一种轨道交通吸顶式巡检机械人的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通吸顶式巡检机械人。


背景技术：

2.城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。
3.现有的轨道交通地铁在运行结束后，需要工作人员进入轨道内对轨道内进行巡检，检测轨道内的有无异常情况，防止后期地铁出现事故，造成人员伤亡，通常需要人工进行巡检，此操作麻烦，需要人工进入轨道进行检查，轨道内光线不足，容易出现摔倒事故，同时需要耗费大量时间进行检查，降低了工作效率。


技术实现要素：

4.基于现有的轨道交通地铁在运行结束后需要操作人员进入轨道内检查轨道内有无异常情况，需要人工进行巡检，此操作麻烦，容易出现摔倒事故，同时需要耗费大量时间进行检查，降低了工作效率的技术问题，本发明提出了一种轨道交通吸顶式巡检机械人。
5.本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人，包括轨道管道和机壳，还包括导轨、吸顶装置、缓冲装置、限位机构、清扫机构和监测机构，两个所述导轨的上表面固定安装在所述轨道管道的内顶壁；所述吸顶装置位于所述机壳的上表面并通过吸附的方式带动所述机壳在所述轨道管道的内壁移动；所述缓冲装置位于所述机壳的内部并对所述吸顶装置移动产生晃动进行缓冲工作；所述限位机构位于所述机壳的两侧外表面并对所述吸顶装置的移动进行限位；所述清扫机构位于所述限位机构的外表面并对所述吸顶装置移动的轨迹提前进行清扫工作；所述监测机构位于所述机壳的外表面并对所述轨道管道内进行监测工作。
6.优选地，所述吸顶装置包括驱动机构和吸顶机构，所述驱动机构驱动所述吸顶机构进行前进，所述吸顶机构吸附所述轨道管道的内壁进行固定；优选地，所述驱动机构包括装置箱，所述装置箱的外表面滑动插接在所述机壳的槽口内壁，所述装置箱的内底壁固定安装有驱动电机，所述装置箱的内侧壁通过轴承固定安装有传动杆，所述驱动电机的输出轴通过锥齿轮组驱动所述传动杆转动，装置箱的内侧壁两侧均固定安装有连接杆，所述传动杆的两端通过锥齿轮组分别驱动两个所述连接杆进行转动；通过上述技术方案，其中驱动电机的一端贯穿装置箱的下表面延伸至机壳的内部，驱动电机通过锥齿轮组驱动传动杆进行转动，传动杆的转动通过两端的锥齿轮驱动与之啮合的锥齿轮带动连接杆转动，连接杆的两端贯穿机壳的外侧面。
7.优选地，所述吸顶机构包括摇杆，两个所述摇杆的一端分别固定安装在所述连接杆的两端，多个所述摇杆的一端均通过销轴铰接有弧板，所述装置箱的两侧外表面均固定安装有限位环，所述弧板的外侧面通过连接杆转动连接有限位块，所述限位块的外表面与所述限位环的内壁滑动连接，所述弧板的下表面固定安装有呈矩形阵列分布的吸顶气缸，所述吸顶气缸的活塞杆贯穿所述弧板的上表面后固定安装有真空吸盘；通过上述技术方案，其中装置箱一侧的摇杆呈对称分布，位于同一个连接杆上的摇杆呈颠倒分布，使得连接杆右端的真空吸盘与轨道管道内壁接触时，左端的真空吸盘离开轨道管道的内壁，另一个连接杆右端的真空吸盘会离开轨道管道的内壁，而左端的真空吸盘会与轨道管道的内壁接触吸附，使得装置箱能够固定在轨道管道的外表面，弧板的外表面通过固定连接的杆体与限位块的外表面通过轴承连接，使得弧板始终保持垂直于轨道管道内壁进行转动，对弧板的转动进行限位，弧板呈弧形，使得多个真空吸盘能够与轨道管道的内壁贴合，吸附更加牢固，吸顶气缸能够调节真空吸盘的距离轨道管道内壁的间距，真空吸盘的数量根据轨道管道内顶壁呈现的弧度进行调节，便于真空吸盘能够完全吸附在轨道管道的内壁。
