一种轨道巡检机器人及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种轨道巡检机器人及其工作方法，包括：移动驱动组件、清扫组件、检测组件和控制模块，移动驱动组件包括驱动电机和设于轨道两侧的齿轮组，齿轮组由驱动电机驱动，以使机器人在轨道上移动；清扫组件包括驱动机构和设于轨道两侧的浮动扫盘，浮动扫盘由驱动机构驱动，以实现机器人在轨道上移动时对轨道的清扫；控制模块用于控制调节检测组件的俯仰角度和水平角度，以经检测后得到机器人当前位置，控制模块根据机器人当前位置判断机器人处于平直轨道或坡度轨道，并根据判断结果对驱动电机进行控制，实现移动驱动组件的差速运动控制。实现机器人高粉尘、强振动环境下稳定巡检能力，增强机器人抗干扰能力和复杂环境下的综合适应能力。合适应能力。合适应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道巡检机器人及其工作方法


[0001]本专利技术涉及巡检机器人
，特别是涉及一种轨道巡检机器人及其工作方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]传统输煤管廊巡检方式为人工巡检和机器人巡检两种方式，人工巡检，劳动强度大，巡检效率低，存在安全隐患等缺点，主要以机器人巡检为主。而现有机器人巡检一般为轨道悬挂式或钢丝绳牵引式，轨道或钢丝绳一般沿皮带线成一定坡度布置。现场环境恶劣，粉尘、水蒸气聚集于轨道之上，极易造成机器人爬坡过程中打滑，甚至造成溜车事故，严重影响设备运行稳定性，存在安全隐患；并且现场皮带线输送煤等物料过程中，一般伴随有强烈振动产生，如果采用现有云台结构，振动极易造成设备内部蜗轮蜗杆自锁结构打开，而后很难自恢复，影响巡检效果。而且，机器人系统缺少可行的除尘清扫装置，现场粉尘等集聚后，极易造成机器人卡滞，甚至卡死现象，严重影响机器人巡检稳定性。针对平直路段与坡度轨道路段不同工况下配置巡检任务，对机器人运行速度提出更高的要求：平直路段一般为高速轻载状态，爬坡轨道路段为低速高载运行状态。
[0004]在中国专利“CN111409057A”中公开了一种矿用带式输送机的巡检机器人，巡检机器人安装在索轨上，索轨布置在输送机上方，索轨沿着输送机输送方向铺设，巡检机器人包括移动装置和巡检装置，移动装置在索轨上用于驱使巡检机器人沿着索轨移动，巡检装置包括A巡检机构和B巡检机构，A巡检机构固定安装在移动装置上用于巡检输送机带面情况，B巡检机构连接调节机构上，调节机构用于调节B巡检机构伸入到输送机下方对输送机背面进行检查，能够实现对矿用带式输送机的上方和下方巡检功能。
[0005]在中国专利“CN208542615U”中公开了一种矿用桁架U型巡检机器人轨道清扫装置，沿轨道进行移动，通过毛刷进行清扫后，在通过热气对轨道进行加热烘干的清理装置，能有效提升对机器人轨道的清理效果。
[0006]在中国专利“CN212862908U”中公开了一种钢丝绳牵引式煤矿井下带式输送机循环检测系统，其包括：架空索道系统、抱索器、带式输送机状态监测设备、监控后台系统。通过电网供电驱动架空索道系统运转，使得其上的带式输送机状态监测设备能够平稳地沿带式输送机的运输带上方巡检，带式输送机状态监测设备本身设置的蓄电池仅用于提供传感与通信设备的电能，以此延长电池使用时长。
[0007]针对皮带输送线进行综合巡检，一般机器人运行方式为采用钢丝绳牵引式或轨道悬挂式两种方式，爬坡驱动方式多为齿轮齿条式或链轮链条式驱动方式，携带云台类检测装置开展检测任务；针对轨道表面集聚的积尘，采用刮板或吹风装置进行清除。
[0008]但是，上述现有技术方案中，至少存在以下问题：
[0009](1)针对不同巡检工况，机器人只能靠伺服电机来实现高低速转换，一般机器人重
量在二三十公斤，当爬升陡坡时，需要的力矩更高，进而对电机参数要求也提高，大大增加机器人成本，且调节效果有限。
[0010](2)皮带运输现场多振动噪音，云台一般为蜗轮蜗杆自锁式结构，长时间处于振动工况下，易松动脱离，且无法自恢复。
[0011](3)隧道表面多集聚灰尘，刮板，吹风筒等除尘效果极为有限，且耐磨性差极易损坏。

