巡检机器人及其单向动力驱动的升降装置的制作方法
本发明涉及巡检机器人，具体涉及巡检机器人及其单向动力驱动的升降装置。
背景技术：
1、巡检机器人在一些领域，例如管廊、煤矿等长距离或复杂场地的巡检工作，对于场地安全和有效保障巡检人员的人身安全，是比较理想的。由于巡检机器人具有感知、决策、执行等基本特征，因此可以辅助甚至替代人类完成巡检这一危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量。
2、巡检机器人工作时，通常以轨道平台为载体沿着固定的运行路径在轨道上运动，并对需要巡检的环境进行监测。随着技术进步及需求增加，许多地方也开始陆续采用轨道巡检机器人，例如工厂、饲养厂、智能农场、市政管廊、煤矿井下等等。
3、然而，现有轨道巡检机器人尽管可沿着轨道在平面或者大体上平面上自由地运行和调整位置，但是，现有巡检机器人不能调整其高度，或者不能以实时、灵活可控、方便可靠的方式来调整巡检机器人的高度，即不能控制巡检机器人的升降，以满足巡检高度可场所的要求，实现更灵活的巡检。
4、业内持续需要改进的用于巡检机器人的大体上垂直的升降装置，以持续改善巡检机器人性能表现，并尽可能减轻或者甚至消除上述技术缺陷，以及实现其它更多的技术优势。
5、本发明说明书的此背景技术部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本发明范围的主题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述以及其他更多的构思而提出了本发明。
2、本发明的基本构思之一在于，提供一种用于巡检机器人的单向动力驱动的升降装置，所述升降装置包括：上平台，所述上平台配置成直接或者间接安装在所述巡检机器人的轨道上并且可沿着所述轨道被驱动行进；下平台，在所述下平台上安装巡检机器人模块；安装并连接在所述上平台与下平台之间并沿着升降方向延伸的直线导轨升降机构，其中，所述直线导轨升降机构包括沿着升降方向延伸依次可操作地连接的n个直线滑轨-滑块模组，所述n个直线滑轨-滑块模组中的第1个直线滑轨-滑块模组固定连接在所述上平台，并且所述直线导轨升降机构的第n个直线滑轨-滑块模组固定连接在所述下平台上；卷轴机构，包括绞盘以及卷绕在所述绞盘上的吊绳，其中所述吊绳与第n个直线滑轨-滑块模组可操作地连接；安装在所述上平台上的电机，配置成驱动所述卷轴机构旋转；其中，所述升降装置配置成呈现以下两种状态：
3、(1)收起状态，在所述收起状态下，所述第2个至第n个所述直线滑轨-滑块模组配置成通过所述电机驱动所述卷轴机构卷起所述吊绳被沿着所述上升方向收回；和
4、(2)伸展状态，在所述伸展状态下，所述第2个至第n个所述直线滑轨-滑块模组中的至少一个滑块借助于重力沿着所述下降方向滑动下降，从而使所述直线导轨升降机构沿着所述下降方向至少部分地伸展；
5、其中，所述升降装置仅在从所述伸展状态至收起状态期间是被所述电机单向动力驱动的；并且
6、其中，n≥2。
7、根据一实施例，所述电机包括制动装置。
8、根据一实施例，所述电机包括蜗轮-蜗杆减速机构和齿轮减速机构中的一者。
9、根据一实施例，所述电机包括蜗轮-蜗杆减速机构，所述蜗轮-蜗杆减速机构同时充当制动装置；并且
10、所述卷轴机构进一步包括与所述绞盘键连接的带花键特征的套轴，所述套轴与所述蜗轮-蜗杆减速机构的驱动轴相连并可被其驱动旋转。
11、根据一实施例，所述卷轴机构进一步包括与所述绞盘联动的丝套-丝杠机构，用于实现所述吊绳在卷绕和卷绕期间无水平移位。
12、根据一实施例，所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端设有下止挡部，并且所述第2到第n个直线滑轨-滑块模组中每一个的上端和下端都分别设置上止挡部和下止挡部。
13、根据一实施例，所述第1个直线滑轨-滑块模组的上端设有上止挡部。
14、根据一实施例，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接。
15、根据一实施例，在所述升降装置处于完全伸展的状态时，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第2个直线滑轨-滑块模组的下端位置与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第n-1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接。
16、根据一实施例，所述升降装置包括可随着所述直线导轨升降机构的升降而相应地收起和伸展的外护罩，其中，所述外护罩密封连接在所述上平台与下平台之间。
