一種軌道式機器人行走路徑變換裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，包括：方向轉換平臺以及若干條方向不同的路徑軌道；所述方向轉換平臺能夠與任意路徑軌道對接；方向轉換平臺包括平臺基體、平臺伸縮機構、平臺旋轉機構和平臺安裝板；所述平臺基體與平臺伸縮機構連接，平臺伸縮機構與平臺旋轉機構連接，所述平臺旋轉機構固定在平臺安裝板上。本實用新型有益效果：機器人行走路徑變換裝置實現了多通道并存、多方向選擇，一套機器人主體就可完成多個方向場合的工作，提高了工作覆蓋率。路徑方向變化適應性強，可適應各種角度要求，克服了彎軌轉彎角度單一、路徑單一的缺點，達到了路徑設計隨意性。
【專利說明】一種軌道式機器人行走路徑變換裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于特種機器人領域，特別涉及一種機器人軌道應用，通過變換軌道的方向，以更改機器人行走路徑的裝置。

【背景技術】
[0002]在設備巡回檢測、物料轉運應用中，軌道式機器人以其續(xù)航能力強、維護方便的優(yōu)勢得以逐漸應用。為加大機器人運行地理范圍，提高對對設備檢測、物料投運地點的覆蓋率，需要將機器人軌道延伸至多處角落，這涉及到軌道路徑的拐彎、分叉，有的路徑拐彎角度太大、分叉太多，普通彎軌設計已經無法解決，這對軌道式機器人的行走帶來了很多的技術難題。因此研究一種可變換機器人行走路徑的裝置，能極大推動軌道機器人在設備巡回檢測、物料轉運應用的發(fā)展。
[0003]經對現有技術的文獻檢索發(fā)現，申請?zhí)枮?01310040511.1名稱為“帶拐彎裝置的軌道機器人”的專利以及申請?zhí)枮?01110091368.X名稱為“一種軌道式自主移動機器人”的專利，均提出了一種軌道式機器人的應用，但是其對機器人運行軌道的研究，只局限于單條軌道的運行，對與軌道的拐彎、分叉未能進行具體、深入的研究和探索，更未能提供一種實施方案用于應對行走路徑多方向、多分叉的問題，無法拓展軌道機器人的應用。
[0004]由此可見，現在應用技術中仍沒有一種裝置來滿足軌道路徑多方向、多分叉的需要，軌道機器人的應用仍存在較大的技術缺陷，此種現狀已經嚴重制約著軌道機器人的實際應用和推廣。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種可更改軌道機器人行走路徑的裝置。該裝置能夠在軌道機器人行走路徑出現岔口時，軌道路徑由一條變換為三條或多條，當機器人行至并剎車停留在方向轉換平臺上時，方向轉換平臺進行下降、旋轉、上升的動作，完成行走路徑的改變。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種軌道式機器人行走路徑變換裝置，包括:方向轉換平臺以及若干條方向不同的路徑軌道；所述方向轉換平臺能夠與任意路徑軌道對接；
[0008]所述方向轉換平臺包括平臺基體、平臺伸縮機構、平臺旋轉機構和平臺安裝板；所述平臺基體與平臺伸縮機構連接，平臺伸縮機構與平臺旋轉機構連接，所述平臺旋轉機構固定在平臺安裝板上；
[0009]所述每一條路徑軌道包括軌道基體，在所述軌道基體上分別連接有滑觸線、導軌、軌道定位板和齒條；所述導軌平行布置在軌道基體的兩側，所述滑觸線沿與導軌平行的方向固定在軌道基體上，所述齒條固定在其中一側導軌上。
[0010]所述平臺基體包括:平臺底板、定位凸板、平臺齒條、平臺滑觸線和平臺導軌；
[0011]所述平臺底板的兩端分別設有定位凸板，定位凸板上設有凸臺，所述定位凸板與平臺底板通過緊固件連接，在所述平臺底板的兩側分別平行布置平臺導軌，所述平臺滑觸線通過滑觸線支撐架沿與平臺導軌平行方向固定在平臺底板上，滑觸線兩端分別設有滑觸線對接頭，用于與路徑軌道中的滑觸線進行對接；所述平臺齒條，沿與平臺導軌平行方向設置在其中一側導軌的內側。
[0012]所述平臺旋轉機構包括電機、減速器以及驅動機構；
[0013]所述電機與減速器連接后固定在平臺安裝板上，所述電機與驅動機構連接；所述驅動機構用于驅動方向轉換平臺的轉動。
[0014]所述驅動機構包括:大齒輪、轉筒和小齒輪；所述電機與小齒輪連接，小齒輪與大齒輪進行外嚙合，所述轉筒固定在平臺安裝板上，所述轉筒的外圓設有安裝槽，大齒輪固定在所述安裝槽內。