技术实现思路

[0012]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种轨道巡检机器人及其工作方法，针对现有巡检机器人在坡度轨道爬升时易打滑下移、云台检测组件自锁性差、表面积尘不易清理等问题，采用差速驱动组件，配置可调节机械自锁式的检测组件，加载浮动式清扫组件，实现机器人在高粉尘、强振动环境下的稳定巡检能力，增强巡检机器人的抗干扰能力，提高巡检机器人复杂环境下的综合适应能力。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0014]第一方面，本专利技术提供一种轨道巡检机器人，包括：壳体，以及设于壳体上的移动驱动组件、清扫组件、检测组件和控制模块，且移动驱动组件、检测组件和清扫组件均与控制模块连接；
[0015]所述移动驱动组件包括驱动电机和设于轨道两侧的齿轮组，所述齿轮组由驱动电机驱动，以使机器人在轨道上移动；
[0016]所述清扫组件包括驱动机构和设于轨道两侧的浮动扫盘，所述浮动扫盘由驱动机构驱动，以实现机器人在轨道上移动时对轨道的清扫；
[0017]所述控制模块用于控制调节检测组件的俯仰角度和水平角度，以经检测后得到机器人当前位置，所述控制模块根据机器人当前位置判断机器人处于平直轨道或坡度轨道，并根据判断结果对驱动电机进行控制，实现移动驱动组件的差速运动控制，同时控制清扫组件以实现清扫操作。
[0018]作为可选择的实施方式，所述齿轮组包括相对设置的第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组和第二齿轮组均包括齿轮，第一齿轮组还包括同轴的爬坡齿轮和第一摩擦轮，第二齿轮组还包括同轴的爬坡滚轮和第二摩擦轮，通过齿轮的转动分别带动爬坡齿轮和第一摩擦轮转动，以及带动爬坡滚轮和第二摩擦轮转动。
[0019]作为可选择的实施方式，在平直轨道上运行时，第一摩擦轮和第二摩擦轮均与轨道接触摩擦，第一摩擦轮和第二摩擦轮的轮径均大于爬坡齿轮及爬坡滚轮的直径，爬坡齿轮及爬坡滚轮悬空不做功，通过第一摩擦轮和第二摩擦轮的高速低载实现平直轨道上的前进运动。
[0020]作为可选择的实施方式，在坡度轨道上运行时，爬坡滚轮与轨道上的垫条接触，爬坡齿轮与轨道上的齿条啮合接触，爬坡齿轮与齿条总高度大于第一摩擦轮的轮径，且爬坡滚轮与垫条总高度大于第二摩擦轮的轮径，第一摩擦轮和第二摩擦轮悬空不做功，通过爬坡齿轮与齿条啮合的低速高载实现爬升坡度轨道。
[0021]作为可选择的实施方式，所述检测组件包括俯仰调整座、水平转动座、转动销、定位珠和定位销；所述俯仰调整座上设有转动销，用于调节俯仰角度；所述水平转动座上设有
定位孔，通过定位孔与定位珠进行分度定位，以调节水平角度；所述定位销用于锁定调节后的俯仰角度和水平角度。
[0022]作为可选择的实施方式，所述俯仰调整座上设有刻度，通过锁紧螺钉按照刻度转动调节转动销；所述俯仰调整座上贯穿有通孔，所述锁紧螺钉和转动销通过通孔配合转动，通过定位销进行锁定。
[0023]作为可选择的实施方式，所述俯仰调整座在俯仰方向上进行俯仰角0到
‑
60度的切换；所述水平转动座在水平方向上进行0到360度的切换。
[0024]作为可选择的实施方式，所述清扫组件还包括支架，所述支架包括电机支撑板、固定底板、支撑立板、第一定位板、第二定位板；所述固定底板上并列固定第一定位板和第二定位板；在第一定位板和第二定位板的顶端连接支撑立板的一端；在支撑立板的另一端连接电机支撑板的一端，在电机支撑板上设有驱动机构。
[0025]作为可选择的实施方式，所述驱动机构包括清扫驱动电机、主动带轮与从动带轮；所述主动带轮与从动带轮通过同步带连接转动，所述清扫驱动电机与主动带轮连接；所述浮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道巡检机器人，其特征在于，包括：壳体，以及设于壳体上的移动驱动组件、清扫组件、检测组件和控制模块，且移动驱动组件、检测组件和清扫组件均与控制模块连接；所述移动驱动组件包括驱动电机和设于轨道两侧的齿轮组，所述齿轮组由驱动电机驱动，以使机器人在轨道上移动；所述清扫组件包括驱动机构和设于轨道两侧的浮动扫盘，所述浮动扫盘由驱动机构驱动，以实现机器人在轨道上移动时对轨道的清扫；所述控制模块用于控制调节检测组件的俯仰角度和水平角度，以经检测后得到机器人当前位置，所述控制模块根据机器人当前位置判断机器人处于平直轨道或坡度轨道，并根据判断结果对驱动电机进行控制，实现移动驱动组件的差速运动控制，同时控制清扫组件以实现清扫操作。2.如权利要求1所述的一种轨道巡检机器人，其特征在于，所述齿轮组包括相对设置的第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组和第二齿轮组均包括齿轮，第一齿轮组还包括同轴的爬坡齿轮和第一摩擦轮，第二齿轮组还包括同轴的爬坡滚轮和第二摩擦轮，通过齿轮的转动分别带动爬坡齿轮和第一摩擦轮转动，以及带动爬坡滚轮和第二摩擦轮转动。3.如权利要求2所述的一种轨道巡检机器人，其特征在于，在平直轨道上运行时，第一摩擦轮和第二摩擦轮均与轨道接触摩擦，第一摩擦轮和第二摩擦轮的轮径均大于爬坡齿轮及爬坡滚轮的直径，爬坡齿轮及爬坡滚轮悬空不做功，通过第一摩擦轮和第二摩擦轮的高速低载实现平直轨道上的前进运动。4.如权利要求2所述的一种轨道巡检机器人，其特征在于，在坡度轨道上运行时，爬坡滚轮与轨道上的垫条接触，爬坡齿轮与轨道上的齿条啮合接触，爬坡齿轮与齿条总高度大于第一摩擦轮的轮径，且爬坡滚轮与垫条总高度大于第二摩擦轮的轮径，第一摩擦轮和第二摩擦轮悬空不做功，通过爬坡齿轮与齿条啮合的低速高载实现爬升坡度轨道。5.如权利要求1所述的一种轨道巡检机器人，其特征在于，所述检测组件包括俯仰调整座、水平转动座、转动销、定位珠和定位销；所述俯仰调整座上设有转动销，用于调节俯仰角度；所述水平转动座上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐怀刚，李运厂，王斌，张永生，蔺茹，蒋克强，黄锐，邢海文，戈宁，乔木，吕俊涛，孟海磊，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：