CN114524337B - 一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种新型轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其包括：支撑架、轿厢、提升装置以及轿厢控制器，支撑架竖直固定于地面，提升装置固定设置于支撑架远离地面的一端，轿厢竖直滑动设置于支撑架上，提升装置连接轿厢，以驱动轿厢动作，巡检机器人水平滑动设置于轿厢内部，轿厢一侧开口，以用于供巡检机器人移动至待巡检设备；于支撑架上设置有多个限位开关，每个限位开关均对应一个待巡检设备，限位开关用于检测到轿厢到工作位置时，输出到位检测信号；轿厢控制器分别连接限位开关、提升装置以及巡检机器人的控制器。本申请实现了多条输煤廊道共用一套巡检机器人进行巡检节约成本。

Description

一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置

技术领域

本申请涉及机器人巡检的领域，尤其是涉及一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置。

背景技术

火力发电厂输煤系统多为多条输煤皮带经过多道工序从煤仓送到锅炉位置，输煤系统多采用人工巡检，近年来随着巡检机器人的发展，输煤廊道巡检机器人技术逐渐成熟，巡检机器人巡检逐渐替代人工巡检的方式。

目前，采用巡检机器人巡检时一套输煤廊道巡检机器人系统只能巡检一条输煤皮带；一套巡检机器人设计巡检能力大多为4到8千米，而火电厂输煤廊道大多不超过300米，每条输煤皮带上单独安装一套巡检机器人系统不但成本较高且安装维护不便。

发明内容

为了实现多条输煤廊道共用一套巡检机器人进行巡检节约成本，本申请提供一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置。

本申请提供的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置采用如下的技术方案：

一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，包括：包括：支撑架、轿厢、提升装置以及轿厢控制器，所述支撑架竖直固定于地面，所述提升装置固定设置于所述支撑架远离地面的一端，所述轿厢竖直滑动设置于所述支撑架上，所述提升装置连接所述轿厢，以驱动所述轿厢动作，所述巡检机器人水平滑动设置于所述轿厢内部，所述轿厢一侧开口，以用于供所述巡检机器人移动至待巡检设备；

于所述支撑架上设置有多个限位开关，每个所述限位开关均对应一个待巡检设备，所述限位开关用于检测到轿厢到工作位置时，输出到位检测信号；

所述轿厢控制器分别连接所述限位开关、提升装置以及巡检机器人的控制器，所述轿厢控制器接收到位检测信号输出第一控制信号和第二控制信号；

所述提升装置接收所述第一控制信号停止，以控制轿厢停止运动；

所述巡检机器人的控制器接收所述第二控制信号，输出驱动信号，控制巡检机器人向所述轿厢外动作。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑架和提升装置使得轿厢可以在支撑架上竖直往复移动，巡检机器人水平滑动设置于轿厢内，在支撑架上设置有多个限位开关，每个限位开关均对应一个待巡检设备，工作时，将支撑架设置在指定位置，通过轿厢控制器控制提升装置，从而将轿厢移动到工作位置，限位开关检测到轿厢到达工作位置，输出到位检测信号，轿厢控制器接收到位检测信号输出第一控制信号和第二控制信号，提升装置接收第一控制信号停止动作使得轿厢停在工作位置，巡检机器人的控制器接收第二控制信号，控制巡检机器人向轿厢外移动至待检测设备，进行巡检，预设时间后巡检机器人进入轿厢内部，轿厢控制器控制提升装置工作将轿厢移动至下一工作位置重复上述步骤，通过该提升装置连接两条或多条输煤廊道，一台机器人可实现对多条输煤廊道的巡检节约成本。

