一種機(jī)器人t型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使開閉所長期安全可靠運(yùn)行，有必要對其內(nèi)部設(shè)置的儀表墻儀表進(jìn)行定期巡檢，使用倒掛在軌道上的巡檢機(jī)器人可有效地完成此項(xiàng)工作。
[0003]較大的開閉所內(nèi)在T型通道的各個(gè)側(cè)墻壁上布置眾多儀表，機(jī)器人軌道布置走廊中央的天花板上，機(jī)器人巡檢到T型道口時(shí)需要在有限的空間內(nèi)進(jìn)行安全快速靈活地直角變道以便對繼續(xù)進(jìn)行巡檢工作。
[0004]目前主流的變道方案是通過設(shè)置彎軌道，同時(shí)在機(jī)器人上設(shè)計(jì)導(dǎo)向輪以適應(yīng)轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向的作用，公開號為CN102736624A、名稱為《一種變電站軌道式智能巡檢機(jī)器人》的發(fā)明專利申請所公開的方案就是在行走輪下軌道兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪通過軸承與導(dǎo)向架相連接，從而在轉(zhuǎn)彎時(shí)導(dǎo)向輪具備加到活動(dòng)幅度，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向的作用。采用這種方案存在以下不足:(1)機(jī)器人運(yùn)行的軌道彎曲弧度突變不可過大，否則導(dǎo)線機(jī)構(gòu)容易卡塞，可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)載瞬間加重，因而無法使用于直角彎道。(2)為了適應(yīng)轉(zhuǎn)彎需求，需在機(jī)器人本體上附加相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)，增加了機(jī)器人自重和體積；(3)轉(zhuǎn)彎時(shí)阻力增大，需要機(jī)器人提供更大的驅(qū)動(dòng)能力，會(huì)增加機(jī)器人功耗，如果機(jī)器人采用電池供電，這將對續(xù)航能力產(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不受空間限制，便于布置在T型走廊上，轉(zhuǎn)向時(shí)由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，部耗費(fèi)機(jī)器人本體的電力，并且無需在機(jī)器人本體上附加新的機(jī)械機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明提供的機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括T型支架、接軌連接系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；
[0007]所述T型支架包括T型支架左臂、T型支架右臂、T型支架前臂；
[0008]所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)板、轉(zhuǎn)向軌道、轉(zhuǎn)向軸承和推桿傳動(dòng)軸承；所述轉(zhuǎn)向軸承的頂部安裝在所述T型支架的下表面、且位于T型支架左臂、T型支架右臂、T型支架前臂的交匯處，該轉(zhuǎn)向軸承的內(nèi)軸底端安裝在所述傳動(dòng)板的一端，所述推桿傳動(dòng)軸承安裝在傳動(dòng)板的另一端，該推桿傳動(dòng)軸承的內(nèi)軸與所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；所述傳動(dòng)板安裝在所述轉(zhuǎn)向軌道的上表面；
[0009]所述接軌連接系統(tǒng)包括左接軌外軌、右接軌外軌和前接軌外軌；所述左接軌外軌、右接軌外軌和前接軌外軌分別安裝在所述T型支架左臂、T型支架右臂、T型支架前臂外端部的下方；所述左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌與所述轉(zhuǎn)向?qū)к壩挥谕凰矫妗?br>[0010]本發(fā)明利用T型支架將T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)吊掛在天花板上，左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌與安裝在天花板上的導(dǎo)軌對接，當(dāng)機(jī)器人行進(jìn)至T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)處且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，機(jī)器人首先行進(jìn)到轉(zhuǎn)向?qū)к壣?，再由轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)掛載有機(jī)器人的轉(zhuǎn)向?qū)к壚@轉(zhuǎn)向軸承旋轉(zhuǎn)，直至轉(zhuǎn)向?qū)к壨ㄟ^左接軌外軌、右接軌外軌或前接軌外軌與目標(biāo)導(dǎo)軌對接。
[0011]所述轉(zhuǎn)向?qū)к墐啥说牡撞吭O(shè)置有可收進(jìn)轉(zhuǎn)向?qū)к墐?nèi)、從轉(zhuǎn)向?qū)к墢棾龅膶?dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊，所述前接軌外軌的底部設(shè)置有可收進(jìn)前接軌外軌內(nèi)、從前接軌外軌彈出的前保險(xiǎn)擋塊。導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊的設(shè)置一方面為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和機(jī)器人配合提供了同步協(xié)作信號，另一方面，保證了變道過程中機(jī)器人被限制在兩個(gè)保險(xiǎn)擋塊之間，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人轉(zhuǎn)向操作過程中的機(jī)械保護(hù)，防止電氣部件失靈時(shí)機(jī)器人意外墜落。
