本發(fā)明涉及一種軌道精確定位機構，本發(fā)明還涉及一種軌道精確運動裝置，屬于機器人領域。

背景技術：

傳統(tǒng)的軌道作業(yè)，例如巡檢或者傳統(tǒng)人工作業(yè)時速度慢，作業(yè)過程復雜，作業(yè)內(nèi)容不規(guī)范等缺點。因此，本公司設計了一種軌道作業(yè)機器人來解決人工作業(yè)的問題。然而，由于作業(yè)裝置為自動行進和作業(yè)，因此如何使得作業(yè)機器人更加精確的在鐵軌上進行定位，就成為一個亟待解決的問題。另外，由于軌道作業(yè)機器人的作業(yè)設備，例如在軌腰上進行噴涂的設備，常常位于單側鐵軌的上方進行作業(yè)，因此單軌行走作業(yè)的平衡問題和精確定位問題就顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種軌道精確定位機構以及軌道精確運動裝置，以解決上述問題。

本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種軌道精確定位機構，其特征在于，包括：摩擦驅動輪，沿鐵軌行走；同步帶輪，與摩擦驅動輪共軸；同步帶，與同步帶輪相連接，帶動同步帶輪轉動；伺服電機，帶動同步帶運動；控制系統(tǒng)，給定伺服電機脈沖量，經(jīng)同步帶輪及同步帶帶動摩擦驅動輪進行目標位置的移動。

進一步，本發(fā)明的軌道精確定位機構，還可以具有這樣的特征：其中，伺服電機具有位置編碼器。

本發(fā)明還提供一種軌道精確運動裝置，其特征在于，包括：上述的軌道精確定位機構，以及車架；兩個平衡結構支腿，安裝在車架底部， 從兩側夾緊單根鐵軌。

進一步，本發(fā)明的軌道精確運動裝置，還可以具有這樣的特征，還包括：兩個拉簧固定支腿，其下端分別與兩個平衡結構支腿固定連接；拉簧，連接在兩個拉簧固定支腿的上端，當拉簧處于收縮狀態(tài)時，兩個平衡結構支腿處于打開狀態(tài)。

進一步，本發(fā)明的軌道精確運動裝置，還可以具有這樣的特征，還包括：平衡結構安裝座，與兩個平衡結構支腿的上端轉動連接。

進一步，本發(fā)明的軌道精確運動裝置，還可以具有這樣的特征，還包括：平衡機構鎖緊塊，設置在兩個拉簧固定支腿之間，當平衡機構鎖緊塊向上運動時，撐開兩個拉簧固定支腿，拉簧處于拉伸狀態(tài)，同時使兩個平衡結構支腿的下端向中間收緊，夾緊鐵軌；當平衡機構鎖緊塊向下運動時，在拉簧收縮力的作用下，兩個拉簧固定支腿收緊，同時兩個平衡結構支腿的下端向外擴張，松開鐵軌。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的軌道精確定位機構，由于伺服電機采用了高精度的位置編碼器。因此可以更加精確的控制摩擦驅動輪在鐵軌上行走的距離。

另外，本發(fā)明的軌道精確運動裝置，將軌道精確定位機構與單軌行走機構相結合，使得單軌行走機器人也能夠精確的在軌道上進行行走。

附圖說明

圖1是軌道精確運動裝置的整體結構示意圖；

圖2是軌道精確定位機構的主視圖；

圖3是軌道精確定位機構的側視圖；

圖4是軌道精確運動裝置的單軌行走機構的使用狀態(tài)圖；

圖5是軌道精確運動裝置的單軌行走機構的鎖緊把手的工作方式示意圖；

圖6是軌道精確運動裝置的單軌行走機構的打開狀態(tài)圖。

具體實施方式

在本實施方式中，以軌道精確運動裝置為例來說明本發(fā)明的技術方案。

如圖1所示，軌道精確運動裝置包括車架20，車架20用于安裝軌道作業(yè)設備，以及平衡機構1和精確定位機構8。

如圖2和圖3所示，精確定位機構8具有：伺服電機安裝座81，同步帶82，同步帶輪83，摩擦驅動輪安裝座84，摩擦驅動輪85，伺服電機87。電機安裝座81用于安裝伺服電機87。伺服電機87具有131072脈沖/轉的分辨率的位置編碼器。伺服電機87轉動，帶同同步帶82運動，同步帶82帶動同步帶輪83運動，同步帶輪83與摩擦驅動輪85共軸，同步帶輪83帶動摩擦驅動輪85轉動，使得摩擦驅動輪85在鐵軌11上行走。