8.优选地，所述缓冲装置包括滑槽体，多个所述滑槽体的下表面呈矩形阵列分布固定安装在所述机壳的内底壁，所述装置箱的下表面两侧均固定安装有滑块，多个所述滑块的外表面与所述滑槽体的内壁滑动插接，所述滑块的外表面固定安装有压板，所述压板的另一端与另一个所述滑块的外表面固定安装，所述机壳的内底壁呈矩形阵列分布固定连接有减震弹簧，所述减震弹簧的另一端固定连接在所述压板的下表面；通过上述技术方案，在装置箱通过弧块转动移动的同时被带动进行升降，装置箱下表面的滑块能够在滑槽体内进行滑动，按压减震弹簧，吸收装置箱的移动，使得机壳在装置箱移动的同时被带动移动，但不会进行升降，保持摄像头的稳定。
9.优选地，所述限位机构包括连接架，所述连接架的一端分别固定安装在所述机壳的外侧面，多个所述连接架的一端均固定安装有限位卡块，所述限位卡块的外表面与所述导轨的外表面滑动套接，所述限位卡块的内侧壁均固定安装有滚轮，所述滚轮的外表面与所述导轨的内侧壁滑动连接；通过上述技术方案，通过限位卡块套接在导轨的外表面对机壳进行限位，保持机壳能够稳定的进行移动，滚轮能够便于机壳的移动，使得移动顺滑。
10.优选地，所述清扫机构包括清扫液压缸组，所述清扫液压缸组的外表面固定安装在所述连接架的内部，所述清扫液压缸组的活塞杆一端固定安装有清扫箱，所述清扫箱的内底壁固定安装有清扫电机，所述清扫箱的内顶壁两侧通过轴承固定安装有支撑盘，所述清扫电机的输出轴通过齿轮组驱动两个所述支撑盘进行转动；通过上述技术方案，清扫液压缸组能够调节毛刷距离轨道管道内壁的距离，清扫电机的输出轴固定安装有齿轮，支撑盘的一端固定安装有齿轮，通过清扫电机上的齿轮与位于两侧的支撑盘上的齿轮啮合，能够带动支撑盘进行转动。
11.优选地，所述支撑盘的内侧壁滑动连接有毛刷，所述机壳的内底壁固定连接有呈矩形阵列分布的减震弹簧，多个所述复位弹簧的一端与所述毛刷的下表面固定连接；通过上述技术方案，毛刷与支撑盘滑动插接，使得支撑盘转动的同时带动毛刷进行转动，毛刷受到轨道管道内顶壁呈弧形的挤压，能够使得毛刷在支撑盘内进行倾斜，便于
毛刷对轨道管道的内壁进行清扫，方便后期的真空吸盘进行吸附，复位弹簧能够使得毛刷进行复位。
12.优选地，所述监测机构包括摄像头，两个所述摄像头分别固定安装在所述机壳的下表面两侧，所述机壳的下表面固定安装有烟雾传感器，所述机壳的下表面固定安装有温湿度传感器；通过上述技术方案，摄像头为旋转摄像头，能够根据进行调节，便于操作人员观察轨道管道内部的情况调节摄像头的角度进行观察，摄像头具有全彩功能，在轨道管道光线不足的情况下能够将轨道管道内的情况以彩色画面进行传输，便于操作人员进行观察。
13.优选地，所述轨道管道的内顶壁两侧均固定安装有充电座，所述机壳的下表面两侧均固定安装有充电极片，所述机壳的外表面固定安装有蓄电池；通过上述技术方案，其中充电极片与充电座上的极片进行接触后给蓄电池充电，蓄电池与充电极片电性连接，轨道管道两端都固定安装充电座，便于巡检机器人能够就近进行充电，巡检机器人上设置有超声波发生器，通过超声波发射器发出超声波，充电座上设置有超声波接收器，接受到超声波然后进行处理，得到巡检机器人相对于充电座的位姿，然后将位置信息反馈给巡检机器人，使机器人不断调节位姿靠近充电座进行充电。
14.本发明中的有益效果为：1、通过设置吸顶装置，能够使得巡检机器人吸附在轨道管道的内顶壁上进行移动，通过驱动电机带动连接杆转动，摇杆能够带动弧板进行转动，通过弧板上的限位块滑动连接在限位环的内壁，能够对使得弧板上的真空吸盘保持垂直与轨道管道内顶壁进行转动，便于真空吸盘进行吸附，真空吸盘沿着弧板的外表面矩形阵列，多个真空吸盘沿弧线分布，能够与轨道管道的内顶壁进行贴合，通过弧板的转动能够带动真空吸盘能够与轨道管道的内顶壁进行吸附后同时向前移动，从而能够带动巡检机器人在轨道管道内进行移动代替操作人员进行巡检工作，解决了现有的轨道交通地铁在运行结束后需要操作人员进入轨道内检查轨道内有无异常情况，需要人工进行巡检，此操作麻烦，容易出现摔倒事故，同时需要耗费大量时间进行检查，降低了工作效率的技术问题。