[0012]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向?qū)к?、左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌的端部設(shè)置有撥桿，所述轉(zhuǎn)向?qū)к?、左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌的?cè)面設(shè)置有供所述撥桿進(jìn)出的槽口 ；所述導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊在所述撥桿的推動(dòng)下繞安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)并分別收進(jìn)所述轉(zhuǎn)向?qū)к墶⑶敖榆壨廛墐?nèi)；所述導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊上設(shè)置有使其復(fù)位的彈簧，當(dāng)撥桿離開導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊時(shí)，導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊在彈簧的作用下彈出。利用彈簧的作用力使導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊在無其他外力干涉的情況下，保持彈出轉(zhuǎn)向?qū)к?、前接軌外軌外，?dāng)導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊、前保險(xiǎn)擋塊收到撥桿推動(dòng)時(shí)，克服彈簧作用力而收進(jìn)轉(zhuǎn)向?qū)к?、前接軌外軌?nèi)。
[0013]為方便左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌與安裝在天花板上的導(dǎo)軌的連接，所述左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌中分別插接左接軌內(nèi)軌、右接軌內(nèi)軌、前接軌內(nèi)軌，所述左接軌內(nèi)軌、右接軌內(nèi)軌、前接軌內(nèi)軌分別伸出相應(yīng)的外軌外部，將左接軌內(nèi)軌、右接軌內(nèi)軌、前接軌內(nèi)軌插入相應(yīng)的導(dǎo)軌內(nèi)，確保左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌與相應(yīng)的導(dǎo)軌對齊，必要時(shí)利用螺釘緊固。
[0014]為方便轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝，所述T型支架上安裝有電動(dòng)推桿安裝臺，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在該電動(dòng)推桿安裝臺上。
[0015]所述T型支架左臂、T型支架右臂、T型支架前臂的端部分別向下延伸設(shè)置有左接軌掛載部、右接軌掛載部、前接軌掛載部；所述左接軌外軌、右接軌外軌、前接軌外軌分別安裝在所述左接軌掛載部、右接軌掛載部、前接軌掛載部的底部，通過設(shè)置相應(yīng)的掛載部，使得各外軌向下延伸安裝，使得外軌與T型支架之間的距離增大，方便轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝。
[0016]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電動(dòng)推桿。
[0017]本發(fā)明還提供一種機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向方法，當(dāng)機(jī)器人在行進(jìn)過程中需要轉(zhuǎn)向時(shí)，首先使機(jī)器人沿導(dǎo)軌行進(jìn)到轉(zhuǎn)向軌道上，再啟動(dòng)電動(dòng)推桿使掛載有機(jī)器人的轉(zhuǎn)向軌道繞轉(zhuǎn)向軸承旋轉(zhuǎn)90°，使得轉(zhuǎn)向軌道與目標(biāo)導(dǎo)軌對接，最后機(jī)器人從轉(zhuǎn)向軌道行進(jìn)至該目標(biāo)導(dǎo)軌上。
[0018]本發(fā)明還提供一種機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向方法，包括以下步驟:
[0019](I)機(jī)器人沿導(dǎo)軌行進(jìn)至前接軌外軌處，機(jī)器人觸碰到前保險(xiǎn)擋塊后停止前進(jìn)；
[0020](2)啟動(dòng)電動(dòng)推桿，使得轉(zhuǎn)向軌道繞轉(zhuǎn)向軸承旋轉(zhuǎn)90° ;轉(zhuǎn)向軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)向軌道脫離左接軌外軌和右接軌外軌，轉(zhuǎn)向軌道兩端的導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊從轉(zhuǎn)向軌道內(nèi)彈出；
[0021](3)電動(dòng)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)к壍亩瞬颗c前接軌外軌端部結(jié)合，靠近結(jié)合處的導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊以及前保險(xiǎn)擋塊分別收縮進(jìn)轉(zhuǎn)向軌道、前接軌外軌內(nèi)；
[0022](4)機(jī)器人檢測到前保險(xiǎn)擋塊消失后，繼續(xù)前進(jìn)，直至觸碰到轉(zhuǎn)向?qū)к壛硪欢说膶?dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊后停止；
