本發(fā)明涉及一種巡檢機器人行走機構。

背景技術：
中國發(fā)明專利文獻CN201510159496.1《一種電纜隧道巡檢機器人行走機構》中公開了一種電纜隧道巡檢機器人行走機構，包括導軌和驅動導向機構，所述導軌具有中空的腔室，所述驅動導向機構包括安裝在導軌的中空腔室內的車架，車架設有水平導向輪組，水平導向輪組在導軌的中空腔室內起水平導向作用，機器人懸掛在車架下方，車架設有承重輪組，導軌的中空腔室內設有承重軌道用于支撐承重輪組，車架下方設有驅動輪組，驅動輪組在導軌的下方與導軌的下表面滾動配合。驅動導向機構前端上部具有磁性傳感器，用于行走過程中感知安裝在導軌頂部的磁鋼定位點，磁性傳感器下部安裝一個前端導向輪，磁性傳感器水平軸線位置一次設置三個水平導向輪，前后兩個水平導向輪下各設置一對承重導向輪，承重導向輪正下方安裝兩個水平導向輪并通過軸承與承重導向輪組上方的兩個水平導向輪組成前、后水平導向輪組；主、從驅動輪分別安裝于前后端水平導向輪組下方，主從驅動輪之間為機器人懸掛點，編碼器與從驅動輪通過軸承連接在一個水平線上。驅動輪依靠和軌道底部摩擦實現(xiàn)驅動，運行時間較長后，摩擦系數(shù)減小容易打滑。此行走機構具有承重輪組，適合負載較重的機器人，但導向輪機構車沉重輪和導向輪機構無法水平轉動只能在直行軌道上行走，需要輔助裝置實現(xiàn)轉彎。該專利文獻公開的發(fā)明方案適合于環(huán)境相對較好的隧道應用環(huán)境，采用軌道內安裝驅動導向裝置的方式，行走機構本身不具備上下坡驅動和急彎轉向功能，不方便檢修。

技術實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種巡檢機器人行走機構，轉彎時無需額外的輔助裝置，在坡度較大的坡道上下坡時，運行穩(wěn)定，安裝卸載方便，易于維護。本發(fā)明提供的巡檢機器人行走機構，包括驅動機構和導向機構；所述驅動機構包括承載板，所述承載板上設置有由驅動裝置驅動的齒輪；所述導向機構位于所述承載板的上方，包括上連接塊以及前、后導向輪組；所述前、后導向輪組結構相同，包括輪組連接件以及左、右導向臂，所述左、右導向臂分別活動地安裝在所述輪組連接件的左、右端，所述前、后導向輪組的輪組連接件分別可水平旋轉地安裝在所述上連接塊的前、后端。本發(fā)明提供的巡檢機器人行走機構安裝在軌道上，軌道包括主軌，主軌下方安裝有齒條，主軌從前、后導向輪組的輪組的左、右導向臂之間穿過，前、后導向輪組的左、右導向臂夾持主軌，驅動機構的齒輪與軌道的齒條齒合。為使得對軌道的夾持更穩(wěn)定，前、后導向輪組的左、右導向臂與所述主軌接觸部位與所述主軌相適配。驅動裝置驅動齒輪轉動，使得巡檢機器人行走機構在主軌上移動，當遇到彎道時，前、后導向輪組可以水平轉動一定角度以適應彎道，無需其他輔助裝置輔助轉彎；當遇到坡道時，由于前、后導向輪組的左、右導向臂活動地安裝，左、右導向臂可以適應坡道進行上、下移動，適度抬起或放下左、右導向臂，使得行走機構自適應坡道，進行上下坡。本發(fā)明采用行走機構齒輪與軌道齒條齒合的方式實現(xiàn)行走，齒輪轉動并沿齒條前進后退以提供驅動力，外力干擾下不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。所述左、右導向臂結構相同，包括導向輪和導向輪軸，所述導向輪可轉動地安裝在導向輪軸的下端，所述導向輪軸的上端活動地安裝在所述輪組連接件上。