17、根据一实施例，所述外护罩是风琴结构的外护罩。
18、根据一实施例，所述绞盘上设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽构造成容纳卷绕在所述绞盘上的所述吊绳。
19、根据一实施例，所述螺旋凹槽的螺距等于所述丝套-丝杠机构的螺纹的螺距。
20、根据一实施例，所述升降装置进一步包括随着所述直线导轨升降机构的展开和收起运动而联动地收起和展开的供电电缆。
21、根据一实施例，所述升降装置包括限定了所述卷轴机构的起始位置和终止位置的行程开关。
22、根据一实施例，所述升降装置进一步包括与所述绞盘联动的止挡销以及与所述止挡销配合的槽形孔，其中，在所述卷轴机构的终止位置，所述止挡销配合到所述槽形孔中。
23、根据一实施例，所述升降装置进一步包括将所述吊绳嵌入并用螺钉压紧固定的固定机构。
24、根据一实施例，在所述收起状态下，所述第1个至所述第n个直线滑轨-滑块模组以面对面并排的方式叠起。
25、根据一实施例，所述升降装置的升降速度大于50厘米/秒。
26、根据一实施例，n≥3。
27、根据一实施例，所述电机是伺服电机。
28、根据一实施例，用n＝1替换n≥2，其中，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接在所述升降装置的上平台，并且所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块固定连接在所述升降装置的下平台。
29、本发明的另一方面公开了一种巡检机器人，包括：构造成可在轨道上行进的滚轮组件；如上所述的单向动力驱动的升降装置；安装在所述升降装置的下平台上的巡检机器人模块，其中，所述升降装置的上平台固定在所述滚轮组件上，由此而能够随所述滚轮组件一起沿着所述轨道行进。
30、根据一实施例，所述滚轮组件包括支架和4对滚轮，其中，所述上平台固定在所述支架上，并且所述4对滚轮可滚动地配合在所述轨道上。
31、本发明的另一方面公开了一种直线导轨升降机构，所述直线导轨升降机构包括：沿着升降方向延伸依次可操作地连接的n个直线滑轨-滑块模组，其中，n≥2；其中，所述n个直线滑轨-滑块模组中的第1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接。
32、根据一实施例，所述n个直线滑轨-滑块模组中的第1个直线滑轨-滑块模组的上端固定连接在上平台；
33、在所述上平台上进一步安装有电机，所述电机驱动与之轴连接的绞盘旋转，在所述绞盘上连接并卷绕有吊绳，所述吊绳固定连接在所述第n个直线滑轨-滑块模组上。
34、根据一实施例，所述直线导轨升降机构配置成沿着升降方向延伸而呈现以下两种状态：
35、(1)收起状态，在所述收起状态下，所述第2个至第n个所述直线滑轨-滑块模组配置成通过所述电机驱动所述卷轴机构卷起所述吊绳被沿着所述上升方向收回；和
36、(2)伸展状态，在所述伸展状态下，所述第2个至第n个所述直线滑轨-滑块模组中的至少一个滑块借助于重力沿着所述下降方向滑动下降，从而使所述直线导轨升降机构沿着所述下降方向至少部分地伸展；
37、其中，所述直线导轨升降机构仅在从所述伸展状态至收起状态的上升期间是被所述电机单向动力驱动的。
38、根据一实施例，在所述收起状态下，所述第1个至第n个所述直线滑轨-滑块模组以彼此并排的方式叠起。
39、根据一实施例，所述电机进一步包括电机制动装置。
40、根据一实施例，所述电机制动装置是蜗轮-蜗杆减速机构。
41、根据一实施例，在所述直线导轨升降机构处于完全伸展状态时，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第2个直线滑轨-滑块模组的下端位置与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第n-1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接。
42、根据一实施例，所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端设有下止挡部，并且所述第2到第n个直线滑轨-滑块模组中每一个的上端和下端都分别设置上止挡部和下止挡部。
43、根据一实施例，所述第1个直线滑轨-滑块模组的上端设有上止挡部。
44、根据一实施例，所述上止挡部是上挡块，并且所述下止挡部是下挡块。
45、根据一实施例，所述上挡块设置在所述直线滑轨-滑块模组的滑轨上端的一面，并且所述下止挡部设置在所述直线滑轨-滑块模组的滑轨下端的相反的另一面。
46、根据一实施例，n≥3。
47、根据一实施例，n≥4。
48、根据一实施例，n≥5。