15.2、通过设置缓冲装置，能够保持巡检机器人保持稳定，装置箱在进行移动的同时进行升降，防止装置箱的升降带动机壳进行升降，通过装置箱与机壳的槽口内壁进行插接，装置箱的下表面滑块能够在滑槽体内进行升降，减震弹簧能够被压缩，同时装置箱的移动带动机壳进行移动，通过滑块在滑槽体内升降消除装置箱的升降，使得机壳能够保持稳定的同时能够被带动移动，从而能够使得摄像头保持稳定，解决了现有的轨道交通地铁在运行结束后需要操作人员进入轨道内检查轨道内有无异常情况，需要人工进行巡检，此操作麻烦，容易出现摔倒事故，同时需要耗费大量时间进行检查，降低了工作效率的技术问题。
16.3、通过设置清扫机构，便于巡检机器人更好的在轨道管道的内顶壁进行吸附移动，对真空吸盘吸附的路线进行清扫灰尘，便于真空吸盘能够更好的进行贴合在轨道管道的内顶壁，防止真空吸盘因为轨道管道内顶壁的灰尘造成吸附不牢固，从而导致巡检机器人无法行走在轨道管道内顶壁，解决了现有的轨道交通地铁在运行结束后需要操作人员进入轨道内检查轨道内有无异常情况，需要人工进行巡检，此操作麻烦，容易出现摔倒事故，同时需要耗费大量时间进行检查，降低了工作效率的技术问题。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的示意图；图2为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的充电座结构的立体图；图3为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的装置箱结构的立体图；图4为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的机壳结构的立体图；图5为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的限位环结构的立体图；图6为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的传动杆结构的立体图；图7为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的压板结构的立体图；图8为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的连接架结构的立体图；图9为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的毛刷结构的立体图；图10为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的支撑盘结构的立体图；图11为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的充电极片结构的立体图；图12为本发明提出的一种轨道交通吸顶式巡检机械人的摄像头结构的立体图。
18.图中：1、轨道管道；11、导轨；12、机壳；2、装置箱；21、驱动电机；22、传动杆；23、连接杆；24、摇杆；25、弧板；26、限位环；27、限位块；28、吸顶气缸；29、真空吸盘；3、滑槽体；31、滑块；32、压板；33、减震弹簧；4、连接架；41、限位卡块；42、滚轮；5、清扫液压缸组；51、清扫箱；52、清扫电机；53、支撑盘；54、毛刷；55、复位弹簧；6、摄像头；61、烟雾传感器；62、温湿度传感器；63、充电座；64、充电极片；65、蓄电池。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参照图1-12，一种轨道交通吸顶式巡检机械人，包括轨道管道1和机壳12，还包括导轨11、吸顶装置、缓冲装置、限位机构、清扫机构和监测机构，两个导轨11的上表面固定安装在轨道管道1的内顶壁。
