本發(fā)明涉及一種升降套管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在日常電站巡檢時，巡檢機器人巡檢的對象有時在比較遠(yuǎn)的位置時，由于路徑限制，而無法到達。因此通過伸縮機構(gòu)將相機伸出去，減小與被巡檢對象的距離。但是由于常規(guī)設(shè)計的螺旋伸縮機構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)偏大，不能有效快速的進行伸縮運動，同時伴隨著故障率高等問題，導(dǎo)致巡檢效率低下。

中國發(fā)明專利文獻cn102235840a《一種舉靶機器人升降系統(tǒng)》闡述了一種采用彈簧管制材料的升降系統(tǒng)，其定位方式為開關(guān)定位，推動桿和接力柱相互作用完成升降功能，此種裝置適用與打靶過程中靶標(biāo)要么升起，要么收起的應(yīng)用場景，靶標(biāo)質(zhì)量較輕采用相互內(nèi)嵌套的彈簧管制材可以滿足相應(yīng)需求。此種方案不適用于通過中央控制器控制連續(xù)升降的應(yīng)用場景，同時在負(fù)載較重時難以保證升降機構(gòu)的穩(wěn)定性。

中國發(fā)明專利申請cn104942826a《一種機器人升降裝置及升降方法》中公開了一種采用拉繩加多級滑軌的機器人升降方案，該裝置升降時為逐級升降，對拉繩要求較高，非常實用于較大型的機器人，對于小型伸縮距離較大的機器人其穩(wěn)定性會減小，此外，該發(fā)明專利申請采用拉繩升降，拉繩既作為提升動力傳遞使用，也是各滑臂的承重繩，在升降過程，拉繩容易晃動，使得機器人升降不夠穩(wěn)當(dāng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種升降套管結(jié)構(gòu)，采用多級套管升降，能夠在有限空間內(nèi)伸長到需求的長度，實現(xiàn)有序伸縮，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動平穩(wěn)。

本發(fā)明提供的升降套管結(jié)構(gòu)，包括套管組件，所述套管組件包括多個套管以及相應(yīng)的連接套，所述連接套安裝在套管的下端外壁上；所述連接套上具有臺階，或者，所述套管的內(nèi)壁設(shè)置有臺階；所述套管的外壁設(shè)置有凸塊；各套管逐層嵌套，內(nèi)層套管可沿外層套管移動；伸長時，內(nèi)層套管的凸塊接觸外層套管的連接套上的臺階后，或者接觸外層套管內(nèi)壁上的臺階后，帶動外層套管移動；收縮時，內(nèi)層套管的連接套接觸外層套管的連接套后，帶動外層套管移動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，采用逐級嵌套結(jié)構(gòu)，伸縮時，由內(nèi)層套管帶動外層套管移動，進行多級傳動，能夠在有限空間內(nèi)伸長到需要的長度，實現(xiàn)有序伸縮，在小空間內(nèi)具有較大的伸縮范圍，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。

為避免套管伸縮時晃動，確保套管之間按照規(guī)定路線相對滑動，內(nèi)層套管的外壁上設(shè)置有限位塊或線槽，外層套管的內(nèi)壁上設(shè)置有與內(nèi)層套管上的限位塊或線槽匹配的線槽或限位塊，所述限位塊插在線槽中，確保套管沿線槽滑動。

本發(fā)明還提供一種升降套管結(jié)構(gòu)，包括套管組件，所述套管組件包括多個套管以及相應(yīng)的連接套，所述連接套安裝在套管的下端外壁上；所述套管的外壁設(shè)置有凸塊，套管的內(nèi)壁上設(shè)置有限位塊；各套管逐層嵌套，內(nèi)層套管可沿外層套管移動；伸長時，內(nèi)層套管的凸塊接觸外層套管上的限位塊后，帶動外層套管移動；收縮時，內(nèi)層套管的連接套接觸外層套管的連接套后，帶動外層套管移動。該升降套管結(jié)構(gòu)將限位塊設(shè)置在套管內(nèi)壁上，一方面可以利用限位塊與凸塊配合實現(xiàn)有序伸長，另一方面，在內(nèi)層套管內(nèi)層套管的外壁上設(shè)置有線槽，將限位塊插在線槽中，就可以實現(xiàn)直線滑動，避免套管晃動，限位塊應(yīng)盡量設(shè)置在套管的下端。

