[发明专利]基于轨道的行走组件及其方法

说明书

一种基于轨道的行走组件及其方法，包括轨道式行走单元，该轨道式行走单元包括驱动部分，所述驱动部分包括伺服电机、齿轮，所述伺服电机的输出轴与齿轮连接；所述伺服电机的输出轴与齿轮连接的结构为：所述齿轮以过盈配合方式套接在圆柱状转轴上，所述圆柱状转轴与所述伺服电机的输出轴连接，所述伺服电机的输出轴也是圆柱状结构，所述圆柱状转轴的直径与所述伺服电机的输出轴的直径大小一致；所述圆柱状转轴与所述伺服电机的输出轴连接的结构为：所述圆柱状转轴经由套筒装置与所述伺服电机的输出轴连接。有效避免了现有技术中出现所述圆柱状转轴与所述伺服电机的输出轴间的缝隙而使得连接不牢靠，稳定性不足的缺陷。

技术领域

本发明涉及轨道行走技术领域，具体涉及一种基于轨道的行走组件及其方法。

背景技术

行走单元是机器人巡检的重要组成部分，目前，机器人的行走单元方式主要分为腿式、轮式、履带式和复合式等类型，但都有控制复杂、成本较高、设计难度大等缺点，而且工业自动化领域中，对于机器人的要求往往为线路固定，直线往复运动，如：变电站轨道巡检、皮带机状态监测、室内巡检机器人等应用。因此基于轨道式的机器人应用得到了广泛发展，而轨道式行走部分设计也变的尤为关键。

传统的轨道式行走单元，一般采用多级驱动，传递过程复杂且精度低，不易爬坡，且结构较为复杂，传动部件容易磨损，对环境要求高，应用受限。

要避免此类问题，于是有了如申请号为“201721747645.7”、申请日为“2017.12.15”且专利名称为“轨道式行走单元”的现有技术方案，该轨道式行走单元，包括驱动部分和导向部分，所述驱动部分包括伺服电机、行走单元平台、齿轮、齿条轨道、工字钢轨道，所述行走单元平台架设在工字钢轨道的上方，行走单元平台上开有安装孔，所述伺服电机的输出轴通过安装孔垂直安装在工字钢轨道上方，所述伺服电机的输出轴与齿轮连接，所述齿条轨道平行固定于工字钢轨道上部肋板的一侧，所述齿条与齿条轨道啮合；

所述导向部分包括支撑轮组、双头螺柱，所述支撑轮组为4个，分为两组，每两个支撑轮组通过双头螺柱对称设置在工字钢轨道的两侧，所述双头螺柱的两端分别通过螺母一固定，所述支撑轮组通过螺母连接在行走单元平台下方四角处，所述支撑轮组包括车轮外壳、支撑轮，所述支撑轮为尼龙材料制成，所述一个车轮外壳上通过螺栓安装有两个支撑轮，所述支撑轮在工字钢轨道底板的两侧翼上滚动。

所述车轮外壳的两端部设有朝工字钢轨道径向延伸的折弯部。

所述齿条轨道与工字钢轨道长度相等。

所述伺服电机的输出轴通过键槽和顶丝与齿轮连接。

所述支撑轮上设置有与工字钢轨道配合的定位外缘。

这样的适应性强的轨道式行走单元，该行走单元在轨道上通过伺服电机驱动做往复直线运动，同时采用应用最为广泛的齿轮齿条传动，此种传动方式要高于单纯靠摩擦力实现的动力传递，运动损失减少，避免了单纯靠磨擦力驱动出现的打滑现象的发生，由于齿轮齿条传动具有承载力大、可以实现爬坡运动，且传动精度高、有效寿命长等特点，因此轨道式机器人可适应高负载、高精度控制、高寿命等特殊要求。

该轨道式行走单元安装、检修方便、节约成本，采用伺服电机与行走单元平台相互固定的方式，无需取下伺服电机伸出轴，只需要取下行走单元平台就可方便的对齿轮、齿条、支撑轮等进行检修。且齿轮齿条不易损坏相比于带传动等摩擦传动无需频繁更换零部件，因此在使用时检修次数少且降低了成本。

以工字钢轨道为主轨道，用八个尼龙轮作为支撑轮与导向轮对称分布在工字钢底部侧翼上，同时伺服电机通过行走单元平台中部通孔，这样整机重量集中在中部，可以避免工字钢肋板的不均匀受力，从而延长了行走单元的使用寿命。

目前的所述伺服电机的输出轴与齿轮连接的结构为：所述齿轮以过盈配合方式套接在圆柱状转轴上，所述圆柱状转轴与所述伺服电机的输出轴连接，所述圆柱状转轴的直径与所述伺服电机的输出轴的直径大小一致。