[0015]所述平臺伸縮機構包括:伸縮驅動機構、導向桿、伸縮桿和導向聯接座；
[0016]所述伸縮驅動機構設在轉筒內部，所述伸縮桿與導向桿一端與平臺安裝板上的滑動套配合，另一端與導向聯接座連接，所述導向聯接座與平臺底板連接。
[0017]所述每一條路徑軌道的軌道基體兩側分別平行布置導軌，所述導軌與軌道基體通過緊固件聯接；所述滑觸線通過滑觸線支撐架沿與軌道平行的方向裝配在軌道基體上，所述滑觸線對接頭，一端設為直線形狀，與滑觸線采用平滑無縫對接，另一端設為圓弧喇叭口形狀，與方向轉換平臺的平臺滑觸線采用有縫對接。
[0018]所述軌道定位板設置在軌道基體的與方向轉換平臺接觸的一端，所述軌道定位板上設有凹槽，所述凹槽與平臺基體上的定位凸板配合，用于實現方向轉換平臺與路徑軌道的對接。
[0019]所述凹槽包括弧形引導部分和直線定位部分，弧形引導部分設于凹槽外端部、直線部分設于凹槽底部，兩部分相切；所述弧形引導部分用于彌補加工及裝配尺寸誤差，定位凸板沿弧形引導部分滑動到位后，與直線部分形成配合，完成定位。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021]1、機器人行走路徑變換裝置實現了多通道并存、多方向選擇，一套機器人主體就可完成多個方向場合的工作，提高了工作覆蓋率。
[0022]2、路徑方向變化適應性強，可適應各種角度要求，克服了彎軌轉彎角度單一、路徑單一的缺點，達到了路徑設計隨意性。
[0023]3、方向轉換機構結構簡單、軌道對接方便，克服了其它轉彎設備造價高、施工精度要求，有利于普及化。
[0024]4、使用場合的拓展性較大，路徑軌道及方向轉換平臺的結構適應性強，可在單一室內運行，也可多室之間的聯通運行。軌道及方向轉換平臺的設計，通用性強，使用成本低，有利于維護及推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型總體結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型實施例方向轉換平臺與路徑軌道完成對接示意圖；
[0027]圖3為本實用新型路徑軌道結構示意圖；
[0028]圖4為本實用新型方向轉換平臺結構示意圖；
[0029]圖5為本實用新型平臺基體結構示意圖。
[0030]其中，1.第一路徑軌道，2.第二路徑軌道，3.第三路徑軌道，4.第四路徑軌道，5.方向轉換平臺，6.軌道基體，7.滑觸線，8.滑觸線對接頭，9.導軌，10.滑觸線支撐架，11.軌道定位板，12.齒條，13.定位凸板，14.平臺齒條，15.平臺滑觸線，16.平臺導軌，17.平臺導軌，18.平臺安裝板，19.電機及減速器，20.轉筒，21.大齒輪，22.小齒輪，23.伸縮驅動機構，24.導向桿，25.導向聯接座。

【具體實施方式】
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[0031]下面結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明:
[0032]本實用新型實施例主要由方向轉換平臺、第一路徑軌道、第二路徑軌道、第三路徑軌道、第四路徑軌道或更多路徑軌道組成，具體結構如圖1和圖2所示。路徑軌道的長度及與建筑體的安裝方式根據現場實際情況確定。
[0033]第一路徑軌道I架設在建筑體支架上，根據現場要求，存在多個岔口以適應不同的行進方向，本案例采用三個岔口，可選擇三個行進方向，分別是第二路徑軌道2、第三路徑軌道3、第四路徑軌道4，中間布置方向轉換平臺5。
[0034]如圖3所示，第一路徑軌道包括軌道基體6、滑觸線7、滑觸線對接頭8、導軌9、滑觸線支撐架10、軌道定位板11、齒條12。
[0035]軌道基體6通過預留裝配孔，搭建在建筑體上，并設有安裝孔位，用于滑觸線7、導軌9、軌道定位板11及齒條12與建筑體的聯接，軌道基體的設計類型可采用通用型材、特制板材。