為便于掛載機器人，增強升降的穩(wěn)定性，本發(fā)明包括兩組結(jié)構(gòu)相同的套管組件，兩組套管組件的各對應(yīng)層級的套管共用一個連接套，即，連接套的兩端分別安裝在兩組套管組件對應(yīng)層級的套管的下端外壁上，利用連接套將兩組套管組件對應(yīng)層級的套管連接起來，大大增強套管組件的穩(wěn)定性?？梢允遣糠謱?yīng)層級的套管共用一個連接套，也可以是全部對應(yīng)層級的套管都用一個連接套。

兩組套管組件由提升機構(gòu)驅(qū)動，所述提升機構(gòu)包括電機和兩根拉帶，兩根拉帶分別位于其中一組套管組件的最內(nèi)層套管內(nèi)，拉帶的兩端分別與電機輸出軸、最內(nèi)層套管連接，收縮時，電機將拉帶卷在輸出軸上，伸長時，電機逐步釋放拉帶，兩根拉帶共用一個電機，實現(xiàn)兩組套管組件的同步升降，無需另設(shè)電機同步裝置。

為避免套管組件超范圍移動而導(dǎo)致機器人與支架等碰撞，損壞機器人，本發(fā)明所述提升機構(gòu)還包括限位開關(guān)和開關(guān)觸發(fā)件，所述限位開關(guān)安裝在最內(nèi)層套管的連接套上，當(dāng)限位開關(guān)碰觸開關(guān)觸發(fā)件，電機停機。

本發(fā)明所述套管組件由提升機構(gòu)驅(qū)動；所述提升機構(gòu)包括電機和拉帶，所述拉帶位于最內(nèi)層套管內(nèi)，拉帶的兩端分別與電機輸出軸、最內(nèi)層套管連接。所述提升機構(gòu)還包括限位開關(guān)和開關(guān)觸發(fā)件，所述限位開關(guān)安裝在最內(nèi)層套管的連接套上，當(dāng)限位開關(guān)碰觸開關(guān)觸發(fā)件，電機停機。

為方便設(shè)備布局，本發(fā)明所述提升機構(gòu)還包括軸承，所述拉帶繞軸承后與電機輸出軸連接，利用軸承改變拉帶的方向，可以靈活設(shè)置電機的安裝位置。

本發(fā)明采用多級套管嵌套結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)有秩序地多級伸縮，使其在小空間內(nèi)具有較大的伸縮范圍，實現(xiàn)了在有限空間中完成滿足需求的伸長。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，逐級伸縮，滿足具體產(chǎn)品應(yīng)用中要求的伸縮機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能夠在有限空間內(nèi)伸長到需求的長度的要求。通過設(shè)置限位塊與線槽，實現(xiàn)直線移動，避免套管的晃動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，成本低；體積小，傳動平穩(wěn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖二(未示出電機、軸承等)；

圖3為本發(fā)明套管組件俯視圖；

圖4為第五套管與第四套管套接示意圖；

圖5為拉帶與第一套管連接示意圖；

圖6為六層套管套接示意圖。

圖中：1-支架；2a-左上穩(wěn)定套；2b-右上穩(wěn)定套；3a-左下連接套；3b-右下連接套；4-第五連接套；5、第四連接套；6-第三連接套；7-第二連接套；8a-左支撐架連接套；8b-右支撐架連接套；9a-左固定套管；9b-右固定套管；10-左第五套管；10b-右第五套管；11-左第四套管；11b-右第四套管；12-左第三套管；13-左第二套管；14-左第一套管；15-第五凸塊；16-第四凸塊；17-第三凸塊；18-第二凸塊；19-第一凸塊；20-第六限位塊；21-第五限位塊；22-第四限位塊；23-第三限位塊；24-第二限位塊；25-第一限位塊；26-電機；27-軸承；28a-左拉帶；28b-右拉帶；29-限位開關(guān)；30-開關(guān)觸發(fā)件；31-加強板；32-拉帶固定板；33-固定螺栓；34-軌道；33-左下連接套臺階；34-第五臺階；35-第四臺階；36-第三臺階；37-第二臺階。

