一种管廊巡检机器人移动机构制造技术

本发明专利技术属于机械自动化工程技术领域，具体地说是一种管廊巡检机器人移动机构。包括电机驱动单元及四组履带行走模块，四组履带行走模块环绕连接成方形结构、且依次传动连接，电机驱动单元设置于任意一履带行走模块上、用于驱动四组履带行走模块行走，四组履带行走模块的行走方向相同。本发明专利技术在上下左右四个端面均安装有同向运动的履带，有效的避免了机器人在城市管廊中由于地面环境造成的侧翻卡死现象发生，任意面着地后均可以前进或后退。

【技术实现步骤摘要】
一种管廊巡检机器人移动机构
本专利技术属于机械自动化工程
，具体地说是一种管廊巡检机器人移动机构。
技术介绍
城市综合管廊建设可有效改变“天空蜘蛛网之困、马路拉链之苦”，促进城市空间集约化利用。截止到2015年底，我国已建和在建综合管廊长度达1600公里；2016年，完成综合管廊开工建设2005公里，2017年，完成综合管廊开工建设2006公里；按照当时的发展规划，一直到“十三五”末每年将以近2000公里的规模发展，最终，我国城市综合管廊长度将超过10000公里的规模，成为名副其实的城市综合管廊超级大国。城市综合管廊日常巡检仍以目测为主、仪器测量为辅，巡检过程存在危险性高、精度低等问题。随着综合管廊建设规模快速增长，运维管理人员的极度缺口给综合管廊运维管理工作带来巨大困难。因此，针对城市综合管廊运维状况，亟需提出一种综合管廊新型运维模式，重点解决综合管廊运行状态未能完全可控的迫切问题。目前，国内外已经有一些科研单位和产业公司提出利用机器人代替人工开展综合管廊巡检作业，构建综合管廊机器人巡检系统，在综合管廊运维方面起到了一定作用。但是，该类系统目前仍存在问题：一、机器人体积大，占用了综合管廊宝贵的截面空间；二、机器人环境适应性差、难以跨越地面障碍和克服侧翻风险。因此必须设计适应城市管廊环境的模块化移动机构，兼具小型化与高环境适应性特点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种管廊巡检机器人移动机构，该移动机构结构简单，设计小巧、环境适应能力强。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，包括电机驱动单元及四组履带行走模块，四组履带行走模块环绕连接成方形结构、且依次传动连接，所述电机驱动单元设置于四组履带行走模块前端的前侧板上、且与其中一履带行走模块连接，用于驱动四组履带行走模块沿相同方向行走。四组所述履带行走模块结构相同，均包括主传动链单元、次级传动链单元及运动履带单元，其中主传动链单元通过次级传动链单元与运动履带单元连接，所述电机驱动单元与其中一所述履带行走模块中的主传动链单元连接，其余三个所述履带行走模块中的主传动链单元依次传动连接，四组所述履带行走模块中的运动履带单元依次铰接，形成方形体结构。所述运动履带单元包括第一履带轮轴、运动履带、第二履带轮轴及两个连接板，其中两个连接板平行设置、且一端通过第一履带轮轴连接，另一端通过第二履带轮轴连接，所述第一履带轮轴和第二履带轮轴相互平行、且均可转动，所述第一履带轮轴和第二履带轮轴通过分别位于所述次级传动链单元两侧的两组运动履带传动连接。所述第一履带轮轴的两端分别设有两个第一履带轮，所述第二履带轮轴的两端分别设有两个第二履带轮，两组所述运动履带分别与相对应的第一履带轮和第二履带轮传动连接。相邻两个所述履带行走模块通过两个连接板铰接。所述主传动链单元包括齿轮轴、锥齿轮及带轮架，其中带轮架与所述第一履带轮轴可转动地连接，所述齿轮轴可转动地安装在带轮架上、且与所述第一履带轮轴平行，所述齿轮轴的两端分别设有锥齿轮，两个锥齿轮与两侧的所述履带行走模块传动连接或其中一锥齿轮与所述电机驱动单元连接，所述次级传动链单元连接在所述齿轮轴和第一履带轮轴之间。所述次级传动链单元包括主动皮带轮、第一被动带轮、传动皮带及第二被动带轮，其中主动皮带轮套设于所述齿轮轴上，所述第一被动带轮可转动地设置于所述带轮架上、且轴线与所述齿轮轴平行，所述第二被动带轮套设于所述第一履带轮轴上，所述传动皮带依次与所述主动皮带轮、第一被动带轮和第二被动带轮传动连接。所述第一被动带轮位于所述第一履带轮轴的上方。相邻两个所述履带行走模块中的第一履带轮轴相互垂直。所述管廊巡检机器人移动机构为多组、且首尾依次通过连接关节连接。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术设计的管廊巡检机器人移动机构模块在上下左右四个端面均安装有同向运动的履带，有效的避免了机器人在城市管廊中由于地面环境造成的侧翻卡死现象发生，任意面着地后均可以前进或后退。2.本专利技术驱动简单，采用单一电机作为运动来源，通过主次两级传动链的设计，依次带动四面履带运动，充分减少可电机的安布，从而压缩模块体积与重量。3.本专利技术采用皮带作为次级传动链，皮带在模块遇到障碍时起到履带作用，可以充分提升模块的越障高度，从而提高模块的环境适应性。4.本专利技术设计结构紧凑，次级传动链轮轴与履带轮轴共用，次级传动皮带作为模块越障履带，同时采用欠驱动设计有效减少了电机的数量。5.本专利技术充分采用模块化设计思想，单元及模块具有很好的互换性，首先模块同构化，可任意连接更换，其次，每个端面的主传动链、次级传动链与履带采用模块化设计，可以整体替换。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术端面的传动结构示意图；图3为本专利技术中履带行走模块的结构示意图；图4为本专利技术克服侧翻状态的示意图；图5为本专利技术中两节移动模块通过连接关节组成机器人的结构示意图；图6为本专利技术两节模块机器人的越障状态示意图；图7为本专利技术两节模块机器人的转弯状态示意图。其中：1为电机驱动单元，2为第一主传动链单元，3为第一次级传动链单元，4为第一运动履带单元，5为第二运动履带单元，6为第二次级传动链单元，7为第二主传动链单元，8为第三运动履带单元，9为第三次级传动链单元，10为第三主传动链单元，11为第四主传动链单元，12为第四次级传动链单元，13为第四运动履带单元，14为齿轮轴，15为主动皮带轮，16为锥齿轮，17为带轮架，18为第一被动带轮,19为传动皮带，20为第二被动带轮，21为第一履带轮,22为第一履带轮轴，23为运动履带，24为第二履带轮，25为第二履带轮轴，26为安装架，27为连接板，100为第一移动机构，200为连接关节，300为第二移动机构，I为第一履带行走模块，Ⅱ为第二履带行走模块，Ⅲ为第三履带行走模块，Ⅳ为第四履带行走模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1-2所示，本专利技术提供的一种管廊巡检机器人移动机构，包括电机驱动单元1及四组履带行走模块，四组履带行走模块环绕连接成方形结构、且依次传动连接，电机驱动单元1设置于四组履带行走模块前端的前侧板上、且与其中一履带行走模块连接，用于驱动四组履带行走模块沿相同方向行走。四组履带行走模块分别为第一履带行走模块I、第二履带行走模块Ⅱ、第三履带行走模块Ⅲ及第四履带行走模块Ⅳ。四组履带行走模块结构相同，均包括主传动链单元、次级传动链单元及运动履带单元，其中主传动链单元通过次级传动链单元与运动履带单元连接，电机驱动单元1与其中一履带行走模块中的主传动链单元连接，其余三个履带行走模块中的主传动链单元依次传动连接，四组履带行走模块中的运动履带单元依次铰接，形成方形体结构。其中，第一履带行走模块I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，包括电机驱动单元(1)及四组履带行走模块，四组履带行走模块环绕连接成方形结构、且依次传动连接，所述电机驱动单元(1)设置于四组履带行走模块前端的前侧板上、且与其中一履带行走模块连接，用于驱动四组履带行走模块沿相同方向行走。/n