伺服電機受微型控制器控制，操作者可以通過觸摸屏輸入作業(yè)內(nèi)容，作業(yè)內(nèi)容通過RS485端口傳輸給微型控制器，微型控制器接收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過解析處理后發(fā)送脈沖給伺服驅動器，根據(jù)脈沖數(shù)控制伺服電機轉動相應的圈數(shù)，從而驅動作業(yè)裝置行走并完成精確定位，完成作業(yè)。作業(yè)完成后，作業(yè)裝置回到指定位置開始按照程序下一程序指令直至完成所有作業(yè)。伺服電機和摩擦輪配合，使得定位精度可達到0.05mm。

如圖4所示，軌道精確運動裝置的平衡機構1包括：兩個平衡結構支腿12，平衡結構安裝座2，兩個拉簧固定支腿3，拉簧4，平衡機構鎖緊塊5，行走軸承6，鎖緊把手7，銷軸9以及曲柄連桿結構10。本實施方式中的軌道精確運動裝置使用軌道作業(yè)機器人。

兩個平衡結構支腿12用于夾緊火車單根鐵軌11來保證車架20及安裝在車架20上的設備的平衡作業(yè)。

平衡結構安裝座2，用于連接平衡結構支腿12、拉簧固定支腿3和平衡機構鎖緊塊5，為軌道精確運動裝置的平衡機構提供支撐。

兩個拉簧固定支腿3，一端與平衡結構安裝座2連接，保持平衡；一頭與拉簧4連接，用于支撐和固定拉簧4。兩個平衡結構支腿12與兩個拉簧固定支腿3之間分別固定連接，形成轉動架，左右兩個轉動架分別與平衡結構安裝座2轉動連接。

拉簧4固定在兩條拉簧固定支腿3的兩端之間，通過拉簧4的拉伸和收縮，軌道精確運動裝置的平衡機構實現(xiàn)對火車單根鐵軌11的鎖緊和分離。拉簧4向兩端拉開時，軌道精確運動裝置的平衡機構與鐵軌11鎖緊，保持機器人的作業(yè)平衡；如圖6所示，拉簧4兩端向內(nèi)壓縮時，軌道精確運動裝置的平衡機構與鐵軌11分離，可以在軌道上快速撤離。

平衡機構鎖緊塊5，如圖4和圖6所示，設置在兩個轉動架之間，通過上升和下降控制拉簧4的拉伸和壓縮，控制軌道精確運動裝置的平衡機構對鐵軌11的鎖緊和分離。

行走軸承6安裝于左右兩個對稱的平衡結構支腿12上，與鐵軌11接觸，在保障車架20平衡作業(yè)的同時，可根據(jù)系統(tǒng)控制沿鐵軌11向前后方向滾動，滿足行走作業(yè)。

鎖緊把手7用于啟動平衡機構與軌道的鎖緊狀態(tài)和分離狀態(tài)。如圖5所示，虛線所示的A位置是鎖緊把手7的抬起的狀態(tài)，此時平衡機構鎖緊塊5下移，兩個平衡結構支腿12松開鐵軌11。

銷軸9的位置固定，可以固定在車架20的內(nèi)部。用于對鎖緊把手7的上下移動提供支撐。

曲柄連桿結構10，下端與平衡機構鎖緊塊5連接，上端與鎖緊把手7轉動連接，將鎖緊把手7的曲線運動轉換為平衡機構鎖緊塊5的直線運動，將平衡機構鎖緊塊5拉起和壓下，從而控制平衡機構對鐵軌11的夾緊和松開，保障車架20在軌道上的平衡作業(yè)。

本發(fā)明的軌道精確運動裝置的平衡機構的工作過程如下：

將鎖緊把手7按壓下去時，曲柄連桿機構10帶動平衡機構鎖緊塊5向上，拉簧固定支腿3被頂緊，拉簧4被拉開，平衡結構支腿12將鐵軌11夾緊鎖住，與摩擦驅動輪85的配合，實現(xiàn)整個平衡機構對鐵軌11的鎖緊，保障車架20的作業(yè)平衡；鎖緊把手7抬起時，曲柄連桿機構10帶動平衡機構鎖緊塊5向下，拉簧固定支腿3放松，拉簧4自動收縮，平衡結構支腿12與鐵軌11分離，實現(xiàn)整個平衡機構對鐵軌11的分離，方便車架20在軌道上的快速撤離。

本發(fā)明的軌道精確運動裝置的平衡機構采用兩根平衡結構支腿在軌道上夾緊的原理對軌道作業(yè)裝置進行平衡控制，通過與該機構配合的其他零件實現(xiàn)平衡機構在單軌上可鎖緊和分離的動作控制，并且可實現(xiàn)軌道作業(yè)機器人在軌道上的快速撤離。

以本實施方式中所記載的技術方案為基礎，本發(fā)明的技術方案亦適用于雙軌同時作業(yè)，或者多個作業(yè)系統(tǒng)串聯(lián)后多點位同時作業(yè)的情況。