21.如图1-6所示，吸顶装置位于机壳12的上表面并通过吸附的方式带动机壳12在轨道管道1的内壁移动；吸顶装置包括驱动机构和吸顶机构，驱动机构驱动吸顶机构进行前进，吸顶机构吸附轨道管道1的内壁进行固定；驱动机构，安装在机壳12的槽口内壁位置上，为了对驱动机构进行支撑作用，在机壳12的槽口内壁滑动插接装置箱2，为了自动驱动装置箱2移动，在装置箱2的内底壁固定安装驱动电机21，为了传送驱动电机21的转动力，在装置箱2的内侧壁通过轴承固定安装传动杆22，驱动电机21的输出轴通过锥齿轮组驱动传送杆转动，锥齿轮组为两个啮合的锥齿轮构成，一个锥齿轮安装在驱动电机21的输出轴，另一个锥齿轮安装在传动杆22的中间端，为了将传动杆22的转动力进行传递，驱动吸顶机构进行转动达到爬行的目的，在装置箱2的两侧内壁通过轴承均固定安装连接杆23，传动杆22的两端通过锥齿轮组分别驱动两个连接杆23转动；吸顶机构，安装在连接杆23的一端位置上，为了驱动吸顶机构进行转动，在连接杆23贯穿装置箱2的外侧面一端固定安装摇杆24，为了进行吸顶工作，在多个摇杆24的一端通
过销轴均铰接弧板25，为了保持弧板25在转动过程中始终保持垂直向下，在装置箱2的两侧均固定安装限位环26，为了对弧板25进行限位，在弧板25的外侧面通过连接杆23转动连接限位块27，连接杆23的一端与弧板25的外侧面固定安装，连接杆23的另一端通过轴承与限位块27固定安装，然后限位块27的外表面与限位环26的内壁滑动连接为了对弧板25进行限位，为了根据轨道管道1的弧度进行调节吸顶机构，在弧板25的下表面固定安装呈矩形阵列分布的吸顶气缸28，为了进行吸顶工作，对装置箱2进行固定，在吸顶气缸28的活塞杆贯穿弧板25的上表面后固定安装真空吸盘29，真空吸盘29的外表面与轨道管道1的内顶壁吸附。
22.如图7所示，缓冲装置位于机壳12的内部并对吸顶装置移动产生晃动进行缓冲工作；缓冲装置，安装在机壳12的内底壁位置上，为了对装置箱2进行限位，在机壳12的内底壁固定安装滑槽体3，滑槽体3呈矩形阵列分布在机壳12的内底壁，为了使得装置箱2与滑槽体3滑动连接，在装置箱2的下表面两侧均固定安装滑块31，然后滑块31的外表面与滑槽体3的内壁滑动插接，为了对装置箱2进行缓冲减震，在滑块31的外表面固定安装压板32，然后压板32的一端与另一个滑块31的外表面固定安装，为了缓冲装置箱2在移动工作中产生的升降作用力，在机壳12的内底壁呈矩形阵列固定连接有减震弹簧33，然后减震弹簧33的另一端固定连接在压板32的下表面。
23.如图8-9所示，限位机构位于机壳12的两侧外表面并对吸顶装置的移动进行限位；限位机构，安装在机壳12的外侧面的位置上，为了对限位机构进行支撑，在机壳12的两侧外表面均固定安装连接架4，为了对机壳12的移动进行限位，在多个连接架4的一端均固定安装限位卡块41，限位卡块41的内壁与导轨11的外表面滑动套接，为了便于机壳12的移动顺畅，在限位卡块41的内侧壁两侧均固定安装滚轮42，然后滚轮42的外表面与导轨11的内侧壁滑动连接。
