一种全天候在轨轨道智能清洁机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全天候在轨轨道智能清洁机器人，包括轨道机器人移动载体、轨道脱离与列车避让机构、异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块，轨道脱离与列车避让机构为两套，分别设置在轨道机器人本体的一侧的前部和后部，异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块均安装在轨道机器人移动载体上。本实用新型专利技术的全天候在轨轨道智能清洁机器人能实现对铁路轨道垃圾清理、回收功能，实现对轨道周围的异物判别并驱离功能，同时实现机器人与列车的并行运行工作，提高机器人轨道清洁效率，降低铁路运营成本，提高列车运行安全。

An all-weather intelligent cleaning robot on orbit

The utility model relates to an all-weather intelligent cleaning robot for on-track, which comprises a moving carrier of the orbital robot, an orbital detachment and train avoidance mechanism, a foreign body cleaning and garbage collection device, a sensor fusion module, a control and energy module, and two sets of orbital detachment and train avoidance mechanisms, which are respectively arranged on the orbital machine. The front and rear parts of one side of the robot body, foreign body cleaning and garbage collection device, sensor fusion module, control and energy module are installed on the mobile carrier of the orbital robot. The all-weather intelligent track cleaning robot of the utility model can realize the functions of cleaning and recycling the railway track garbage, distinguish the foreign bodies around the track and drive away the foreign bodies, simultaneously realize the parallel operation of the robot and the train, improve the track cleaning efficiency of the robot, reduce the railway operation cost and improve the train. Operation safety.

【技术实现步骤摘要】
一种全天候在轨轨道智能清洁机器人
本技术属于机器人领域，具体涉及一种全天候在轨轨道智能清洁机器人。
技术介绍
当今世界铁路建设步伐逐步加快，大量高铁线路拔地而起并成片联网运营，随着人们对出现时间须缩短的需求，高铁或动车组速度在不断提升，然而列车及乘客面临的风险也越来越大，包括铁路轨道上的垃圾、异物甚至入侵至铁路防护网内部的人类或动物等。基于上述异物入侵的危害，国家铁路部和有关部门非常重视铁路运行安全工作，因此在铁路两侧安装防护网来阻止外部异物入侵，同时在一定距离的间隔处设置监视棚等安排工作人员定时巡逻，起到了良好的效果，使得铁路异物入侵的数量逐年减少，但这样会浪费大量人力和物力。针对轨道垃圾及异物等问题，国家已作出相关措施，例如清洁工定期定量清理，但是效果并不明显。