具體實施方式

本發(fā)明提供的升降套管結(jié)構(gòu)，包括多個套管，各套管逐層套在一起，最外層套管外套有固定套管。

如圖1-2、6所示，圖中示出的是六層套管結(jié)構(gòu)(含最外層的固定套管)，并且包括左、右兩個套管組件，左、右兩個套管組件的對應(yīng)的左、右套管的結(jié)構(gòu)相同。結(jié)合圖3、4、5，以圖1、2中左側(cè)套管組件為例，詳細(xì)說明本發(fā)明的套管組件的結(jié)構(gòu)。左固定套管9a安裝在支架1上，為確保左固定套管9a的穩(wěn)定性，左固定套管9a的上下兩端分別通過左上穩(wěn)定套2a、左下連接套3a安裝在支架1上，左上穩(wěn)定套2a、左下連接套3a分別套在左固定套管9a的上下兩端。左固定套管9a的內(nèi)壁上設(shè)置有凸出的第六限位塊20，左下連接套3a的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有左下連接套臺階33，左下連接套3a套在左固定套管9a的下端，左下連接套3a的底面位于左固定套管9a的底面的下方，左下連接套3a上的左下連接套臺階33水平伸向左固定套管9a的軸線。

結(jié)合圖2、3、4、6，左第五套管10、左第四套管11、左第三套管12、左第二套管13、左第一套管14結(jié)構(gòu)基本相同。左第五套管10的外壁上設(shè)置有第五凸塊15，外壁上還沿套管軸向設(shè)置的線槽(圖中未示出)，該線槽與第六限位塊20相適配，第六限位塊20可沿左第五套管10上的線槽進行直線移動，左第五套管10的內(nèi)部上設(shè)置有凸出的第五限位塊21；左第五套管10的下端套有第五連接套4，第五連接套4的底面位于左第五套管10的底面的下方，第五連接套4的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有第五臺階34，該第五臺階34水平伸向左第五套管10的軸線。左第四套管11的外壁上設(shè)置有第四凸塊16，外壁上還沿套管軸向設(shè)置的線槽(圖中未示出)，左第四套管11的內(nèi)壁上設(shè)置有凸出的第四限位塊22；左第四套管11的下端套有第四連接套5，第四連接套5的底面位于左第四套管11的底面的下方，第四連接套5的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有第四臺階35，該第四臺階35水平伸向左第四套管11的軸線。左第三套管12的外壁上設(shè)置有第三凸塊17，外壁上還沿套管軸向設(shè)置的線槽(圖中未示出)，左第三套管12的內(nèi)壁上設(shè)置有凸出的第三限位塊23；左第三套管12的下端套有第三連接套6，第三連接套6的底面位于左第三套管12的底面的下方，第三連接套6的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有第三臺階36，該第三臺階36水平伸向左第三套管12的軸線。左第二套管13的外壁上設(shè)置有第二凸塊18，外壁上還沿套管軸向設(shè)置的線槽(圖中未示出)，左第二套管13的內(nèi)壁上設(shè)置有凸出的第二限位塊24；左第二套管13的下端套有第二連接套7，第二連接套7的底面位于左第二套管13的底面的下方，第二連接套7的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有第二臺階37，該第二臺階37水平伸向左第二套管13的軸線。左第一套管14的外壁上設(shè)置有第一凸塊19，外壁上還沿套管軸向設(shè)置的線槽(圖中未示出)，左第一套管14的內(nèi)壁上設(shè)置有凸出的第一限位塊25；由于限位塊是用于與線槽配合，進行直線限位，由于左第一套管14內(nèi)沒有套設(shè)其他套管，因此，第一限位塊25是多余的，可以去掉；左第一套管14的下端套有左支撐架連接套8a，左支撐架連接套8a的作用是用于掛接機器人。從圖3可以看到，各套管上都設(shè)置有多個凸塊，相應(yīng)地，左下連接套、右下連接套、各連接套上的臺階也要做對應(yīng)數(shù)量和位置的設(shè)置。各凸塊應(yīng)盡量設(shè)置在套管的上端，這樣在下降時，套管可以更長地伸出。套管的形狀可以是多樣的，圖中示出的形狀是方形，也可以是圓形。