行走機構移動時，導向輪與軌道滾動配合，減小移動阻力，導向輪軸活動地安裝，進入坡道時，導向輪軸隨著坡道進行上下抬放以適應坡道。導向輪與軌道相適配，如軌道主軌為圓形，則導軌具有具有與圓形主軌相適配的弧度。為確保軌道齒條與驅動機構齒輪的有效齒合，尤其是在彎道、坡道時避免齒條與齒輪脫離，所述驅動機構還包括軌道貼合件，該軌道貼合件可轉動地安裝在所述承載板上；在所述上連接塊的中部，所述上連接塊的側面活動地安裝有外導向臂，該外導向臂與所述軌道貼合件相對。軌道貼合件與外導向臂配合，起到夾持軌道的作用，當進入彎道、坡道時，無論行走機構如何晃動，軌道貼合件、外導向臂施其中之一或兩者同時施以向行走機構晃動方向的相反方向的阻擋，使得齒輪與齒條緊密齒合，防止齒輪與齒條分離，避免行走機構失去動力；可轉動的軌道貼合件與軌道滾動接觸，減小移動阻力。外導向臂結構與左、右導向臂相同，包括導向輪和導向輪軸，所述導向輪可轉動地安裝在導向輪軸的下端，所述導向輪軸的上端活動地安裝在所述上連接塊上。導向輪與軌道滾動配合，減小移動阻力，導向輪軸活動地安裝，進入坡道時，導向輪軸隨著坡道進行上下抬放以適應坡道。導向輪與軌道相適配，如軌道主軌為圓形，則導軌具有具有與圓形主軌相適配的弧度。為實現(xiàn)驅動機構合理布局，所述軌道貼合件位于所述齒輪的上方，所述驅動裝置還與所述軌道貼合件連接，驅動軌道貼合件轉動，驅動裝置一般設置在承載板下方，驅動裝置輸出軸依次連接齒輪、軌道貼合件，同步驅動齒輪、軌道貼合件轉動，使得行走機構移動更穩(wěn)定。優(yōu)選地，所述軌道貼合件呈圓臺型，具有內凹弧度，內凹弧度與圓形軌道相適配，有利于兩者緊密貼合。所述前、后導向輪組的輪組連接件通過水平旋轉部件與所述上連接塊的前、后端連接，水平旋轉部件可采用軸承等部件，當行走機構進入彎道時，由于水平旋轉部件的連接，前、后導向輪組轉動一定角度以適應彎道。所述上連接塊通過背連接塊固定在所述承載板上，上連接塊與承載板的連接方式以不會干涉驅動機構、導向機構工作為宜。本發(fā)明具有以下有益效果：(1)各個部件分工明確，可根據(jù)不同隧道環(huán)境選用不用材質加工，以適應某些嚴酷的隧道環(huán)境。(2)具有轉彎和上下坡道能力，無需額外輔助裝置。在坡度較大的坡道上下坡時，具有穩(wěn)定驅動和制動能力。驅動方式簡單可靠，便于安裝和卸載維護。(3)設置前后兩組對稱的導向輪組，每對導向輪組具有一定的向內斜角可以夾持軌道。(4)驅動機構上設置齒輪，軌道下方具有齒條，齒輪轉動并沿齒條前進后退以提供驅動力并保證外力干擾下不出現(xiàn)打滑。(5)導向輪組頂部設置可水平旋轉的部件，前后行走彎道處可實現(xiàn)穩(wěn)定導向。(6)導向臂活動地安裝，具有抬起放下的自適應性，以適應上下坡的穩(wěn)定導向。(7)設置外導向臂與驅動機構的軌道貼合件配合，保證齒輪與齒條的有效的貼合。附圖說明圖1為本發(fā)明所述軌道示意圖；圖2為本發(fā)明所述驅動機構示意圖；圖3為本發(fā)明所述導向機構示意圖。圖中：101-軌道；110-主軌；111-齒條；102-驅動機構；120-軌道貼合件；121-齒輪；122-承載板；123-驅動電機；103-導向機構；131-導向輪；132-導向輪軸；134-水平旋轉部件；135-輪組連接件；136-上連接塊；137-背連接塊；138-外導向臂。