一种挂轨式巡检系统的制作方法

技术特征：

1.一种挂轨式巡检系统，其特征在于：包括主轨道(4)、巡检机器人(3)、灭火机器人(06)、自动充换电装置(08)和换轨机构(07)；

所述换轨机构(07)包括固定架(071)、移动架(072)、驱动机构(073)和两个平行设置的副轨道(074)；

所述固定架(071)位于主轨道(4)上方；

所述移动架(072)设置在固定架(071)上；

两个副轨道(074)平行于主轨道(4)设置在移动架(072)下方；

所述巡检机器人(3)悬挂设置在主轨道(4)上；

所述灭火机器人(06)悬挂设置在任一副轨道(074)上；

所述驱动机构(073)设置在固定架(071)上，用于驱动移动架(072)沿垂直于主轨道(4)运行方向移动，实现任一副轨道(074)与主轨道(4)对接，形成巡检机器人(3)或灭火机器人(06)的运行轨道；

所述自动充换电装置(08)包括机器人导向定位机构(1)和充换电机构(2)，机器人导向定位机构(1)位于主轨道(4)上方，用于巡检机器人(3)的导向和定位，充换电机构(2)用于巡检机器人(3)上电池组件的更换。

2.根据权利要求1所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述充换电机构(2)位于主轨道(4)一侧，包括仓体(21)以及设置在仓体(21)内的换电机械手(22)、两个电池仓(23)和设置在其中一个电池仓(23)内的电池组件(24)；

所述仓体(21)的仓门用于正对巡检机器人(3)的电池组件(24)；

所述换电机械手(22)包括设置在仓体(21)上底面中部的回转运动机构(221)、设置在回转运动机构(221)上且位于回转运动机构(221)下方的直线运动机构(222)、设置在直线运动机构(222)上且位于直线运动机构(222)下方的取放电池夹爪(223)；

或者，所述换电机械手(22)包括设置在仓体(21)上底面中部的直线运动机构(222)、设置在直线运动机构(222)上且位于直线运动机构(222)下方的回转运动机构(221)、设置在回转运动机构(221)上且位于回转运动机构(221)下方的取放电池夹爪(223)；

两个电池仓(23)分别设置在换电机械手(22)的可抓手范围内，电池仓(23)用于电池组件(24)的存放和充电；

所述取放电池夹爪(223)用于抓取巡检机器人(3)或充换电机构(2)电池仓(23)上的电池组件(24)。

3.根据权利要求2所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述取放电池夹爪(223)包括立板(2231)、前板(2232)、后板(2233)、第一电磁铁(2234)、电动夹爪(2235)和至少两个定位销组件；

所述立板(2231)固定在直线运动机构(222)下底面；

所述前板(2232)和后板(2233)设置在电动夹爪(2235)上且分别位于立板(2231)的前侧和后侧，所述电动夹爪(2235)的抓取部向前伸出前板(2232)；

所述定位销组件包括定位销钉(2236)、弹簧(2237)、前轴套(2238)和后轴套(2239)；

所述前轴套(2238)固定在前板(2232)上；所述后轴套(2239)固定在立板(2231)上；

所述定位销钉(2236)前部与电池组件(24)的定位销套配合，且定位销钉(2236)前部端面为锥面结构；

所述定位销钉(2236)后部为前小后大的台阶结构，且定位销钉(2236)后部端面设置限位结构(2230)；

所述定位销钉(2236)前部穿设在前轴套(2238)内，且定位销钉(2236)前部向前伸出前板(2232)；

所述弹簧(2237)套设在定位销钉(2236)上，且位于前轴套(2238)和后轴套(2239)之间；

弹簧(2237)压缩前，所述定位销钉(2236)后部的大端穿设在后轴套(2239)内；弹簧(2237)压缩后，所述定位销钉(2236)后部的小端穿设在后轴套(2239)内；

所述第一电磁铁(2234)通电后沿轴向吸附所述后板(2233)。

4.根据权利要求2所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述取放电池夹爪(223)包括立板(2231)、前板(2232)、第一电磁铁(2234)、第二电磁铁(2240)和至少两个定位销组件；