下面詳細(xì)說明本發(fā)明的套管組件是如何嵌套的。左第一套管14套在左第二套管13中，左第二套管13內(nèi)壁上的第二限位塊24插在左第一套管14外壁的線槽中；左第二套管13套在左第三套管12中，左第三套管12內(nèi)壁上的第三限位塊23插在左第二套管13外壁的線槽中；左第三套管12套在左第四套管11中，左第四套管11內(nèi)壁上的第四限位塊22插在左第三套管外壁的線槽中；左第四套管11套在左第五套管10中，左第五套管10內(nèi)壁上第五限位塊21插在左第四套管11外壁的線槽中；左第五套管10套在左固定套管9a中，左固定套管9a內(nèi)壁上的第六限位塊20插在左第五套管10外壁的線槽中。由于限位塊與線槽的配合，主要用于在套管升降時，使得相鄰套管之間的升降時直線升降，因此，限位塊與線槽的位置可以對換，以左第五套管10與左第四套管11為例，可以將限位塊設(shè)置在左第四套管11的外壁上，在左第五套管10的內(nèi)部上設(shè)置相應(yīng)的線槽，同樣可以實現(xiàn)直線升降控制，依此類推，各套管上的限位塊、線槽都可以做相應(yīng)調(diào)整。

為了實現(xiàn)機器人升降的穩(wěn)定，本發(fā)明采用的雙套管結(jié)構(gòu)，如圖1、2、6所示，在左固定套管9a、左第五套管10、左第四套管11、左第三套管12、左第二套管13、左第一套管14的對稱位置設(shè)置右固定套管9b、右第五套管10b、右第四套管11b、右第三套管、右第二套管、右第一套管。從圖中還可以看出，左固定套管9a、右固定套管9b的下端分別套接有左下連接套3a、右下連接套3b，右固定套管9b通過兩端的右上穩(wěn)定套2b、右下連接套3b安裝在支架上，右下連接套3b的底面低于右固定套管9b的底面，右下連接套3b的內(nèi)壁具有伸進右固定套管9b的臺階。左第一套管14、右第一套管上分別套接左支撐架連接套8a、右支撐架連接套8b(機器人掛載在左支撐架連接套8a、右支撐架連接套8b上)，左第五套管10、右第五套管共用第五連接套4，第五連接套4的兩端分別套在左第五套管10、右第五套管的的下端，第五連接套4上具有伸進右第五套管的臺階。左第四套管11、右第四套管共用第四連接套5，第四連接套5的兩端分別套在左第四套管11、右第四套管的的下端，第四連接套5上具有伸進右第四套管的臺階。左第三套管12、右第三套管共用第三連接套6，第三連接套6的兩端分別套在左第三套管12、右第三套管的的下端，第三連接套6上具有伸進右第三套管的臺階。左第二套管13、右第二套管共用第二連接套7，第二連接套7的兩端分別套在左第二套管13、右第二套管的的下端，第二連接套7上具有伸進右第二套管的臺階。

圖1、2示出的是套管組件全部收在一起的結(jié)構(gòu)，收縮后，左支撐架連接套8a、右支撐架連接套8b抵靠在第二連接套7上，第二連接套7抵靠在第三連接套6上，第三連接套6抵靠在第四連接套5上。

下面詳細(xì)說明本發(fā)明提供的套管組件的升降方法，仍以左側(cè)套管組件為例。(1)各套管收縮在一起，進行下降操作，驅(qū)動機構(gòu)帶動左第一套管14下降，當(dāng)左第一套管14外壁上的第一凸塊19接觸到第二連接套7(套在左第二套管13外壁上)上的第二臺階37時，左第一套管帶動左第二套管一同下降。當(dāng)左第二套管13外壁上的第二凸塊18接觸到第三連接套6(套在左第三套管12上)上的第三臺階36時，左第二套管帶動左第三套管一同下降。當(dāng)左第三套管12外壁上的第三凸塊17接觸到第四連接套5(套在左第四套管11上)上的第四臺階35時，左第三套管帶動左第四套管一同下降。當(dāng)左第四套管11外壁上的第四凸塊16接觸到第五連接套4(套在左第五套管10上)上的第五臺階34時，左第四套管帶動左第五套管一同下降。當(dāng)左第五套管10外壁上的第五凸塊15接觸到左下連接套3a(套在左固定套管9a上)上的左下連接套臺階33時，由于左固定套管9a固定不動，左第五套管停止下降。(2)收縮時，驅(qū)動機構(gòu)帶動左第一套管14上升，左第一套管14逐漸收入左第二套管13中；當(dāng)左支撐架連接8a接觸到第二連接套7時，左第一套管14帶動左第二套管13一同上升，左第二套管13逐漸收入左第三套管12中。當(dāng)?shù)诙B接套7接觸到第三連接套6時，左第二套管13帶動左第三套管12一同上升，左第三套管12逐漸收入左第四套管11中；當(dāng)?shù)谌B接套6接觸到第四連接套5時，左第三套管12帶動左第四套管11一同上升，左第四套管11逐漸收入左第五套管10中；當(dāng)?shù)谒倪B接套5接觸到第五連接套4時，左第四套管11帶動左第五套管10一同上升，左第五套管10逐漸收入左固定套管9a中；當(dāng)?shù)谖暹B接套4接觸到左下連接套3a時，驅(qū)動機構(gòu)停止工作，收縮完成。由于無需第五連接套帶動左固定套管9a(左固定套管9a固定不動)上升，因此，可以通過對驅(qū)動機構(gòu)進行設(shè)置，使得左第五套管10收縮到位時停止工作，這樣，第五連接套4也可以不接觸左下連接套3a。