49、根据一实施例，在所述直线导轨升降机构的至少一个直线滑轨-滑块模组的滑块上固定有电缆安装件。
50、根据一实施例，每一个所述直线滑轨-滑块模组内置有滚珠。
51、根据一实施例，所述直线滑轨-滑块模组具有相同的长度，或者也可具有彼此不同的长度。
52、根据一实施例，所述直线导轨升降机构是用于巡检机器人的直线导轨升降机构，其中，在所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨上直接或者间接安装有巡检机器人模块。
53、根据一实施例，所述直线导轨升降机构的所述第1个和所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨上增设加强件。
54、根据一实施例，用n＝1替换n≥2，其中，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接在所述升降装置的上平台，并且所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块固定连接在所述升降装置的下平台。
55、本发明的另一方面公开了一种升降装置的卷轴机构，包括：绞盘，所述绞盘上设有螺旋凹槽；卷绕在所述绞盘上的吊绳，其中所述吊绳与所述升降装置的直线导轨升降机构可操作地连接；其中，卷绕在所述绞盘上的所述吊绳由所述螺旋凹槽容纳；
56、其中，所述绞盘配置成由所述电机驱动旋转以卷绕和解绕所述吊绳，从而使与所述吊绳可操作地连接的所述直线导轨升降机构收起或者伸展，由此使所述升降装置相应地升起或者下降。
57、根据一实施例，所述电机包括电机制动装置。
58、根据一实施例，所述电机制动装置是蜗轮-蜗杆减速机构。
59、根据一实施例，所述卷轴机构进一步包括与所述绞盘固定连接的传动轴，所述传动轴被所述电机驱动旋转。
60、根据一实施例，所述传动轴是与所述绞盘键连接的带花键特征的套轴。
61、根据一实施例，所述卷轴机构进一步包括与所述绞盘联动的丝套-丝杠机构，用于实现所述吊绳在卷绕和卷绕期间无水平移位。
62、根据一实施例，所述丝套-丝杠机构与所述卷轴机构的传动轴同轴连接或者同轴地整体成型。
63、根据一实施例，所述螺旋凹槽的旋转方向与所述丝套的螺纹旋转方向彼此相反。
64、根据一实施例，所述螺旋凹槽的螺距等于所述丝套-丝杠机构的螺纹的螺距。
65、根据一实施例，所述卷轴机构进一步包括限定所述卷轴机构的起始位置和终止位置的行程开关。
66、根据一实施例，所述卷轴机构进一步包括与所述丝套-丝杠机构的丝套固定连接的止挡销，其中，所述止挡销与所述绞盘联动。
67、根据一实施例，所述止挡销配合在槽形孔中并且在所述槽形孔的长度方向上是可移动的。
68、根据一实施例，所述止挡销的外径等于或者略小于所述槽形孔的宽度，由此所述槽形孔将阻止所述止挡销在所述槽形孔的宽度方向上的移动。
69、根据一实施例，所述升降装置进一步包括将所述吊绳嵌入并用螺钉压紧固定的固定机构。
70、根据一实施例，所述外护罩是风琴结构的外护罩。
71、根据一实施例，所述绞盘上设有确保所述吊绳卷绕后对准就位的螺旋凹槽，其中，所述螺旋凹槽的螺距等于所述丝杠的节距。
72、根据一实施例，所述升降装置进一步包括随着所述直线导轨升降机构的展开和收起运动而联动地收起和展开的供电电缆。
73、根据一实施例，所述直线滑轨-滑块模组内置有滚珠。
74、根据一实施例，所述升降装置包括限定所述卷轴机构的起始位置和终止位置的行程开关。
75、根据一实施例，所述吊绳是钢丝吊绳。
76、根据一实施例，所述升降装置的升降速度大于50厘米/秒。
77、根据一实施例，所述电机是伺服电机。
78、根据一实施例，所述卷轴机构用于巡检机器人的升降装置。
79、本发明的更多实施例还能够实现其他未一一列出的有利技术效果，这些其他的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本发明后是可以预期和理解的。
技术特征：
1.一种用于巡检机器人的单向动力驱动的升降装置，其特征在于，所述升降装置包括：
2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述电机包括制动装置。
3.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述电机包括蜗轮-蜗杆减速机构和齿轮减速机构中的一者。
4.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述电机包括蜗轮-蜗杆减速机构，所述蜗轮-蜗杆减速机构同时充当制动装置；并且
