【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及變軌裝置領(lǐng)域，尤其是軌道式機(jī)器人的變軌裝置、變軌軌道及其變軌和控制方法。
技術(shù)介紹
1、近年來我國水電事業(yè)飛速發(fā)展，確保水電站的安全更是首要問題，水電站廊道環(huán)境復(fù)雜、線路較多、廊道縱橫交錯(cuò)和巡檢耗時(shí)多等不確定因素，極大地增加了運(yùn)行維護(hù)人員的巡檢風(fēng)險(xiǎn)，故此產(chǎn)生了巡檢機(jī)器人。當(dāng)前巡檢機(jī)器人普遍采用預(yù)鋪設(shè)軌道的方式實(shí)現(xiàn)巡檢，在廊道的縱橫交接處呈“十字”或“t字”型，縱橫交接處的軌道較難布置，同時(shí)空間狹小且電纜線架密集也增加了布軌的難度，故需增加一套變軌裝置來解決巡檢系統(tǒng)在此處的軌道切換難題，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的雙向巡檢。
2、當(dāng)前變軌裝置在水電站廊道內(nèi)應(yīng)用廣泛，例如論文文獻(xiàn)《wang?bo,?zhao?yuan,liu?xiquan,?et?al.?application?of?intelligent?inspection?robot?in?damcorridor?operation?and?maintenance[j].?2022,(07)(53):227-231.》公開的變軌裝置已經(jīng)在某些水力發(fā)電廠進(jìn)行了示范性應(yīng)用，但該變軌裝置可靠性較差且不具備針對(duì)水電站潮濕環(huán)境做出相對(duì)應(yīng)的密封處理。此外論文文獻(xiàn)《胡而已,?呂東翰,?王春濤,?等.?煤礦機(jī)器人智能安全充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[j].?煤炭科學(xué)技術(shù),?2020,48(02):171-175.》提出了一種井下智能岔軌裝置，但該裝置集成度較低且精度較差，其次并不適用于在廊道內(nèi)“十字”或“t字”型的特殊環(huán)境。
3、所以目前主流的變軌方案存在對(duì)位精度低、變軌過程缺少安全防護(hù)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種軌道式機(jī)器人的變軌裝置、變軌軌道及其變軌和控制方法，能夠有效解決
技術(shù)介紹
中提到的缺陷。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：軌道式機(jī)器人的變軌裝置，包括變軌架、變軌驅(qū)動(dòng)裝置和變軌控制器，所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置與變軌控制器固定在固定板，固定板能夠固定在軌道架上；所述變軌架與變軌驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接，以使得變軌驅(qū)動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)變軌架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述變軌架上設(shè)置有多個(gè)用于感知巡檢機(jī)器人的激光傳感器，該激光傳感器與變軌控制器的信號(hào)輸入端信號(hào)連接，變軌控制器的信號(hào)輸出端與變軌驅(qū)動(dòng)裝置連接。
3、進(jìn)一步地，所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置為具有主動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述變軌架的頂部具有連接鋼板，連接鋼板與固定板之間具有從動(dòng)輪，從動(dòng)輪的一端與連接鋼板固定連接，從動(dòng)輪的另一端與固定板繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)連接，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪機(jī)械傳動(dòng)連接。
4、進(jìn)一步地，所述從動(dòng)輪的軸線在變軌架的長度方向上的中位面上。
5、進(jìn)一步地，激光傳感器的數(shù)量至少為2個(gè)，存在兩個(gè)激光傳感器分別位于變軌架的兩端。
6、進(jìn)一步地，該變軌裝置還包括多個(gè)微動(dòng)開關(guān)和兩個(gè)檢測(cè)板，微動(dòng)開關(guān)安裝在軌道的對(duì)接端處，兩個(gè)檢測(cè)板分別安裝于變軌架的兩端，并且變軌架的兩端與軌道的對(duì)接端對(duì)齊后，檢測(cè)板與微動(dòng)開關(guān)的位置匹配以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)板能作用于微動(dòng)開關(guān)；所述微動(dòng)開關(guān)與變軌控制器連接。