【技术特征摘要】
1.一种管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，包括电机驱动单元(1)及四组履带行走模块，四组履带行走模块环绕连接成方形结构、且依次传动连接，所述电机驱动单元(1)设置于四组履带行走模块前端的前侧板上、且与其中一履带行走模块连接，用于驱动四组履带行走模块沿相同方向行走。


2.根据权利要求1所述的管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，四组所述履带行走模块结构相同，均包括主传动链单元、次级传动链单元及运动履带单元，其中主传动链单元通过次级传动链单元与运动履带单元连接，所述电机驱动单元(1)与其中一所述履带行走模块中的主传动链单元连接，其余三个所述履带行走模块中的主传动链单元依次传动连接，四组所述履带行走模块中的运动履带单元依次铰接，形成方形体结构。


3.根据权利要求2所述的管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，所述运动履带单元包括第一履带轮轴(22)、运动履带(23)、第二履带轮轴(25)及两个连接板(27)，其中两个连接板(27)平行设置、且一端通过第一履带轮轴(22)连接，另一端通过第二履带轮轴(25)连接，所述第一履带轮轴(22)和第二履带轮轴(25)相互平行、且均可转动，所述第一履带轮轴(22)和第二履带轮轴(25)通过分别位于所述次级传动链单元两侧的两组运动履带(23)传动连接。


4.根据权利要求3所述的管廊巡检机器人移动机构，其特征在于，所述第一履带轮轴(22)的两端分别设有两个第一履带轮(21)，所述第二履带轮轴(25)的两端分别设有两个第二履带轮(24)，两组所述运动履带(23)分别与相对应的第一履带轮(21)和第二履带轮(24)传动连接。


5.根据权利要求3所述的管廊巡检机器人移动机构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋屹峰，王洪光，吕鹏，景风仁，傅博，姜勇，凌烈，朱俊鹏，袁兵兵，秦基伟，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21