可选的，所述轿厢与支撑架之间设置有用于对所述巡检机器人限位的安全自锁装置。

通过采用上述技术方案，通过设置安全自锁装置，在轿厢移动过程中对巡检机器人进行限位，减小轿厢在移动过程中因轿厢晃动导致巡检机器人掉落到轿厢外的概率。

可选的，所述安全自锁装置包括套筒，所述套筒竖直固定于所述轿厢的顶部，所述套筒内竖直滑动设置有安全销，所述安全销的一端伸入所述轿厢的内部，所述套筒内还设置有弹簧，弹簧的一端连接所述安全销、另一端连接所述套筒；

所述安全销远离轿厢的一端连接有拉绳，所述轿厢的外侧壁上并排设置有第一固定件和第二固定件，所述拉绳远离安全销的一端穿过第一固定件并与第二固定件固定连接，所述第一固定件和第二固定件之间形成限位段；

支撑架位于限位段上方和下方的位置均固接有限位杆，限位杆与限位段之间呈交叉布置，轿厢向上或向下运动至工作位置时，限位段与限位杆接触并使得拉绳拉动安全销收回所述套筒内以解除对所述巡检机器人的限位。

通过采用上述技术方案，轿厢未达到工作位置时，安全销在弹簧弹力的作用下伸入至轿厢内部，对巡检机器人进行限位，到达工作位置后，通过限位杆与限位段的配合，使得拉绳拉拽安全销压缩弹簧，使得安全销向轿厢外部移动，解除对巡检机器人的限位，使得巡检机器人可以移动至待检测设备，安全自锁装置结构简单，成本低便于维护。

可选的，所述套筒与所述轿厢顶部法兰连接。

可选的，所述支撑架包括安装板以及用于支撑安装板的多根支撑柱。

可选的，所述提升装置包括驱动电机、减速机、主动轮和从动轮，所述主动轮通过第一传动轴与安装板转动连接，所述从动轮通过第二传动轴与安装板转动连接，所述驱动电机和所述减速机固定设置于所述安装板上，所述驱动电机的输出轴连接所述减速机的输入轴，所述减速机的输出轴通过第一传动轴固定连接所述主动轮，所述主动轮和从动轮上绕设有吊绳，所述吊绳一端穿过所述安装板连接所述轿厢、另一端穿过所述安装板连接有配重块。

可选的，所述轿厢内部设置有内导轨，所述内导轨的一端与所述轿厢的内壁固定连接，所述内导轨的另一端朝向轿厢的开口，所述巡检机器人水平滑动设置于所述内导轨上。

可选的，所述导轨为角钢。

可选的，所述支撑架上竖直设置有多根第一导向柱和多根第二导向柱，所述轿厢的侧壁上设置有与所述第一导向柱配合的第一导向槽，所述第一导向槽卡设于所述第一导向柱上，以使得轿厢沿所述第一导向柱竖直滑动，所述配重块的侧壁上设置有与所述第二导向柱配合的第二导向槽，所述第二导向槽卡设于所述第二导向柱上，以使得所述配重块沿所述第二导向柱竖直滑动。

通过采用上述方案，通过第一导向柱和第一导向槽的配合减小轿厢在移动过程中发生大幅晃动的情况，提高轿厢运行的稳定性，通过第二导向柱和第二导向槽的配合，减小配重块在移动过程中发生大幅晃动的情况，提高配重块运行的稳定性，同时通过第一导向柱和第一导向槽的配合、第二导向柱和第二导向槽的配合，能有效减少出现运行过程中配重块和轿厢相互干扰的情况。

可选的，所述轿厢顶部固定设置有连接件，所述吊绳通过连接件与所述轿厢连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置支撑架和提升装置使得轿厢可以在支撑架上竖直往复移动，巡检机器人水平滑动设置于轿厢内，在支撑架上设置有多个限位开关，每个限位开关均对应一个待巡检设备，工作时，将支撑架设置在指定位置，通过轿厢控制器控制提升装置，从而将轿厢移动到工作位置，限位开关检测到轿厢到达工作位置，输出到位检测信号，轿厢控制器接收到位检测信号输出第一控制信号和第二控制信号，提升装置接收第一控制信号停止动作使得轿厢停在工作位置，巡检机器人的控制器接收第二控制信号，控制巡检机器人向轿厢外移动至待检测设备，进行巡检，预设时间后巡检机器人进入轿厢内部，轿厢控制器控制提升装置工作将轿厢移动至下一工作位置重复上述步骤，以实现多条输煤廊道共用一套巡检机器人进行巡检节约成本；