7、進(jìn)一步地，所述變軌架的兩端均設(shè)置用于與軌道的對(duì)接端連接的軌道連接件。
8、進(jìn)一步地，該變軌裝置還包括兩個(gè)擋板和多個(gè)撥桿；兩個(gè)擋板分別與變軌架的兩端鉸接，并且該擋板的旋轉(zhuǎn)方向與變軌架的長度方向垂直；多個(gè)撥桿均布于每個(gè)軌道的對(duì)接端上，并且撥桿與擋板在空間位置上存在干涉。
9、一種變軌軌道，包括偶數(shù)且至少4個(gè)安裝在軌道架上的軌道和所述的軌道式機(jī)器人的變軌裝置，所有軌道以變軌架的旋轉(zhuǎn)軸線周向陣列，并且該變軌裝置位于所有軌道之間；所有軌道的端部為對(duì)接端，對(duì)接端具有與軌道連接件匹配的軌道搭接件。
10、一種變軌軌道的變軌方法，運(yùn)用所述的變軌軌道，將變軌架從與第一軌道對(duì)接轉(zhuǎn)變成與第二軌道對(duì)接，包括以下步驟：
11、s1：巡檢機(jī)器人進(jìn)入變軌架會(huì)遮擋激光傳感器，激光傳感器產(chǎn)生被遮擋的信號(hào)，并將信號(hào)傳遞至變軌控制器；
12、s2：巡檢機(jī)器人繼續(xù)進(jìn)入變軌架，直到所有激光傳感器被巡檢機(jī)器人遮擋，巡檢機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)；變軌控制器獲取所有激光傳感器已經(jīng)被遮擋的信號(hào)，控制變軌驅(qū)動(dòng)裝置工作；
13、s3：變軌驅(qū)動(dòng)裝置帶著變軌架轉(zhuǎn)動(dòng)；變軌架轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中包括步驟s31-步驟s32；
14、s31：隨著變軌架的轉(zhuǎn)動(dòng)，變軌架逐漸離開第一軌道，擋板離開第一軌道上撥桿，擋板在自身重力作用下下垂，對(duì)變軌架的兩端形成封擋；
15、s32：隨著變軌架的轉(zhuǎn)動(dòng)，變軌架逐漸進(jìn)入第二軌道，擋板與撥桿接觸；隨著變軌架繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，擋板在撥桿的限制下轉(zhuǎn)動(dòng)，不再封擋變軌架的兩端；
16、s4：軌道連接件與第二軌道的軌道搭接件配合，同時(shí)檢測(cè)板觸動(dòng)需要對(duì)接的軌道上的微動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)產(chǎn)生信號(hào)并將信號(hào)傳遞至控制器，控制器控制變軌驅(qū)動(dòng)裝置停止工作；完成將變軌架從與第一軌道對(duì)接轉(zhuǎn)變成與第二軌道對(duì)接。
17、一種變軌軌道的變軌控制方法，運(yùn)用所述的變軌軌道，采用角度-速度雙閉環(huán)控制方法進(jìn)行變軌控制。
18、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果是：
19、1、本專利技術(shù)通過多個(gè)激光傳感器配合感知巡檢機(jī)器人，確保巡檢機(jī)器人完全處于變軌架內(nèi)后才進(jìn)行變軌，保證了變軌時(shí)的安全性；
20、2、本專利技術(shù)通過微動(dòng)開關(guān)和檢測(cè)板的配合，保證了變軌后對(duì)接位置的準(zhǔn)確精度；
21、3、本專利技術(shù)通過擋板和撥桿的配合，能夠在變軌過程中將巡檢機(jī)器人約束在變軌架內(nèi)，并且在變軌完成后不會(huì)影響巡檢機(jī)器人進(jìn)入軌道；
22、4、本專利技術(shù)采用角度-速度雙閉環(huán)控制方法相比目前單一的速度閉環(huán)控制方法，具有相應(yīng)更快，調(diào)節(jié)時(shí)間更短，抵抗擾動(dòng)能力更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.軌道式機(jī)器人的變軌裝置，其特征在于：包括變軌架（15）、變軌驅(qū)動(dòng)裝置和變軌控制器（12），所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置與變軌控制器（12）固定在固定板（14），固定板（14）能夠固定在軌道架上；所述變軌架（15）與變軌驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接，以使得變軌驅(qū)動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)變軌架（15）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述變軌架（15）上設(shè)置有多個(gè)用于感知巡檢機(jī)器人的激光傳感器（16），該激光傳感器（16）與變軌控制器（12）的信號(hào)輸入端信號(hào)連接，變軌控制器（12）的信號(hào)輸出端與變軌驅(qū)動(dòng)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置為具有主動(dòng)輪（111）