具體實施方式下面結合附圖1～附圖3闡述本發(fā)明的具體實施方式：本發(fā)明提供的巡檢機器人行走機構，具有斜坡穩(wěn)定行走和急彎轉向功能，包括驅動機構102、導向機構103。如圖1所示，鋁合金軌道101由截面為圓形的主軌110和安裝在主軌110下方的齒條111構成，軌道依據(jù)隧道走向可具有坡道和彎段部分。如圖2所示，驅動機構102包括承載板122、驅動電機123、齒輪121、軌道貼合件120，驅動電機123安裝在承載板122的下方，承載板122的上方依次安裝齒輪121、軌道貼合件120，驅動電機123的電機軸通過軸承穿過承載板122后與齒輪121、軌道貼合件120同軸連接，驅動電機123同步帶動齒輪121、軌道貼合件120正反向轉動；軌道貼合件120呈圓臺型，側面內凹一定弧度，與圓形軌道適配。軌道貼合件120可采用塑料制作，齒輪、承載板為不銹鋼材質。如圖3所示，導向機構103包括前、后導向輪組、外導向臂138、上連接塊136、背連接塊137；上連接塊136位于承載板122正上方并通過背連接塊137固定到承載板122的側面，以不干涉導向機構本身及驅動機構等為宜；前、后導向輪組結構相同并對稱地安裝在上連接塊136的前、后端。以前導向輪組為例，詳細說明前、后導向輪組的結構：前導向輪組包括左、右導向臂、輪組連接件135、水平旋轉部件134，水平旋轉部件134可采用軸承實現(xiàn)；左、右導向臂結構相同并對稱地安裝在輪組連接件135的左、右側，輪組連接件135上部為安裝在上連接件136前端的水平旋轉部件134。以前導向輪組的右導向臂為例，詳細說明各導向臂的結構，右導向臂包括導向輪131、導向輪軸132，導向輪131側面為內弧形，與軌道主軌相適配，導向輪131頂部與導向輪軸132底部連接，導向輪131可以轉動，采用塑料制作，導向輪軸132頂部與輪組連接件135活動連接，當進入坡道時，導向輪、導向輪軸可繞連接點進行抬起放下的動作，也可以設計成進行旋轉動作，即遇到坡道時，向上或向下轉動一定角度以適應坡道；導向輪軸與輪組連接件的活動連接不能過松，要保證左、右導向臂對軌道主軌的夾持力。外導向臂138的結構與左、右導向臂相同，外導向臂138活動地安裝在上連接塊136的中部外側，與左、右導向臂類似，當進入坡道時，外導向臂138可繞連接點進行抬起放下的動作，也可以設計成進行旋轉動作，即遇到坡道時，向上或向下轉動一定角度以適應坡道；外導向臂與上連接塊的活動連接也不能過松。外導向臂138也包括導向輪和導向輪軸，導向輪軸的上端與上連接塊活動連接，導向輪軸的下端與導向輪連接，導向輪在導向輪軸上可以轉動，導向輪采用塑料制作，具有內凹弧度以適配圓形軌道主軌。位于承載板上表面的齒輪、軌道貼合件位于上連接塊的下方，軌道貼合件與外導向臂的導向輪正對，軌道貼合件與外導向臂的導向輪形成一個類似于前、后導向輪組的軌道夾持裝置。結合圖1、2、3，本發(fā)明提供的巡檢機器人行走機構安裝時，軌道101的主軌110從前、后導向輪組的左、右導向臂以及軌道貼合件120、外導向臂138之間穿過，圓形主軌110與左、右導向臂、軌道貼合件120緊密貼合；驅動機構的齒輪121與軌道的齒條111齒合，驅動機構的齒輪沿齒條前進和后退以提供動力，并且起到防止滑動的作用。行走機構沿主軌行進到彎道需要轉彎時，前、后導向輪組可以進行水平轉動以自適應軌道，進而調整方向；如果轉彎過大，軌道貼合件與外導向臂起到防止齒條與齒輪分離的作用；當進入坡道需要沿主軌上下坡時，導向輪軸帶動導向輪進行抬起放下動作以自適應軌道，進而調整方向。