2.通过设置安全自锁装置，在轿厢移动过程中对巡检机器人进行限位，减小轿厢在移动过程中因轿厢抖动导致巡检机器人掉落到轿厢外的概率。

附图说明

图1是本申请提供的轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置的整体结构示意图。

图2是本申请提供的轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置系统框图。

图3是图1的A部放大图。

图4是本申请提供的轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置的侧视图。

图5是图1的B部放大图。

图6是图4的A-A剖视图。

附图标记说明：1、支撑架；11、支撑柱；12、安装板；13、第一安装杆；131、限位开关；14、第二安装杆；15、第三安装杆；151、限位杆；16、第四安装杆；17、第一导向柱；18、第二导向柱；19、连接杆；2、轿厢；21、巡检机器人；211、巡检机器人的控制器；22、轿厢控制器；23、第一固定件；24、第二固定件；25、内导轨；26、外导轨；27、连接件；28、第一导向槽；3、配重块；31、第二导向槽；4、提升装置；41、驱动电机；42、减速机；43、从动轮；44、主动轮；45、吊绳；46、第一支撑件；461、第一安装块；462、第一抱箍；463、第一传动轴；464、第一轴承；47、第二支撑件；471、第二抱箍；472、第二轴承；473、第二传动轴；48、矩形孔；5、安全自锁装置；51、套筒；52、安全销；53、拉绳；54、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置。参照图1和图2，轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置包括：支撑架1、轿厢2、提升装置4和轿厢控制器22，支撑架1的一端与地面固定连接且支撑架1竖直设置，支撑架1整体为长方体状框架结构，轿厢2竖直滑动设置于支撑架1内，提升装置4固定设置于支撑架1远离地面的一端，提升装置4连接轿厢2，在支撑架1上通过焊接的方式固定有第一安装杆13和第二安装杆14，第一安装杆13和第二安装杆14上均设置有限位开关131，第一安装杆13所在位置为第一工作位置，第二安装杆14所在位置为第二工作位置，限位开关131用于检测到轿厢2到达第一工作位置或第二工作位置时，输出到位检测信号。

轿厢2一侧开口，开口朝向待巡检设备，轿厢2的内侧壁上设置有内导轨25，内导轨25一端与轿厢2内壁固定连接，另一端朝向轿厢2的开口，巡检机器人21水平滑动设置于内导轨25上，在待巡检设备上设置有与内导轨25配合的外导轨26。

轿厢控制器22分别连接限位开关131、提升装置4以及巡检机器人的控制器211，轿厢2到达第一工作位置或第二工作位置后，内导轨25与外导轨26对齐，轿厢控制器22接收到限位开关131输的位检测信号，输出第一控制信号和第二控制信号；提升装置4接收第一控制信号停止，以控制轿厢2停止运动；巡检机器人的控制器211接收所述第二控制信号，输出驱动信号，控制巡检机器人21向轿厢21外动作，使得巡检机器人21可从内导轨25移动至外导轨26上，并沿外导轨26对待检测设备进行巡检。