原因主要来自客观因素：有些垃圾来自防护网外部，受到风、雨等自然因素的影响，垃圾易进入防护网内部的铁路轨道上，列车经过时会将垃圾卷入铁车车轮中，轻则对列车造成运动阻力，增加能耗；重则会对列车轮系产生抱紧风险，使车轮与轨道之间的滚动摩擦变为滑动摩擦，损伤车轮和轨道，若严重时甚至可发生倾覆的风险。另外，垃圾进入列车轮系系统既不没美观，并且清理也极为困难。而且清理轨道不仅浪费大量财力和无力，另外清理工人进入轨道清理垃圾也存在较大风险。针对上述问题，现有技术方案总结如下：使用人工遥控装置的轨道机器人实现轨道清洁等功能，例如专利号200710084854.2的专利技术专利；具备通讯及联网功能的轨道机器人，例如专利号201310142871.2的专利技术专利；轨道信息参数采集机器人，例如专利号201310143275.6的专利技术专利；供电线检测机器人，例如专利号201510916656.2、201410107239.9的专利技术专利；轨道探伤检测机器人，例如专利号201610297460.4的专利技术专利；轨道清洗机器人，例如专利号201610499913.1的专利技术专利。但是总结来讲，当前现有铁路轨道机器人功能极为有限，主要侧重某一方面的性能。并且，当前现有技术中，机器人只能运行在轨道上，这样需要考虑与列车之间的调度问题，即：机器人必须始终工作在列车前方或跟随在列车后方，这样不仅对机器人运动速度提出要求，并且对机器人的续航能力提出苛刻要求，给轨道机器人实际应用带来很大挑战。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种对铁路轨道垃圾清理、回收，对轨道周围的异物判别并驱离，同时实现机器人与列并行运行工作，轨道清洁效率高，铁路运营成本低的全天候在轨轨道智能清洁机器人。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全天候在轨轨道智能清洁机器人，包括轨道机器人移动载体、轨道脱离与列车避让机构、异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块，轨道脱离与列车避让机构为两套，分别设置在轨道机器人本体的一侧的前部和后部，异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块均安装在轨道机器人移动载体上。机器人移动载体包括轨道机器人本体、轮组行走部件、行走驱动部件，轨道机器人本体外形为框架结构，上部为平板结构，轨道机器人本体底部设置有轮组行走部件，内部设置有行走驱动部件，轮组行走部件为车轮和轮轴结构，数量为四套，行走驱动部件的驱动电机包含四套，轮组行走部件分别对称安装在轨道机器人本体的两侧前、后位置处，轮组行走部件的轮轴分别连接行走驱动部件中的驱动电机。每套轨道脱离与列车避让机构包括本体位移滑台、横向支撑旋转臂、垂向支撑摆动臂、轨道夹具，本体位移滑台包括滑台本体、滑台驱动电机、滑块，滑台本体为直线滑台结构，底部安装在轨道上方的轨道机器人本体的侧面，滑台驱动电机为驱动电机，安装固定在滑台本体上，滑台驱动电机通过同步带结构与滑块连接，滑块为平板结构，安装固定在与滑台驱动电机连接的同步带上。横向支撑旋转臂包括横向首段支撑臂、横向中段旋转电机、横向末段支撑臂，横向首段支撑臂为圆柱结构，横向设置，首端固定在滑块上，末端连接并固定横向中段旋转电机，横向中段旋转电机横向设置，横向中段旋转电机的转轴连接横向首段支撑臂，横向中段旋转电机的壳体安装固定在横向末段支撑臂的首端，横向末段支撑臂横向设置，为圆柱结构，横向末段支撑臂的末端连接固定垂向首段支撑臂的首端。垂向支撑摆动臂包括垂向首段支撑臂、垂向中段摆动电机、垂向末段支撑臂，垂向首段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向首段支撑臂的首端与横向末段支撑臂的末端通过直角支架固定并连接，垂向首段支撑臂的尾部连接固定垂向中段摆动电机的壳体，垂向中段摆动电机为舵机结构，垂向中段摆动电机的转轴连接垂向末段支撑臂的首端，垂向末段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向末段支撑臂的末端连接固定轨道夹具。具体地，所述轨道夹具包括轨道夹具位移电机、位移滑台、轨道夹板，轨道夹具位移电机数量为两个，带伸缩结构，对称固定在位移滑台两端的下侧，两个轨道夹具位移电机的转轴相对放置，位移滑台为长条平板结构，下端设置有滑槽，滑槽上设置有轨道夹板，位移滑台上端连接固定垂向支撑摆动臂的末端，轨道夹板为平板结构，数量为两个，轨道夹板上端设置有凸耳，与位移滑台下端的滑槽配合，轨道夹板左右对称布置，能在位移滑台中滑槽内的滑动，两个轨道夹板分别连接两个轨道夹具位移电机的转轴。