變電站輪履復合可切換式移動機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及先進制造與自動化技術領域，具體說是一種可以應用于變電站復雜環境中的移動機器人。
【背景技術】
[0002]隨著勞動力成本的不斷提高，以及考慮到變電站室外環境的復雜多樣，傳統的人力巡檢已經不能滿足日常的變電站巡檢要求。目前現有的移動機器人大多都只采用輪式或者履帶式其中一種移動方式，移動效率低；而部分采用兩種移動方式的移動機器人，其大多采用兩套單獨的驅動單元，分別驅動輪子或者履帶，兩套驅動單元難免造成機構笨重，繁瑣；剩余部分機器人將輪子和履帶串接在同一根輸出軸上，需要手動拆卸輪子達到輪履式切換的目標，無法達到自動切換輪式或履帶式行走的目標，自動化程度低。另外，現有的機器人還存在著體積大，重量重，可攜帶性也差等問題。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術存在的不足，本發明公開了變電站輪履復合可切換式移動機器人，該機器人適用于變電站復雜環境的并且可以自由切換運動方式的移動機器人，它具有在室外復雜環境表面爬坡、越障的履帶機構，同時，也可以在平面切換到輪式移動，降低功耗。
[0004]為實現上述目的，本發明的具體方案如下:
[0005]變電站輪履復合可切換式移動機器人，包括驅動機構、箱體兩側的越障支臂機構及布置在支臂機構上的行駛輪機構；所述驅動機構包括第一驅動機構及第二驅動機構，所述第一驅動機構及第二驅動機構分別用來驅動第一驅動機構及第二驅動機構所對應的輪、支臂履帶及行走履帶；
[0006]越障支臂機構的支臂軸分別套合在驅動輪轉動軸內，支臂軸穿過箱體連接到擺動電機上，越障支臂機構的支臂履帶套合在驅動輪上，擺動電機驅動越障支臂機構旋轉；
[0007]輪及輪式從動鏈輪通過鍵連接固定在輪式傳動軸上，輪式傳動軸通過軸承套瓦固定在支臂架上，輪式傳動軸固定在輪軸擋板上，輪式主動鏈輪通過螺釘與軸承擋瓦連接，軸承擋瓦與驅動輪機構連接，輪與支臂架中軸線偏心設置；
[0008]移動機器人的履帶式行走方式和輪式行走方式能夠任意切換，當移動機器人通過擺動電機將越障支臂機構旋轉到與地面水平的位置時，驅動電機帶動輪式主動鏈輪，輪式主動鏈輪通過鏈條帶動輪式從動鏈輪，輪式從動鏈輪輪通過輪式傳動軸帶動輪轉動，輪接觸地面，此時為輪式移動狀態，反之，則切換為履帶式移動狀態。
[0009]輪式從動鏈輪具體為鏈輪，輪式傳動軸通過螺釘固定在輪軸擋板上。
[0010]所述第一驅動機構及第二驅動機構均包括通過驅動安裝板連接在一起的驅動輪機構與驅動電機機構，第一驅動機構及第二驅動機構通過行走履帶連接在一起，移動機器人通過驅動電機機構來驅動驅動輪機構進行移動。
[0011]所述箱體包括位于移動機器人前端的第一箱體及位于移動機器人尾部的第二箱體，所述第一箱體及第二箱體通過兩側的驅動機構連接板連接在一起，所述箱體驅動機構連接板上還固定有電池盒。
[0012]所述擺動電機帶動支臂軸使支臂在平面內360°旋轉。
[0013]所述越障支臂機構包括第二軸承擋瓦，第二軸承擋瓦固定在支臂轉動軸的驅動機構軸承外，第二軸承擋瓦內固定有用于間隔驅動機構軸承及轉動軸轉動套的轉動軸定位套，轉動軸轉動套通過平鍵固定在支臂轉動軸的一頭，支臂轉動軸的另一頭通過平鍵與支臂架固定，擺動電機通過支臂轉動軸及轉動軸轉動套驅動支臂架轉動，支臂架上固定有軸承座，支臂轉動軸上還擰緊有轉動軸定位螺母，
[0014]所述越障支臂機構還包括第一軸承擋瓦，第一軸承擋瓦契合在軸承上，支臂架上通過螺釘固定有軸承瓦，支臂軸穿在軸承瓦內，支臂軸兩側分別安裝有支臂小輪，支臂軸通過螺釘固定有支臂擋圈，支臂架上通過螺釘固定有履帶導槽。
[0015]所述移動機器人的履帶式行走方式及輪式行走方式這兩種驅動方式的驅動機構共用一套動力。移動機器人可以實現履帶式行走方式和輪式行走方式相互切換，兩種驅動方式的驅動機構共用一套動力。
[0016]履帶式行走方式時，驅動電機機構帶動越障支臂機構上的支臂履帶，擺臂電機通過支臂轉動軸帶動整個支臂轉動，擺動電機將支臂軸旋轉成與地面一定角度，驅動電機帶動驅動輪，驅動輪同時帶動驅動輪上的行走履帶及支臂上的支臂履帶轉動，移動機器人利用越障支臂機構上的履帶翻越一定高度的障礙。
