向方向通过连接杆进行连接定位；进一步地，连接杆外部套有弹性的连接杆护套；进一步地，连接杆设置有多个，多个连接杆设于支撑梁的两侧。4.如权利要求1所述的一种提高隧道巡检机器人弯道适应性的结构，其特征在于，所述支撑梁的两侧端部各自通过轴承与墙板固定。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱雷，付怀珍，杨震威，
申请(专利权)人：山东康威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37