24.如图9-10所示，清扫机构位于限位机构的外表面并对吸顶装置移动的轨迹提前进行清扫工作；清扫机构，安装在连接架4的内部位置上，为了调节清扫机构的位置，在连接架4的内部固定安装清扫液压缸组5，为了支撑清扫机构，在清扫液压缸组5的活塞杆一端固定安装清扫箱51，为了自动进行清扫工作，在清扫箱51的内底壁固定安装清扫电机52，为了带动清扫机构进行清扫工作，在清扫箱51的内顶壁两侧通过轴承的内圈均固定安装支撑盘53，清扫电机52的输出轴通过齿轮组驱动两个支撑盘53转动，齿轮组为三个齿轮构成，一个齿轮固定安装在清扫电机52的输出轴，另两个齿轮分别固定安装在支撑盘53的一端；进一步地，为了对轨道管道1的内顶壁进行清扫工作，保证真空吸盘29更好的进行吸附牢固，在支撑盘53的内侧壁滑动连接有毛刷54，为了更好的进行清扫工作，在支撑盘53的内底壁固定连接呈环形阵列分布的复位弹簧55，然后复位弹簧55的一端与毛刷54的下表面固定连接对毛刷54进行复位工作。
25.如图11-12所示，监测机构位于机壳12的外表面并对轨道管道1内进行监测工作；监测机构，安装在机壳12的下表面的位置上，为了对轨道管道1内的情况进行监测，在机壳12的下表面两侧均固定安装摄像头6，摄像头6为旋转摄像头6，具有全彩功能，能够进行旋转，便于观察轨道管道1内个角落的情况，全彩功能能够在轨道管道1光线不足的情况下将监测的画面以彩色图像进行传输，便于工作人员观察，为了对轨道管道1内的烟雾
情况进行监测，防止着火情况出现，在机壳12的下表面固定安装烟雾传感器61，为了对轨道管道1内的温度和湿度进行监测，在机壳12的下表面固定安装温湿度传感器62；为了便于巡检机器人进行充电，在轨道管道1的内顶壁两侧均固定安装充电座63，为了巡检机器人能够进行充电，在机壳12的下表面两侧均固定安装充电极片64，为了将充电的电能进行存储，在机壳12的外表面固定安装蓄电池65。
26.工作原理：在需要巡检机器人工作时，通过控制装置箱2内的驱动电机21启动，带动传动杆22转动，传动杆22通过锥齿轮组驱动两侧的连接杆23进行转动，两个连接杆23两端的摇杆24铰接的弧板25转动，弧板25外侧面的限位块27在装置箱2外侧面的限位环26内进行滑动，吸顶气缸28在之前调节好真空吸盘29距离轨道管道1的位置，使得真空吸盘29能够与轨道管道1进行贴合，便于进行吸附，连接杆23右端的真空吸盘29与轨道管道1内壁接触吸附时，左端的真空吸盘29离开轨道管道1的内壁，另一个连接杆23右端的真空吸盘29同时离开轨道管道1的内壁，而左端的真空吸盘29会与轨道管道1的内壁接触吸附，使得装置箱2能够保持平衡，装置箱2随着真空吸盘29的吸附与脱离，能够进行向前移动，同时装置箱2在爬行过程中会进行升降；装置箱2的升降带动下表面的滑块31在机壳12的内底壁上的滑槽体3内进行滑动插接，装置箱2向上时，压板32带动减震弹簧33被拉伸，在下降时，减震弹簧33被压缩，同时装置箱2的移动能够带动机壳12向前移动，机壳12的两侧连接架4上的限位卡块41在轨道管道1上的导轨11上移动，限位卡块41内侧壁上的滚轮42能够在导轨11内壁进行转动，对机壳12进行限位，保持机壳12的稳定移动；同时连接架4上的清扫液压缸组5推动清扫箱51进行移动，使得清扫箱51上的毛刷54与轨道管道1的内顶壁进行接触，清扫电机52通过齿轮组驱动支撑盘53进行转动，支撑盘53能够调动与之插接的毛刷54进行转动对轨道管道1的内顶壁进行清扫，同时在毛刷54受到轨道管道1成弧形的内顶壁挤压时，能够挤压支撑盘53内底壁的复位弹簧55，使得毛刷54发生倾斜，能够贴合轨道管道1的内顶壁；通过机壳12下表面的摄像头6能够监测轨道管道1内部的情况，烟雾传感器61能够监测轨道管道1内有无起火情况，温湿度传感器62能够监测轨道管道1中温度与湿度，在巡检机器人需要充电时，通过向充电座63发出信号，充电座63接收信号时能够控制巡检机器人箱附近充电座63进行移动，将机壳12下表面的充电极片64与充电座63接触后向蓄电池65进行充电。
27.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。