具体地，所述异物清理与垃圾回收装置包括垃圾清理与异物清障机构、垃圾回收装置，垃圾清理与异物清障机构包括五自由度机械臂、机械爪、垃圾清洁擦，五自由度机械臂底部安装固定在轨道机器人本体的前端，五自由度机械臂的顶部连接有机械爪，五自由度机械臂、机械爪均连接主控制模块，垃圾清洁擦外形为“∏”状，由三边组成，能套接在轨道上，且垃圾清洁擦的每条边内部设置有清洁毛刷，垃圾清洁擦后端设置有垃圾和灰尘集结口，集结口连接导流管的首端，垃圾清洁擦安装固定在五自由度机械臂末端的后侧，与机械爪前后并行设置；垃圾回收装置包括垃圾存储箱、涡轮风扇、导流管，垃圾存储箱为方形中空结构，安装固定在轨道机器人本体上，涡轮风扇为吸风装置，涡轮风扇的进风口连接导流管末端，涡轮风扇的出风口连接垃圾存储箱的入口。具体地，所述传感器融合模块包括异物入侵识别机构、环境参数采集模块，异物入侵识别机构为双目视觉摄像机，通过支架安装固定在轨道机器人本体的前端两侧，异物入侵识别机构连接主控制模块；环境参数采集模块包括列车到达信号检测传感器、列车离开信号检测传感器，列车到达信号检测传感器、列车离开信号检测传感器均为震动传感器和激光传感器组合矩阵模块，列车到达信号检测传感器安装在轨道机器人本体的前端，列车离开信号检测传感器安装在轨道机器人本体的后端，列车到达信号检测传感器、列车离开信号检测传感器均连接主控制模块。具体地，所述控制与能源模块包括控制与通讯模块、能源存储装置、能源获取装置、执行机构驱动模块。控制与通讯模块包括主控制模块、无线通讯模块，主控制模块为处理器，是整套轨道智能清洁机器人的控制中心，主控制模块设置在轨道机器人本体内部，连接无线通讯模块、能源存储装置、执行机构驱动模块，无线通讯模块设置在所轨道机器人本体内部，包括无线接收模块和无线发射模块，无线通讯模块中的无线接收模块和无线发射模块均连接主控制模块。能源存储装置包括锂离子供电电池、应急供电电源，锂离子供电电池为锂离子电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全天候在轨轨道智能清洁机器人，其特征在于，包括轨道机器人移动载体、轨道脱离与列车避让机构、异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块，轨道脱离与列车避让机构为两套，分别设置在轨道机器人本体的一侧的前部和后部，异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块均安装在轨道机器人移动载体上；机器人移动载体包括轨道机器人本体、轮组行走部件、行走驱动部件，轨道机器人本体外形为框架结构，上部为平板结构，轨道机器人本体底部设置有轮组行走部件，内部设置有行走驱动部件，轮组行走部件为车轮和轮轴结构，数量为四套，行走驱动部件的驱动电机包含四套，轮组行走部件分别对称安装在轨道机器人本体的两侧前、后位置处，轮组行走部件的轮轴分别连接行走驱动部件中的驱动电机；每套轨道脱离与列车避让机构包括本体位移滑台、横向支撑旋转臂、垂向支撑摆动臂、轨道夹具，本体位移滑台包括滑台本体、滑台驱动电机、滑块，滑台本体为直线滑台结构，底部安装在轨道上方的轨道机器人本体的侧面，滑台驱动电机为驱动电机，安装固定在滑台本体上，滑台驱动电机通过同步带结构与滑块连接，滑块为平板结构，安装固定在与滑台驱动电机连接的同步带上；横向支撑旋转臂包括横向首段支撑臂、横向中段旋转电机、横向末段支撑臂，横向首段支撑臂为圆柱结构，横向设置，首端固定在滑块上，末端连接并固定横向中段旋转电机，横向中段旋转电机横向设置，横向中段旋转电机的转轴连接横向首段支撑臂，横向中段旋转电机的壳体安装固定在横向末段支撑臂的首端，横向末段支撑臂横向设置，为圆柱结构，横向末段支撑臂的末端连接固定垂向首段支撑臂的首端；垂向支撑摆动臂包括垂向首段支撑臂、垂向中段摆动电机、垂向末段支撑臂，垂向首段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向首段支撑臂的首端与横向末段支撑臂的末端通过直角支架固定并连接，垂向首段支撑臂的尾部连接固定垂向中段摆动电机的壳体，垂向中段摆动电机为舵机结构，垂向中段摆动电机的转轴连接垂向末段支撑臂的首端，垂向末段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向末段支撑臂的末端连接固定轨道夹具。...

