一种管廊巡检机器人用驱动轮、巡检底座及巡检系统技术方案

本发明专利技术属于管廊巡检技术领域，具体涉及一种管廊巡检机器人用驱动轮、巡检底座及巡检系统。所述驱动轮包括包括轮轴以及同轴布置于轮轴上的轮体，轮体包括主动齿轮以及摩擦轮，所述主动齿轮与摩擦轮彼此同轴且同速转动；从而可避免轨道式的管廊巡检机器人在爬坡或下坡过程中出现打滑甚至溜车状况，以实现操作可控的管廊安全巡检功能。本发明专利技术的另一个目的在于提供一种基于上述驱动轮的巡检底座，以进一步的确保轨道式的管廊巡检机器人在爬坡或下坡过程中的行进稳定性和可靠性；本发明专利技术的同时还提供了一种巡检系统，可为轨道式的管廊巡检机器人的长时间的持续无人工作提供基础的硬件平台。

【技术实现步骤摘要】
一种管廊巡检机器人用驱动轮、巡检底座及巡检系统
本专利技术属于管廊巡检
，具体涉及一种管廊巡检机器人用驱动轮、巡检底座及巡检系统。
技术介绍
城市地下管道综合管廊，也即在城市地下建造的一个隧道空间，以便于将电力、通信、给排水、燃气和市政等各种管线集中在一起，方便有关部门实施统一规划、设计、建设和管理，具有占用城市空间小和有效改善市容的优点。对城市地下管道综合管廊进行安全巡检是保证其可靠稳定运行的重要举措；传统的的安全巡检方法是人工巡检法，即由巡检人员进入管廊内采用目测的方式进行巡检，并人工记录巡检成果，显然存在工作环境危险、巡视成果具有主观性和巡检效率低等问题。随着技术的日益进步，目前逐步采用机器人代替人工进行管廊的安全巡检工作。目前的巡检机器人大多为履带式和轨道式两种：履带式巡检机器人虽然越障能力强，但是行动缓慢且结构复杂，难以在狭窄隧道内有效转弯，无法满足快速巡检的需求；轨道式的管廊巡检机器人使用相对更为广泛。然而，由于管廊起伏多变，经常有上下坡道，故行走轨道通常随着管廊坡度的起伏变化而变化；目前的轨道式的管廊巡检机器人由于驱动轮为常规滚轮或槽轮结构，容易造成驱动轮与行走轨道摩擦系数过小，进而导致在爬坡或下坡过程中出现打滑状况，影响正常巡检，严重时甚至还会造成溜车事故，从而给管廊的日常安全巡检工作带来巨大困扰。
技术实现思路
本专利技术的其中目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理的管廊巡检机器人用驱动轮，可在确保爬坡动力的同时，避免轨道式的管廊巡检机器人在爬坡或下坡过程中出现打滑甚至溜车状况，从而实现操作可控的管廊安全巡检功能；本专利技术的另一个目的在于提供一种基于上述驱动轮的巡检底座，以进一步的确保轨道式的管廊巡检机器人在爬坡或下坡过程中的行进稳定性和可靠性；本专利技术的同时还提供了一种巡检系统，可为轨道式的管廊巡检机器人的长时间的持续无人工作提供基础的硬件平台，从而有效提升管廊巡检机器人的的实际工作效率。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种管廊巡检机器人用驱动轮，包括轮轴以及同轴布置于轮轴上的轮体，其特征在于：所述轮体包括与行走轨道处齿条间构成轮齿啮合配合的主动齿轮以及与齿条旁侧处轨面间构成面抵靠式摩擦配合的摩擦轮，所述主动齿轮与摩擦轮彼此同轴且同速转动。优选的，所述摩擦轮为两组且对称分置于主动齿轮两侧；紧固螺钉轴向的依序贯穿各摩擦轮及主动齿轮处预设的同轴安装孔后，再与紧固螺母间构成螺纹配合关系，从而将摩擦轮与主动齿轮压紧形成一体式结构。优选的，一体式结构的摩擦轮与主动齿轮再通过键连接配合于轮轴上，轮轴两端布置用于限位摩擦轮与主动齿轮产生轴向动作的卡箍。优选的，所述摩擦轮包括轮毂以及包覆于轮毂外周处的外胎层。优选的，一种应用所述驱动轮的巡检底座，包括用于固定巡检摄像头的外壳体；其特征在于：外壳体处布置由上而下的压在行走轨道的上轨面处的行走轮，以及由下而上的顶在行走轨道的下轨面处的所述驱动轮；所述驱动轮通过动力组件提供驱动力，且依靠弹簧升降组件提供由下而上的抵压力；所述弹簧升降组件包括位于外壳体内的活动板，活动板上板面处布置固定支架，固定支架上回转配合所述驱动轮；活动板下板面与外壳体内壁底面之间布置可驱动活动板产生铅垂向弹性升降动作的压缩弹簧组；动力组件一体固定于所述活动板上。优选的，所述动力组件包括彼此间构成动力配合的动力电机及减速机，减速机的输出轴处同轴布置电机齿轮，驱动轮轮轴处同轴布置驱动齿轮，所述驱动齿轮与电机齿轮间通过双数的传动齿轮来传递动力；各电机齿轮、传动齿轮及驱动齿轮彼此轴线平行，且所述驱动齿轮与电机齿轮同传动比，各传动齿轮间同传动比。