工作时，轿厢控制器22接收启动信号，输出第一开始信号，提升装置4接收开始信号工作，带动轿厢2移动至第一工作位置，第一工作位置的限位开关131输出到位检测信号，轿厢控制器22接收到位检测检测信号，输出第一控制信号和第二控制信号，提升装置4接收第一控制信号停止工作使轿厢2停在第一工作位置，此时内导轨25与外导轨26对齐；巡检机器人的控制器211接收第二控制信号，输出驱动信号，驱动巡检机器人21沿内导轨25移动至外导轨26上，预设时间后巡检完成，巡检机器人21进入轿厢2内部，此时巡检机器人的控制器211输出停止信号，使巡检机器人21停止动作，轿厢控制器22输出第二开始信号，提升装置4接收第二开始信号工作，带动轿厢2移动至第二工作位置，重复上述过程对待巡检设备进行巡检，预设时间后巡检机器人21进入轿厢2，巡检机器人的控制器211输出停止信号，控制巡检机器人21停止动作，完成巡检工作，通过该轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置连接两层巡检轨道，一台机器人在多个轨道上巡检运行。

支撑架1包括四根支撑柱11以及安装板12，四根支撑柱11均竖直固定于地面，且四根支撑柱11呈矩形阵列分布，相邻两根支撑柱11之间固定设置有连接杆19，连接杆19与支撑柱11之间通过焊接的方式连接，在其他实施方式中，连接杆19和支撑柱11之间的连接还可采用诸如螺栓连接等可以实现两者间固定连接的方式，在此不做限制。本实施例中，支撑柱11为角钢。安装板12水平设置于支撑柱11远离地面的一端，安装板12为矩形状，四个支撑柱11远离地面的一端通过焊接的方式与安装板12固定连接。

参照图3和图4，提升装置4包括驱动电机41、减速机42、主动轮44和从动轮43，驱动电机41和减速机42通过螺栓固定设置于安装板12上，驱动电机41的输出轴固定连接减速机42的输入端。

在支撑板上开设有矩形孔48，沿矩形孔48的长度方向设置有第一支撑件46和第二支撑件47，第一支撑件46包括两个第一安装块461，两个第一安装块461沿矩形孔48的宽度方向，于矩形孔48的两侧相对设置，第一安装块461背离安装板12的一侧通过螺栓固定设置有第一抱箍462，第一抱箍462内镶嵌有第一轴承464，两个第一轴承464之间设置有第一传动轴463，第一传动轴463的外侧壁与第一轴承464的内圈抵紧，主动轮44设置于第一传动轴463上，且主动轮44于安装板12上的投影完全位于矩形孔48内；第二支撑件47包括两个第二抱箍471两个第二抱箍471沿矩形孔48的宽度方向，于矩形孔48的两侧相对设置，所述第二抱箍471内镶嵌有第二轴承472，两个第二轴承472之间设置有第二传动轴473，有第二传动轴473的外侧壁与第二轴承472的内圈抵紧，从动轮43设置于第二传动轴473上，且从动轮43于安装板12上的投影完全位于矩形孔48内，主动轮44和从动轮43上绕设有吊绳45，吊绳45的一端通过主动轮44穿过矩形孔48，并通过连接件27与轿厢2的顶部固定连接，吊绳45的另一端通过从动轮43穿过矩形孔48连接有配重块3，减速机42的输出端固定连接第一传动轴463朝向减速机42的一端，通过驱动电机42带动主动轮43转动，从而带动轿厢2运动。本实施例中，连接件27为吊环，吊环与轿厢2顶部螺纹连接。

参照图1和图5，为了提高轿厢2以及配重块3运行的稳定性，在支撑架1内部竖直设置有两个第一导向柱17和两个第二导向柱18，两个第一导向柱17通过焊接的方式与连接杆19固定连接且两个第一导向柱17对称设置，在轿厢2相对的两侧壁上，对称设置有与第一导向柱17配合的第一导向槽28，第一导向槽28卡设于第一导向柱17上，以使得轿厢2沿第一导向柱17竖直动作；第二导向柱18与支撑柱11通过焊接的方式固定连接，两个第二导向柱18相邻设置，配重块3朝向第二导向柱18的侧壁上设置有两个与第二导向柱18配合的第二导向槽31，以使得配重块3沿第二导向柱18竖直移动。本实施例中，第一导向柱17和第二导向柱18均为T型钢，第一导向槽28和第二导向槽31均为C型钢。通过第一导向柱17和第一导向槽28的配合减小轿厢2在移动过程中发生大幅晃动的情况，提高轿厢2运行的稳定性，通过第二导向柱18和第二导向槽31的配合，减小配重块3在移动过程中发生大幅晃动的情况，提高配重块3运行的稳定性，同时通过第一导向柱17和第一导向槽28的配合、第二导向柱18和第二导向槽31的配合，能有效减少出现运行过程中配重块3和轿厢2相互干扰的情况。