[0036]滑觸線7通過滑觸線支撐架10裝配在軌道基體6上，滑觸線對接頭8的直線部分與滑觸線7對接無縫后，通過緊固件裝配在軌道基體6上；滑觸線7類型可選用無接縫式、管式等，通用性強、維護性好。滑觸線對接頭8，一端設為直線形狀，與滑觸線7采用平滑無縫對接，一端設為圓弧喇叭口形狀，與方向轉換平臺的平臺滑觸線15采用有縫對接，降低現場調試難度并方便集電器滑觸頭順暢通過。滑觸線支撐架10，用于滑觸線7與軌道基體6之間的聯接，設有裝配孔及調整孔位，方便調整滑觸線7的高度及直線度。
[0037]導軌9利用緊固件裝配在軌道基體6上，兩件導軌平行布置在軌道基體6兩側，導軌9的滑軌面類型可采用圓弧或三角形設計，選用范圍較寬；
[0038]齒條12通過緊固件與其中一側導軌9的內側面裝配，與導軌9形成整體，方便調整；齒條12的設計類型可采用直齒或斜齒，齒條12的材質按相應國標要求。
[0039]軌道定位板11，一端與軌道基體聯接，另一端的定位凹槽用于定位。在工作工程中與方向轉換平臺5的定位凸板13配合，定位凹槽設有弧形引導部分和直線定位部分，降低安裝精度要求并能確保定位準確。
[0040]第二路徑軌道2、第三路徑軌道3、第四路徑軌道4，結構及包含零部件與第一路徑軌道I相同，根據現場需要選用，為適應多路徑的存在，可增加至第五路徑軌道或更多軌道。
[0041]如圖4和圖5所示，方向轉換平臺5包括平臺安裝板17、平臺基體18、平臺旋轉機構和平臺伸縮機構。所述平臺基體18上安裝定位凸板13、平臺齒條14、平臺滑觸線15和平臺導軌16。
[0042]平臺安裝板17，設有與臺旋轉機構及平臺伸縮機構裝配孔、與建筑體的聯接孔。
[0043]平臺基體18上設有安裝孔位，用于與方向轉換平臺各零件的聯接，平臺基體18的設計類型與第一路徑軌道中的軌道基體相同。
[0044]定位凸板13裝配在平臺基體18兩端，定位凸板13上設有凸臺，用于與軌道定位板11的凹槽配合，實現平臺旋轉機構5的平臺導軌16與路徑軌道的導軌9的對接；定位凸板13與平臺基體18通過緊固件連接。
[0045]平臺導軌16平行布置在平臺基體18的兩側，采用緊固件聯接；類型與第一路徑軌道中的“導軌”相同。
[0046]平臺齒條14與其中一側導軌裝配在一起，設計類型與第一路徑軌道中的“齒條”相同。
[0047]平臺滑觸線15裝配在平臺基體18上；布置方式與第一路徑軌道I上的滑觸線7相同。
[0048]其中平臺旋轉機構5包括電機及減速器19、轉筒20、大齒輪21、小齒輪22 ;電機及減速器19和轉筒20都裝配在平臺安裝板17上，轉筒20的外圓設有安裝槽與大齒輪21配合，小齒輪22與電機及減速器19的輸出軸采用鍵連接，大齒輪21與小齒輪22進行外嚙八口 ο
[0049]電機及減速器19，本實施例采用交流伺服電機和行星減速器；轉筒20的外圓設有安裝槽與大齒輪配合，底部設有裝配孔與平臺安裝板17聯接，頂部及內部孔位與平臺伸縮機構聯接。平臺安裝板17底部可與建筑體支架聯接。大齒輪21和小齒輪22采用國標設計，方便維護及更換；
[0050]平臺伸縮機構包括伸縮驅動機構23、導向桿24、導向聯接座25。伸縮驅動機構23主體裝配在轉筒20內部，可采用電動或啟動方式；伸縮桿與導向桿24—端與平臺安裝板17上的滑動套配合，另一端與導向聯接座25聯接，導向聯接座25與平臺基體18底部聯接；平臺伸縮機構進行上升、下降動作，完成方向轉換平臺與路徑軌道的定位配合。
[0051]導向桿24，設為三桿或多桿圓周均勻分布，桿部機座設有油槽，采用免維護滑動設計。導向聯接座25，設有聯接導向桿24、平臺基體18的裝配孔，一端聯接導向桿24，另一端聯接平臺基體18。
[0052]機器人主體在第一路徑軌道I上行進，根據現場需要，前方道路徑由一條變成了為3條，即第二路徑軌道2、第三路徑軌道3、第四路徑軌道4，若按照預先要求，先選擇第二路徑軌道2，以下步驟將介紹如何行進。
[0053]機器人行至在方向轉換平臺5，根據預先設定執(zhí)行剎車并停留在平臺上，方向轉換平臺5隨即啟動路徑轉換動作。伸縮機構23和導向桿24下降，拖動平臺基體18下降，定位凸板13與軌道定位板11脫離接合，下降動作停止；平臺旋轉機構開始動作，電機及減速器19輸出扭矩，小齒輪22驅使大齒輪21帶動轉筒20轉動，轉換平臺5承載機器人本體轉動，方向運動停止；伸縮機構23和導向桿24上升，推動平臺基體18上升，定位凸板13與軌道定位板11接合到位，上升動作停止，此時平臺導軌16與導軌9接合完畢，兩組導軌為無縫接合，平臺滑觸線15與滑觸線7也完成接合，兩組滑觸線接合為有縫接合，由于設有滑觸線對接頭8，集電器觸頭在滑動中既保證動作流暢也保證觸頭與滑線導體的及時聯通。