优选的，活动板的一侧处布置板面铅垂的齿轮组仓，所述齿轮组仓的腔体内对应各电机齿轮、传动齿轮及驱动齿轮而布置容纳腔；齿轮组仓仓口处盖覆有齿轮组盖。优选的，所述固定支架包括与活动板上板面间构成贴合配合的压板，压板上布置两组彼此板面平行的竖向支耳，竖向支耳上回转配合所述驱动轮。优选的，一种应用所述巡检底座的巡检系统，其特征在于：本巡检系统还包括用于给巡检底座充电的充电箱，所述充电箱固定于行走轨道处巡检底座的行程起点或终点处；所述充电箱的朝向巡检底座的外壳体的一面布置充电头，从而与外壳体的相应面处布置的充电口间构成电连接配合。优选的，所述充电箱内布置电动推杆，电动推杆的顶端布置充电头，充电箱的箱壁处开设有可供充电头通行的避让孔；当外壳体与充电箱之间距离小于或等于电动推杆的最大行程时，电动推杆作伸缩动作从而将充电头从避让孔处伸出并配合于充电口处。本专利技术的有益效果在于：1)、基于现有的巡检机器人，本专利技术提供了一种动力轮构造，实际使用时，或主动齿轮与摩擦轮为一体结构，或两者通过不同动力部件驱动，只需能满足主动齿轮与摩擦轮彼此同轴同速即可。这样，一方面，利用摩擦轮相对行走轨道的相抵式的摩擦配合，从而利用摩擦轮与行走轨道轨面间的摩擦力，来确保整个巡检车也即巡检机器人沿行走轨道的有效行进功能。另一方面，采用同速转动的主动齿轮相对行走轨道处的齿条的同步带式配合或者说齿轮齿条配合，从而利用两者间的咬合性，即使出现摩擦轮的打滑状况，也能通过主动齿轮的啮合来确保整个巡检车稳定爬坡甚至下坡功能。此外，由于主动齿轮与齿条间的同步带配合，因此，整个巡检车的行进速度的可操控性也非常高，行走稳定性亦可得到有效提升。综上，本专利技术结构紧凑而合理，可避免轨道式的管廊巡检机器人在爬坡或下坡过程中出现打滑甚至溜车状况，从而实现操作可控的管廊安全巡检功能。2)、实际操作时，摩擦轮与主动齿轮的相对布置位置及数目，可依据现场状况而酌情设定，只需满足前述的“主动齿轮与摩擦轮彼此同轴同速”的限定即可。本专利技术优选采用两组摩擦轮分置在一组主动齿轮两侧的结构；这样，使用时，齿条及主动齿轮会位于巡检车的行进路径的正中间，齿条安装更便捷，巡检车的行进导向上也更为方便。通过紧固螺钉搭配紧固螺母，可将摩擦轮与主动齿轮轴向拉紧并形成一体式结构。之后，一体式结构的摩擦轮与主动齿轮再通过键连接及卡箍限位的方式来实现相对轮轴的固定效果，其装配极为简单便捷。3)、对于摩擦轮而言，本专利技术优选使用轮毂搭配外胎层的组装式轮体；采用上述组装式轮体，一方面可根据现场状况，而酌情选择指定材料的外胎层，以保证相对行走轨道的最优化的摩擦力传递效果；另一方面，由于外胎层与行走轨道间为压紧式的摩擦配合，因此外胎层必然存在运动磨损状况，可更换及拆装的外胎层显然可使得驱动轮的整体使用寿命及操作灵活度能得到有效提升。4)、在上述驱动轮的结构基础上，本专利技术还提供了一种巡检底座。巡检底座的功能，在于将巡检摄像头固定后，自身还能沿行走轨道产生往复运动效果，以实现巡检功能。巡检底座利用行走轮搭配驱动轮来实现相对行走轨道的双向夹持功能，从而保证驱动轮处摩擦轮与主动齿轮与行走轨道的动力抵合效果。驱动轮通过动力组件提供驱动力，且依靠弹簧升降组件提供由下而上的抵压力，可方便快捷的实现驱动轮的设定功能。5)、对于弹簧升降组件而言，其实际上为活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管廊巡检机器人用驱动轮，包括轮轴(11)以及同轴布置于轮轴(11)上的轮体，其特征在于：所述轮体包括与行走轨道处齿条间构成轮齿啮合配合的主动齿轮(12)以及与齿条旁侧处轨面间构成面抵靠式摩擦配合的摩擦轮(13)，所述主动齿轮(12)与摩擦轮(13)彼此同轴且同速转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种管廊巡检机器人用驱动轮，包括轮轴(11)以及同轴布置于轮轴(11)上的轮体，其特征在于：所述轮体包括与行走轨道处齿条间构成轮齿啮合配合的主动齿轮(12)以及与齿条旁侧处轨面间构成面抵靠式摩擦配合的摩擦轮(13)，所述主动齿轮(12)与摩擦轮(13)彼此同轴且同速转动。