所述立板(2231)固定在直线运动机构(222)下底面；

所述前板(2232)平行设在立板(2231)前方；

所述定位销组件包括定位销钉(2236)、弹簧(2237)、前轴套(2238)和后轴套(2239)；

所述前轴套(2238)固定在前板(2232)上；所述后轴套(2239)固定在立板(2231)上；

所述定位销钉(2236)前部与电池组件(24)的定位销套配合，且定位销钉(2236)前部端面为锥面结构；

所述定位销钉(2236)后部为前小后大的台阶结构，且定位销钉(2236)后部端面设置限位结构(2230)；

所述定位销钉(2236)前部穿设在前轴套(2238)内，且定位销钉(2236)前部向前伸出前板(2232)；

所述弹簧(2237)套设在定位销钉(2236)上，且位于前轴套(2238)和后轴套(2239)之间；

弹簧(2237)压缩前，所述定位销钉(2236)后部的大端穿设在后轴套(2239)内；弹簧(2237)压缩后，所述定位销钉(2236)后部的小端穿设在后轴套(2239)内；

所述第二电磁铁(2240)设置在前板(2232)的前侧；

所述第一电磁铁(2234)设置在立板(2231)的前侧，第一电磁铁(2234)通电后沿轴向吸附所述前板(2232)。

5.根据权利要求2或3或4所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述第一电磁铁(2234)与立板(2231)之间设有浮动弹簧(2241)；

所述定位销组件为两个，且对称分布在第二电磁铁(2240)的两侧。

6.根据权利要求5所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述自动充换电装置还包括用于巡检机器人(3)无线充电电池充电的无线充电机构(5)，所述无线充电机构(5)设置在主轨道(4)另一侧，且与充换电机构(2)相对设置；

所述驱动机构(073)为气缸，气缸缸体(0731)设置在固定架(071)上，气缸活塞杆(0732)端部设置在移动架(072)上；

所述固定架(071)上设有两个平行设置的直线滑轨(0711)，移动架(072)上设有与滑轨配合的滑轮(0721)；

每个副轨道(074)上端面通过轨道安装架(075)与移动架(072)实现固连；

每个副轨道(074)上方均设有定位机构(076)，所述定位机构(076)包括设置在移动架(072)上的定位安装板(0761)、平行设在定位安装板(0761)下方且与轨道安装架(075)固连的直线轴承安装板(0762)以及设置在定位安装板(0761)和直线轴承安装板(0762)之间的两个阻挡结构(0763)；

每个阻挡结构(0763)包括设置在定位安装板(0761)上且朝向下方的驱动件(07631)、穿设在直线轴承安装板(0762)上且上端与驱动件(07631)下端部相连的导向轴(07632)以及设置在导向轴(07632)下端的阻挡块(07633)，驱动件(07631)驱动阻挡块(07633)向下移动，用于功能机器人或功能机器人的定位。

7.根据权利要求6所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述灭火机器人包括壳体(01)、设置在壳体(01)上部的挂轨驱动装置(02)、设置在壳体(01)内至少一个灭火罐(03)及相应的电动推杆(04)、设置在壳体(01)底部安装板(011)上的定向灭火装置(05)；所述电动推杆(04)用于压紧灭火罐(03)的把手；

所述定向灭火装置(05)包括回转驱动机构(051)、俯仰驱动机构(052)、导气管路(053)、火源探测器(054)和灭火喷嘴(055)；

所述灭火喷嘴(055)安装在俯仰驱动机构(052)上；

所述俯仰驱动机构(052)位于安装板(011)下方，用于驱动灭火喷嘴(055)俯仰运动；

所述回转驱动机构(051)设置在安装板(011)上方，用于驱动俯仰驱动机构(052)和灭火喷嘴(055)同步回转运动；

所述导气管路(053)的上端开口接灭火罐(03)出口，其下端开口接灭火喷嘴(055)入口；

所述火源探测器(054)设置在定向灭火装置(5)或者灭火喷嘴(055)上，且火源探测器(054)与灭火喷嘴(055)同向设置。

8.根据权利要求7所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述定向灭火装置(05)还包括防护罩(056)；