5.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述卷轴机构进一步包括与所述绞盘联动的丝套-丝杠机构，用于实现所述吊绳在卷绕和卷绕期间无水平移位。
6.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端设有下止挡部，并且所述第2到第n个直线滑轨-滑块模组中每一个的上端和下端都分别设置上止挡部和下止挡部。
7.根据权利要求6所述的升降装置，其特征在于，所述第1个直线滑轨-滑块模组的上端设有上止挡部。
8.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接。
9.根据权利要求8所述的升降装置，其特征在于，在所述升降装置处于完全伸展的状态时，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，所述第2个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第2个直线滑轨-滑块模组的下端位置与第3个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接，依次类推…，直到第n-1个直线滑轨-滑块模组的滑块在所述第n-1个直线滑轨-滑块模组的下端位置与所述第n个直线滑轨-滑块模组的滑轨的上端位置固定连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置包括可随着所述直线导轨升降机构的升降而相应地收起和伸展的外护罩，其中，所述外护罩密封连接在所述上平台与下平台之间。
11.根据权利要10所述的升降装置，其特征在于，所述外护罩是风琴结构的外护罩。
12.根据权利要求5所述的升降装置，其特征在于，所述绞盘上设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽构造成容纳卷绕在所述绞盘上的所述吊绳。
13.根据权利要求12所述的升降装置，其特征在于，所述螺旋凹槽的螺距等于所述丝套-丝杠机构的螺纹的螺距。
14.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置进一步包括随着所述直线导轨升降机构的展开和收起运动而联动地收起和展开的供电电缆。
15.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置包括限定了所述卷轴机构的起始位置和终止位置的行程开关。
16.根据权利要求15所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置进一步包括与所述绞盘联动的止挡销以及与所述止挡销配合的槽形孔，其中，在所述卷轴机构的终止位置，所述止挡销配合到所述槽形孔中。
17.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，在所述收起状态下，所述第1个至所述第n个直线滑轨-滑块模组以面对面并排的方式叠起。
18.根据上述权利要求中任一项所述的升降装置，其特征在于，n≥3。
19.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，用n＝1替换n≥2，其中，所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑轨固定连接在所述上平台，并且所述第1个直线滑轨-滑块模组的滑块固定连接在所述下平台。
20.一种巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人包括：
21.根据权利要求20所述的巡检机器人，其特征在于，所述滚轮组件包括支架和4对滚轮，其中，所述上平台固定在所述支架上，并且所述4对滚轮可滚动地配合在所述轨道上。
技术总结
本发明涉及巡检机器人及其单向动力驱动的升降装置，包括：上平台，安装在轨道上；下平台，其上安装巡检机器人模块；连接在上平台与下平台之间的直线导轨升降机构，包括n个直线滑轨‑滑块模组，其中第1个直线滑轨‑滑块模组固定连接在上平台，第n个直线滑轨‑滑块模组固定在下平台；卷轴机构，包括绞盘及吊绳，吊绳与第n个直线滑轨‑滑块模组连接；电机；升降装置呈两种状态：(1)收起状态，其中第2个至第n个直线滑轨‑滑块模组通过电机驱动卷轴机构卷起吊绳被沿着上升方向收回；和(2)伸展状态，其中滑块借助于重力滑动下降，使直线导轨升降机构沿着下降方向伸展；升降装置仅在从伸展至收起期间被电机单向动力驱动。
技术研发人员：郭力,陈升明
受保护的技术使用者：安徽容知日新科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23