2.根据权利要求1所述的一种管廊巡检机器人用驱动轮，其特征在于：所述摩擦轮(13)为两组且对称分置于主动齿轮(12)两侧；紧固螺钉轴向的依序贯穿各摩擦轮(13)及主动齿轮(12)处预设的同轴安装孔后，再与紧固螺母间构成螺纹配合关系，从而将摩擦轮(13)与主动齿轮(12)压紧形成一体式结构。


3.根据权利要求2所述的一种管廊巡检机器人用驱动轮，其特征在于：一体式结构的摩擦轮(13)与主动齿轮(12)再通过键连接配合于轮轴(11)上，轮轴(11)两端布置用于限位摩擦轮(13)与主动齿轮(12)产生轴向动作的卡箍(14)。


4.根据权利要求1或2或3所述的一种管廊巡检机器人用驱动轮，其特征在于：所述摩擦轮(13)包括轮毂(13a)以及包覆于轮毂(13a)外周处的外胎层(13b)。


5.一种应用如权利要求1或2或3所述驱动轮(10)的巡检底座，包括用于固定巡检摄像头的外壳体(20)；其特征在于：外壳体(20)处布置由上而下的压在行走轨道的上轨面处的行走轮(30)，以及由下而上的顶在行走轨道的下轨面处的所述驱动轮(10)；所述驱动轮(10)通过动力组件提供驱动力，且依靠弹簧升降组件提供由下而上的抵压力；所述弹簧升降组件包括位于外壳体(20)内的活动板(41)，活动板(41)上板面处布置固定支架(43)，固定支架(43)上回转配合所述驱动轮(10)；活动板(41)下板面与外壳体(20)内壁底面之间布置可驱动活动板(41)产生铅垂向弹性升降动作的压缩弹簧组(42)；动力组件一体固定于所述活动板(41)上。

【专利技术属性】
技术研发人员：范卫国，
申请(专利权)人：合肥瑞堡科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34