所述防护罩(056)罩在俯仰驱动机构(052)外，且灭火喷嘴(055)出口伸出防护罩(056)；

所述火源探测器(054)位于防护罩(056)外；

所述回转驱动机构(051)用于驱动俯仰驱动机构(052)及防护罩(056)同步回转运动。

9.根据权利要求8所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述回转驱动机构(051)包括回转驱动电机(0511)、第一齿轮(0512)、第二齿轮(0513)、回转轴承座(0514)和中空回转轴(0515)；

所述回转驱动电机(0511)设置在安装板(011)上，第一齿轮(0512)同轴设置在回转驱动电机(0511)的输出轴上；

所述回转轴承座(0514)设置在安装板(011)上；

所述中空回转轴(0515)通过轴承穿设在回转轴承座(0514)内，所述第二齿轮(0513)固连套设在中空回转轴(0515)上，且与第一齿轮(0512)啮合；

所述导气管路(053)包括中空回转轴(0515)内部中空腔体形成的灭火介质流通通道(0516)，灭火介质流通通道(0516)的上端通过第一旋转接头(057)与灭火罐(03)出口相接，下端通过第二旋转接头(058)与灭火喷嘴(055)入口相接；

所述导气管路(053)还包括设置在第二旋转接头(058)与灭火喷嘴(055)之间的导气管(0532)；

所述中空回转轴(0515)上设有用于固定防护罩(056)的连接板(059)；

所述俯仰驱动机构(052)包括俯仰驱动电机(0521)和传动拨杆(0522)；

所述俯仰驱动电机(0521)设置在连接板(059)上，传动拨杆(0522)的一端与俯仰驱动电机(0521)输出相连，另一端卡装在导气管(0532)上，用于拨动导气管(0532)俯仰运动。

10.根据权利要求5所述挂轨式巡检系统，其特征在于：所述电池组件(24)包括壳体(241)、电池安装板(243)和设置在壳体(241)内的电池；

所述壳体(241)固定于电池安装板(243)内侧面；所述电池安装板(243)内侧面设置有至少一个精定位销(244)、充放电插座(245)、电池通断电开关电路板(246)、电池到位检测件(247)、两个粗定位销套(248)和两个锁扣件(242)；所述安装板外侧面设置有抓取配合装置，用于实现电池组件(24)的抓取；所述两个粗定位销套(248)设置在电池安装板(243)的其中两个相对的角部；所述两个锁扣件(242)设置在电池安装板(243)的其中两个相对侧边的中部；所述精定位销(244)靠近充放电插座(245)设置；

所述电池仓(23)包括框体(231)，以及设置在框体(231)外侧面的至少一个与精定位销(244)相适配的精定位销套(232)、与充放电插座(245)相适配的充放电插头(233)、电池通断电控制电路板(234)、电池到位检测开关(235)、两个与粗定位销套(248)相适配的粗定位销(236)和两个与锁扣件(242)相适配的电动锁舌(237)；

所述两个粗定位销(236)设置在框体(231)的其中两个相对的角部；

所述两个电动锁舌(237)设置在框体(231)的其中两个相对侧边的中部；

所述精定位销套(232)靠近充放电插头(233)设置。

技术总结
本发明提供了一种挂轨式巡检系统，解决现有挂轨式巡检机器人无法实现连续工作，机器人工作场所铺设大量喷头，成本较高的问题。该系统包括主轨道、巡检机器人、灭火机器人、自动充换电装置和换轨机构；换轨机构包括固定架、移动架、驱动机构和两个平行设置的副轨道；固定架位于主轨道上方；移动架设置在固定架上；两个副轨道平行于主轨道设在移动架下方；巡检机器人悬挂设置在主轨道上；灭火机器人悬挂设置在任一副轨道上；驱动机构用于驱动移动架沿垂直于主轨道运行方向移动，实现任一副轨道与主轨道对接；自动充换电装置包括用于巡检机器人的导向和定位的机器人导向定位机构以及用于巡检机器人上电池组件更换的充换电机构。

技术研发人员：杨海;胡鹏博;李骁龙;吴易明;赵磊;陈国栋;姚震;李小明;李潇;任龙毅
受保护的技术使用者：中天长光(青岛)装备科技有限公司
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021.08.24