[0054]此時，方向轉換平臺5完成方向轉換動作，圖1為方向轉換平臺轉動過程示意圖；圖2為方向轉換平臺與第二路徑軌道2完成對接示意圖。
[0055]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，包括:方向轉換平臺以及若干條方向不同的路徑軌道；所述方向轉換平臺能夠與任意路徑軌道對接； 所述方向轉換平臺包括平臺基體、平臺伸縮機構、平臺旋轉機構和平臺安裝板；所述平臺基體與平臺伸縮機構連接，平臺伸縮機構與平臺旋轉機構連接，所述平臺旋轉機構固定在平臺安裝板上； 所述每一條路徑軌道包括軌道基體，在所述軌道基體上分別連接有滑觸線、導軌、軌道定位板和齒條；所述導軌平行布置在軌道基體的兩側，所述滑觸線沿與導軌平行的方向固定在軌道基體上，所述齒條固定在其中一側導軌上。
2.如權利要求1所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述平臺基體包括:平臺底板、定位凸板、平臺齒條、平臺滑觸線和平臺導軌； 所述平臺底板的兩端分別設有定位凸板，定位凸板上設有凸臺，所述定位凸板與平臺底板通過緊固件連接，在所述平臺底板的兩側分別平行布置平臺導軌，所述平臺滑觸線通過滑觸線支撐架沿與平臺導軌平行方向固定在平臺底板上，滑觸線兩端分別設有滑觸線對接頭，用于與路徑軌道中的滑觸線進行對接；所述平臺齒條，沿與平臺導軌平行方向設置在其中一側導軌的內側。
3.如權利要求1所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述平臺旋轉機構包括電機、減速器以及驅動機構； 所述電機與減速器連接后固定在平臺安裝板上，所述電機與驅動機構連接；所述驅動機構用于驅動方向轉換平臺的轉動。
4.如權利要求3所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述驅動機構包括:大齒輪、轉筒和小齒輪；所述電機與小齒輪連接，小齒輪與大齒輪進行外嚙合，所述轉筒固定在平臺安裝板上，所述轉筒的外圓設有安裝槽，大齒輪固定在所述安裝槽內。
5.如權利要求1所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述平臺伸縮機構包括:伸縮驅動機構、導向桿、伸縮桿和導向聯接座； 所述伸縮驅動機構設在轉筒內部，所述伸縮桿與導向桿一端與平臺安裝板上的滑動套配合，另一端與導向聯接座連接，所述導向聯接座與平臺底板連接。
6.如權利要求1所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述每一條路徑軌道的軌道基體兩側分別平行布置導軌，所述導軌與軌道基體通過緊固件聯接；所述滑觸線通過滑觸線支撐架沿與軌道平行的方向裝配在軌道基體上，所述滑觸線對接頭，一端設為直線形狀，與滑觸線采用平滑無縫對接，另一端設為圓弧喇叭口形狀，與方向轉換平臺的平臺滑觸線采用有縫對接。
7.如權利要求1所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述軌道定位板設置在軌道基體的與方向轉換平臺接觸的一端，所述軌道定位板上設有凹槽，所述凹槽與平臺基體上的定位凸板配合，用于實現方向轉換平臺與路徑軌道的對接。
8.如權利要求7所述的一種軌道式機器人行走路徑變換裝置，其特征是，所述凹槽包括弧形引導部分和直線定位部分，弧形引導部分設于凹槽外端部、直線部分設于凹槽底部，兩部分相切；所述弧形引導部分用于彌補加工及裝配尺寸誤差，定位凸板沿弧形引導部分滑動到位后，與直線部分形成配合，完成定位。
【文檔編號】B25J19/00GK204136067SQ201420609974
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】李運廠, 蔣克強, 張永生, 孫昊, 孟杰, 劉永成 申請人:山東魯能智能技術有限公司