由于設(shè)置臺階與凸塊的目的在于，臺階與凸塊配合，使得內(nèi)層套管的凸塊在碰到外層套管的臺階后，帶動外層套管一同移動，因此，可以將臺階直接設(shè)置在外層套管的內(nèi)壁上，臺階應(yīng)盡可能設(shè)置在外層套管的下端，這樣內(nèi)層套管可以伸出更長。也可以不設(shè)置臺階，而是由限位塊代替，限位塊一方面起到限制內(nèi)層套管移動，使得內(nèi)層套管伸出到位后帶動外層套管移動，另一方面與線槽配合，使得套管直線移動。

如圖3所示，凸臺與限位塊位于不同垂直面上，這種設(shè)置方式，可以避免凸臺、限位塊、臺階之間產(chǎn)生不必要干擾。如果凸塊、限位塊、臺階三者設(shè)置在同一垂直面上，應(yīng)避免將限位塊設(shè)置在凸塊與臺階之間，如果限位塊設(shè)置在兩者之間，將會導(dǎo)致凸塊與臺階無法接觸，此時就會變成前段所描述的結(jié)構(gòu)，利用限位塊代替了臺階或凸塊，具體來說，如果限位塊設(shè)置在外層套管的內(nèi)壁上，則限位塊代替了臺階，如果限位塊設(shè)置在內(nèi)層套管的外壁上，則限位塊代替了凸臺。

結(jié)合圖1、5詳細(xì)說明驅(qū)動套管組件伸縮的提升機構(gòu)。提升機構(gòu)包括電機26、左拉帶28a、右拉帶28b，左拉帶、右拉帶分別用于拉動左、右側(cè)套管組件。電機26安裝在支架1上。如圖5所示，以左拉帶28a的安裝為例，說明拉帶的安裝方式。左第一套管14的下端安裝有固定螺栓33，固定螺栓33水平插入左第一套管，左拉帶28a位于左第一套管14中，其下端安裝在固定螺栓33上，左拉帶的兩側(cè)設(shè)置有拉帶固定板32，固定螺栓33穿過拉帶固定板，拉帶固定板32有利于左拉帶28a的穩(wěn)固安裝，同時避免左拉帶28a單憑與固定螺栓的安裝點受力而容易導(dǎo)致拉帶損壞。左拉帶28a的上端安裝在電機26的輸出軸上。為方便設(shè)備布局，支架1上還安裝有兩個軸承27，左拉帶28a的上端經(jīng)軸承27后與電機輸出軸連接。右拉帶28b的安裝方式與左拉帶28a相同，支架1上同樣安裝有兩個用于改變右拉帶方向的軸承(圖中未示出)，右拉帶28b也是安裝在電機26的輸出軸上，也就是說，左、右拉帶共用一個電機。套管組件收縮時，電機26的輸出軸將拉帶回收并繞在輸出軸上，套管被提升；伸長時，電機26的輸出軸將拉帶釋放，套管被放下。

如圖1所示，當(dāng)套管組件收縮到位后，機器人(圖中未示出)的行走機構(gòu)與軌道34對齊，這樣機器人可以自主行走到軌道34上。為避免套管組件收縮過度導(dǎo)致機器人碰撞損壞，左支撐架連接套8a上安裝有限位開關(guān)29，支架1上具有加強板31，加強板31上安裝有開關(guān)觸發(fā)件30，該開關(guān)觸發(fā)件與電機或控制裝置連接，當(dāng)機器人移動到位時，限位開關(guān)29碰到開關(guān)觸發(fā)件30，電機直接停止運轉(zhuǎn)，或者由控制裝置控制電機停止運轉(zhuǎn)。