[0023](5)啟動(dòng)電動(dòng)推桿，使得轉(zhuǎn)向軌道旋轉(zhuǎn)90°，掛載有機(jī)器人的轉(zhuǎn)向軌道回到左接軌外軌、右接軌外軌之間。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025](I)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到需要變道的位置，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向軌道轉(zhuǎn)到機(jī)器人前方，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)向軌道中間，轉(zhuǎn)向軌道將機(jī)器人直接搬運(yùn)到目標(biāo)軌道上；T型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和機(jī)器人配合可在10秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)直角轉(zhuǎn)向。
[0026](2)在轉(zhuǎn)向軌道端點(diǎn)底部和前接軌外軌底部設(shè)置有機(jī)械式保險(xiǎn)擋塊，在轉(zhuǎn)向?qū)к壩磁c左接軌外軌、右接軌外軌結(jié)合時(shí)，轉(zhuǎn)向?qū)к壣系膶?dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊彈出轉(zhuǎn)向?qū)к壨猓谵D(zhuǎn)向?qū)к壟c左接軌外軌、右接軌外軌結(jié)合時(shí)，導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊收進(jìn)轉(zhuǎn)向?qū)к墐?nèi)。當(dāng)前接軌外軌未與轉(zhuǎn)向?qū)к壍囊欢私Y(jié)合時(shí)，前保險(xiǎn)擋塊彈出前接軌外軌外，二者結(jié)合時(shí)，前保險(xiǎn)擋塊以及位于轉(zhuǎn)向?qū)к壟c前接軌外軌結(jié)合處的導(dǎo)軌保險(xiǎn)擋塊收起。此設(shè)計(jì)，一方面為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和機(jī)器人配合提供了同步協(xié)作信號，另一方面，保證了變道過程中機(jī)器人被限制在前后兩個(gè)保險(xiǎn)擋塊之間，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人轉(zhuǎn)向操作過程中的機(jī)械保護(hù)，防止電氣部件失靈時(shí)機(jī)器人意外墜落。
[0027](3)在轉(zhuǎn)向過程中機(jī)器人檢測到保險(xiǎn)擋塊收起后，按直道行走方式運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)向?qū)к壣?，運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)軌道上的任務(wù)由T型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完成，因而機(jī)器人本體無需為實(shí)現(xiàn)直角轉(zhuǎn)向增加多于的機(jī)器結(jié)構(gòu)和電氣驅(qū)動(dòng)能力，為機(jī)器人的小型化長續(xù)航設(shè)計(jì)提供了有利條件。
[0028](4)T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有效解決了 T型走廊空間有限，布置普通弧形軌道實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的難題。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明立體圖；
[0031]圖3為本發(fā)明局部分解示意圖。
[0032]圖中:110-Τ型支架左臂；111-支架左臂安裝點(diǎn)；112_左接軌掛載部；113_Τ型支架右臂；114_支架右臂安裝孔；115-右接軌掛載部；116-Τ型支架前臂；117_支架前臂安裝孔；118-前接軌掛載部；1101_電動(dòng)推桿安裝臺；120-左接軌內(nèi)軌；121-左接軌外軌；122_右接軌內(nèi)軌；123_右接軌外軌；124_前接軌內(nèi)軌；125_前接軌外軌；126_前接軌安裝孔；130-推桿驅(qū)動(dòng)器；131-推桿外桿；132-推桿內(nèi)桿；133-傳動(dòng)板；134-轉(zhuǎn)向軌道；135-左保險(xiǎn)擋塊；136-右保險(xiǎn)擋塊；137-轉(zhuǎn)向軸承；138-推桿傳動(dòng)軸承；139-前保險(xiǎn)擋塊；140-撥桿；141-槽口。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1、2、3所示，本發(fā)明提供的機(jī)器人T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括T型支架、接軌連接系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。T型支架為接軌連接系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供牢固的安裝位置，接軌連接系統(tǒng)用于將布設(shè)在開閉所T型走廊上的三條機(jī)器人行走軌道(圖中未示出)與T型軌道轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效連接，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將機(jī)器人從T型軌道的一條行走軌道搬運(yùn)到目標(biāo)軌道上。
[0034]T型軌道包括T型支架左臂110、Τ型支架右臂113、Τ型支架前臂116，T型支架左臂110、T型支架右臂113、T型支架前臂116上分別設(shè)置有支架左臂安裝孔111、支架右臂安裝孔114、支架前臂安裝孔117，通過這些安裝孔利用螺栓將T型軌道安裝在天花板上。T型支架左臂110、T型支架右臂113、Τ型支架前臂116的外端部分別向下延伸設(shè)置有呈中空方形的左接軌掛載部112、右接軌掛載部115、前接軌掛載部118。L形電動(dòng)推桿安裝臺1101的一端連接至左接軌掛載部112的前側(cè)，另一端連接至前接軌掛載部118左側(cè)。
[0035]接軌連接系統(tǒng)包括左接軌外軌121、右接軌外軌123、前接軌外軌125，左接軌外軌121、右接軌外軌123、前接軌外軌125分別安裝在左接軌掛載部112、右接軌掛載部115、前接軌掛載部118的底部。左接軌外軌121、右接軌外軌123、前接軌外軌125中分別插接有左接軌內(nèi)軌120、右接軌內(nèi)軌122、前接軌內(nèi)軌124，各內(nèi)軌從相應(yīng)的外軌中向外伸出一部分，左接軌內(nèi)軌120