参照图4和图6，为了减小在轿厢2移动过程中巡检机器人21从轿厢2内掉出的概率，在轿厢2与支撑架1之间设置有安全自锁装置5，安全自锁装置5包括套筒51，套筒51的一端与轿厢2的顶部法兰连接，套筒51的两端开设有通孔，在套筒51内竖直滑动设置有安全销52，安全销52通过套筒51靠近轿厢2顶部的一端的通孔延伸至轿厢2内部，以实现对巡检机器人21的限位，在套筒51内沿其轴线方向竖直设置有弹簧54，弹簧54一端抵接安全销52位于套筒51内的一端、另一端抵接套筒51的内壁，安全销52位于套筒51内的一端固定连接有拉绳53，拉绳53穿过弹簧54通过套筒51远离轿厢2顶部的一端的通孔延伸至套筒51外。

在轿厢2朝向限位开关131的一侧设置有第一固定件23，在第一导向槽上朝向第一固定件23的一侧与第一固定件23并排设置有第二固定件24，拉绳53位于套筒51外的一端穿过第一固定件23并与第二固定件24固定连接，第一固定件23和第二固定件24之间的拉绳53形成限位段，于支撑架1上在第一安装杆13的下方，设置有第三安装杆15，第三安装杆15上设置有限位杆151，于支撑架1上，在第二安装杆14和第三安装杆15之间设置有第四安装杆16，第四安装杆16上设置有限位杆151，限位杆151一端朝向轿厢2且限位杆与限位段交叉布置。本实施例中，第一固定件23和第二固定件24的结构和形状可根据实际情况设置，在此不做限制，第一安装杆13、第二安装杆14、第三安装杆15和第四安装杆16均与支撑架1焊接，限位杆151与第三安装杆15和第四安装杆16焊接。

轿厢2移动时，安全销52的一端位于轿厢2内以阻挡巡检机器人21向轿厢外运动，减少轿厢2移动过程中因出现抖动导致巡检机器人21滑出轿厢2的情况，在轿厢2向第一工作位置或第二工作位置移动的过程中，当限位段触碰到限位杆151时，拉绳53向套筒51内拉拽安全销52，使得安全销52向轿厢2外移动，当轿厢2到达第一工作位置或第二工作位置时，安全销52无法再对巡检机器人21起到阻挡作用，此时使得巡检机器人21可以沿内导轨25移动至外导轨16上；当巡检机器人21进入轿厢2内，轿厢2远离第一工作位置或第二工作位置时，限位段远离限位杆151，使得拉绳53放松，安全销52在弹簧54的弹力的作用下逐渐进入轿厢2内实现对巡检机器人21的限位。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：包括：支撑架(1)、轿厢(2)、提升装置(4)以及轿厢控制器(22)，所述支撑架(1)竖直固定于地面，所述提升装置(4)固定设置于所述支撑架(1)远离地面的一端，所述轿厢(2)竖直滑动设置于所述支撑架(1)上，所述提升装置(4)连接所述轿厢(2)，以驱动所述轿厢(2)动作，所述巡检机器人(21)水平滑动设置于所述轿厢(2)内部，所述轿厢(2)一侧开口，以用于供所述巡检机器人(21)移动至待巡检设备；

于所述支撑架(1)上设置有多个限位开关(131)，每个所述限位开关（131）均对应一个待巡检设备，所述限位开关(131)用于检测到轿厢(2)到工作位置时，输出到位检测信号；