【技术特征摘要】
1.一种全天候在轨轨道智能清洁机器人，其特征在于，包括轨道机器人移动载体、轨道脱离与列车避让机构、异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块，轨道脱离与列车避让机构为两套，分别设置在轨道机器人本体的一侧的前部和后部，异物清理与垃圾回收装置、传感器融合模块、控制与能源模块均安装在轨道机器人移动载体上；机器人移动载体包括轨道机器人本体、轮组行走部件、行走驱动部件，轨道机器人本体外形为框架结构，上部为平板结构，轨道机器人本体底部设置有轮组行走部件，内部设置有行走驱动部件，轮组行走部件为车轮和轮轴结构，数量为四套，行走驱动部件的驱动电机包含四套，轮组行走部件分别对称安装在轨道机器人本体的两侧前、后位置处，轮组行走部件的轮轴分别连接行走驱动部件中的驱动电机；每套轨道脱离与列车避让机构包括本体位移滑台、横向支撑旋转臂、垂向支撑摆动臂、轨道夹具，本体位移滑台包括滑台本体、滑台驱动电机、滑块，滑台本体为直线滑台结构，底部安装在轨道上方的轨道机器人本体的侧面，滑台驱动电机为驱动电机，安装固定在滑台本体上，滑台驱动电机通过同步带结构与滑块连接，滑块为平板结构，安装固定在与滑台驱动电机连接的同步带上；横向支撑旋转臂包括横向首段支撑臂、横向中段旋转电机、横向末段支撑臂，横向首段支撑臂为圆柱结构，横向设置，首端固定在滑块上，末端连接并固定横向中段旋转电机，横向中段旋转电机横向设置，横向中段旋转电机的转轴连接横向首段支撑臂，横向中段旋转电机的壳体安装固定在横向末段支撑臂的首端，横向末段支撑臂横向设置，为圆柱结构，横向末段支撑臂的末端连接固定垂向首段支撑臂的首端；垂向支撑摆动臂包括垂向首段支撑臂、垂向中段摆动电机、垂向末段支撑臂，垂向首段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向首段支撑臂的首端与横向末段支撑臂的末端通过直角支架固定并连接，垂向首段支撑臂的尾部连接固定垂向中段摆动电机的壳体，垂向中段摆动电机为舵机结构，垂向中段摆动电机的转轴连接垂向末段支撑臂的首端，垂向末段支撑臂为圆柱结构，垂向设置，垂向末段支撑臂的末端连接固定轨道夹具。2.如权利要求1所述的全天候在轨轨道智能清洁机器人，其特征在于，所述轨道夹具包括轨道夹具位移电机、位移滑台、轨道夹板，轨道夹具位移电机数量为两个，带伸缩结构，对称固定在位移滑台两端的下侧，两个轨道夹具位移电机的转轴相对放置，位移滑台为长条平板结构，下端设置有滑槽，滑槽上设置有轨道夹板，位移滑台上端连接固定垂向支撑摆动臂的末端，轨道夹板为平板结构，数量为两个，轨道夹板上端设置有凸耳，与位移滑台下端的滑槽配合，轨道夹板左右对称布置，能在位移滑台中滑槽内的滑动，两个轨道夹板分别连接两个轨道夹具位移电机的转轴。3.如权利要求1所述的全天候在轨轨道智能清洁机器人，其特征在于，所述异物清理与垃圾回收装置包括垃圾清理与异物清障机构、垃圾回收装置，垃圾清理与异物清障机构包括五自由度机械臂、机械爪、垃圾清洁...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子诏，
申请(专利权)人：宋子诏，
类型：新型
国别省市：山东,37