[0017]輪式行走方式時，擺動電機將支臂旋轉到越障支臂機構履帶面與地面平行的狀態，驅動電機帶動輪式主動鏈輪，輪式主動鏈輪通過鏈條帶動輪式從動鏈輪，從動輪通過輪式傳動軸帶動輪行駛在平地上。
[0018]當移動機器人前面有障礙時，前面的越障支臂機構會先順時針旋轉調節好越障角度，將越障支臂機構搭在障礙上，在履帶的把持下，機器人開始攀爬障礙；在升到一定高度后，后面的越障支臂機構開始逆時針旋轉，從而抬高機器人后半部分箱體，直至機器人重新回到水平狀態。此時，機器人水平行走，完成越障。
[0019]本發明所述的箱體上可以搭載兩個電池箱，內置鋰電池，最大限度的利用箱體空間；其箱體上是多接口的載荷平臺，可以搭載多種儀器設備，方便數據采集，及電力環境中的各種巡檢項目。
[0020]本發明機器人移動平臺的四套越障支臂機構幾何尺寸對稱，可以完全收回到機器人兩側，通過擺動電機可以分別控制前后兩套越障支臂，可操作性高。本發明所述的驅動機構、越障支臂機構、箱體等主要組件都為硬鋁材料制成。本發明外觀簡潔大方，可擴展性強。驅動輪及越障支臂機構上安裝有履帶支撐架，行走履帶及支臂履帶上也有導條，可以有效防止履帶跑偏的同時起到支撐的作用。傳動系統采用鏈條，鏈條為卡丁車鏈條。
[0021]本發明的有益效果:
[0022]1.本發明移動機器人具有體積小、重量輕、爬坡和越障功能優良的特點。普通的車輛都可以攜帶運輸。
[0023]2.可以方便的從履帶式行走方式切換到輪式行走方式，兩種驅動方式共用一套動力，極大的提高了設備使用率。
[0024]3.本發明的移動機器人結構簡單、靈活可靠。機體內主要傳動系統采用鏈條傳動，其鏈接可靠，維護簡單，采用特殊鏈條的鏈輪，其精度也可以得到保證；越障支臂機構上的輪，通過鍵連接在支臂從動軸上，可以拆卸，方便維護。
[0025]4.驅動輪及越障支臂機構上安裝有履帶支撐架，行走履帶及支臂履帶上也有導條，可以有效防止履帶跑偏的同時起到支撐的作用。
【附圖說明】
[0026]圖1為變電站輪履復合可切換式移動機器人結構示意圖；
[0027]圖1 (a)為變電站輪履復合可切換式移動機器人整體結構示意圖；
[0028]圖2為右驅動輪裝配結構示意圖；
[0029]圖3為左驅動輪裝配結構示意圖；
[0030]圖4為越障支臂結構示意圖；
[0031]圖4(a)為越障支臂輪式傳動軸結構示意圖；
[0032]圖5為越障狀態結構示意圖；
[0033]圖6為平地狀態結構示意圖；
[0034]圖中，I第一箱體、2第一驅動機構、3第二驅動機構、4第二箱體、5第一電池盒、6第二電池盒、7第一履帶支撐輪系、8第二履帶支撐輪系、9第一越障支臂機構、10第二越障支臂機構、11行走履帶，111第一行走履帶，112第二行走履帶，12第一驅動安裝板、13第一驅動輪機構、14第一驅動電機機構，15第二驅動安裝板、133第二驅動輪機構、144第二驅動電機機構、16第一軸承擋瓦(108AT)、17轉動軸轉動套、18軸承座-108AT18、19轉動軸定位螺母、20轉動軸定位套、21履帶導槽、22支臂小輪、23軸承瓦、24支臂軸、25支臂擋圈、26支臂轉動軸、27第二軸承擋瓦、28支臂架、29輪式傳動軸、30行走從動輪、31行走主動輪、32軸承套瓦、33輪軸擋板、34軸承間隔套、35輪、36支臂履帶，37防護蓋板。
【具體實施方式】
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[0035]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0036]如圖1所示，本發明移動機器人包括第一箱體1、第一驅動機構2、第二驅動機構3、第二箱體4、第一電池盒5、第二電池盒6、第一履帶支撐輪系7、第二履帶支撐輪系8、第一越障支臂機構9、第二越障支臂機構10、行走履帶11。第一箱體I和第二箱體4通過左右兩側第一驅動機構2、第二驅動機構3連接在一起，形成一個由第一箱體1、第二箱體4、第一驅動機構2、第二驅動機構3組合成的穩定的箱體結構。第一電池盒5、第二電池盒6固定在左右兩側的第一驅動機構2、第二驅動機構3上。第一履帶支撐輪系7及第二履帶支撐輪系8固定在左右兩側第一驅動機構2、第二驅動機構3上。在第一箱體I及第二箱體4的上方均設置有防護蓋板37。移動機器人其尺寸為785 X