所述轿厢控制器(22)分别连接所述限位开关(131)、提升装置(4)以及巡检机器人的控制器(211)，所述轿厢控制器(22)接收到位检测信号输出第一控制信号和第二控制信号；

所述提升装置（4）接收所述第一控制信号停止，以控制轿厢（2）停止运动；

所述巡检机器人的控制器（211）接收所述第二控制信号，输出驱动信号，控制巡检机器人(21)向所述轿厢（2）外动作；

所述轿厢(2)与支撑架（1）之间设置有用于对所述巡检机器人(21)限位的安全自锁装置(5)，所述安全自锁装置(5)包括套筒(51)，所述套筒(51)竖直固定于所述轿厢（2）的顶部，所述套筒（51）内竖直滑动设置有安全销（52），所述安全销（52）的一端伸入所述轿厢（2）的内部，所述套筒（51）内还设置有弹簧（54），弹簧（54）的一端连接所述安全销（52）、另一端连接所述套筒（51）；

所述安全销(52)远离轿厢（2）的一端连接有拉绳(53)，所述轿厢(2)的外侧壁上并排设置有第一固定件(23)和第二固定件(24)，所述拉绳(53)远离安全销（52）的一端穿过第一固定件(23)并与第二固定件(24)固定连接，所述第一固定件（23）和第二固定件（24）之间形成限位段；

支撑架(1)位于限位段上方和下方的位置均固接有限位杆(151)，限位杆(151)与限位段之间呈交叉布置，轿厢(2)向上或向下运动至工作位置时，限位段与限位杆(151)接触并使得拉绳(53)拉动安全销(52)收回所述套筒(51)内以解除对所述巡检机器人（21）的限位。

2.根据权利要求1所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述套筒(51)与所述轿厢(2)顶部法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述支撑架(1)包括安装板(12)以及用于支撑安装板(12)的多根支撑柱(11)。

4.根据权利要求3所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述提升装置(4)包括驱动电机(41)、减速机(42)、主动轮(44)和从动轮(43)，所述主动轮（44）通过第一传动轴（463）与安装板（12）转动连接，所述从动轮（43）通过第二传动轴（473）与安装板（12）转动连接，所述驱动电机(41)和所述减速机(42)固定设置于所述安装板(12)上，所述驱动电机(41)的输出轴连接所述减速机(42)的输入轴，所述减速机(42)的输出轴通过第一传动轴(463)固定连接所述主动轮(44)，所述主动轮(44)和从动轮(43)上绕设有吊绳(45)，所述吊绳(45)一端穿过所述安装板(12)连接所述轿厢(2)、另一端穿过所述安装板(12)连接有配重块(3)。

5.根据权利要求1所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述轿厢(2)内部设置有内导轨(25)，所述内导轨(25)的一端与所述轿厢(2)的内壁固定连接、另一端朝向轿厢(2)的开口，所述巡检机器人(21)水平滑动设置于所述内导轨(25)上。

6.根据权利要求5所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述内导轨(25)为角钢。

7.根据权利要求4所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述支撑架(1)上竖直设置有多根第一导向柱(17)和多根第二导向柱(18)，所述轿厢(2)的侧壁上设置有与所述第一导向柱(17)配合的第一导向槽（28），所述第一导向槽（28）卡设于所述第一导向柱(17)上，以使得轿厢(2)沿所述第一导向柱（17）竖直滑动，所述配重块(3)的侧壁上设置有与所述第二导向柱(18)配合的第二导向槽(31)，所述第二导向槽(31)卡设于所述第二导向柱(18)上，以使得所述配重块(3)沿所述第二导向柱(18)竖直滑动。

8.根据权利要求4所述的一种轨道巡检机器人多级巡检提升连接装置，其特征在于：所述轿厢(2)顶部固定设置有连接件（27），所述吊绳(45)通过连接件（27）与所述轿厢(2)连接。