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)（11），所述變軌架（15）的頂部具有連接鋼板（151），連接鋼板（151）與固定板（14）之間具有從動(dòng)輪（13），從動(dòng)輪（13）的一端與連接鋼板（151）固定連接，從動(dòng)輪（13）的另一端與固定板（14）繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)連接，主動(dòng)輪（111）與從動(dòng)輪（13）機(jī)械傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變軌裝置，其特征在于：所述從動(dòng)輪（13）的軸線在變軌架（15）的長度方向上的中位面上。
4.根據(jù)權(quán)利要
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：該變軌裝置（1）還包括多個(gè)微動(dòng)開關(guān)（18）和兩個(gè)檢測(cè)板（17），微動(dòng)開關(guān)（18）安裝在軌道的對(duì)接端處，兩個(gè)檢測(cè)板（17）分別安裝于變軌架（15）的兩端，并且變軌架（15）的兩端與軌道的對(duì)接端對(duì)齊后，檢測(cè)板（17）與微動(dòng)開關(guān)（18）的位置匹配以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)板（17）能作用于微動(dòng)開關(guān)（18）；所述微動(dòng)開關(guān)（18）與變軌控制器（12）連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變軌裝置，其特征在于：所述變軌架（15）的兩端均設(shè)置用于與軌道的對(duì)接端連接的軌道連接件（152）。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：該變軌裝置（1）還包括兩個(gè)擋板（19）和多個(gè)撥桿；兩個(gè)擋板（19）分別與變軌架（15）的兩端鉸接，并且該擋板（19）的旋轉(zhuǎn)方向與變軌架（15）的長度方向垂直；多個(gè)撥桿均布于每個(gè)軌道的對(duì)接端上，并且撥桿與擋板（19）在空間位置上存在干涉。
8.一種變軌軌道，其特征在于：包括偶數(shù)且至少4個(gè)安裝在軌道架上的軌道和權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的軌道式機(jī)器人的變軌裝置，所有軌道以變軌架（15）的旋轉(zhuǎn)軸線周向陣列，并且該變軌裝置（1）位于所有軌道之間；所有軌道的端部為對(duì)接端，對(duì)接端具有與軌道連接件（152）匹配的軌道搭接件（4）。
9.一種變軌軌道的變軌方法，其特征在于：運(yùn)用權(quán)利要求8所述的變軌軌道，將變軌架（15）從與第一軌道（2）對(duì)接轉(zhuǎn)變成與第二軌道（3）對(duì)接，包括以下步驟：
10.一種變軌軌道的變軌控制方法，其特征在于：運(yùn)用權(quán)利要求8所述的變軌軌道，采用角度-速度雙閉環(huán)控制方法進(jìn)行變軌控制。
...【技術(shù)特征摘要】
1.軌道式機(jī)器人的變軌裝置，其特征在于：包括變軌架（15）、變軌驅(qū)動(dòng)裝置和變軌控制器（12），所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置與變軌控制器（12）固定在固定板（14），固定板（14）能夠固定在軌道架上；所述變軌架（15）與變軌驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接，以使得變軌驅(qū)動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)變軌架（15）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述變軌架（15）上設(shè)置有多個(gè)用于感知巡檢機(jī)器人的激光傳感器（16），該激光傳感器（16）與變軌控制器（12）的信號(hào)輸入端信號(hào)連接，變軌控制器（12）的信號(hào)輸出端與變軌驅(qū)動(dòng)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：所述變軌驅(qū)動(dòng)裝置為具有主動(dòng)輪（111）的旋轉(zhuǎn)電機(jī)（11），所述變軌架（15）的頂部具有連接鋼板（151），連接鋼板（151）與固定板（14）之間具有從動(dòng)輪（13），從動(dòng)輪（13）的一端與連接鋼板（151）固定連接，從動(dòng)輪（13）的另一端與固定板（14）繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)連接，主動(dòng)輪（111）與從動(dòng)輪（13）機(jī)械傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變軌裝置，其特征在于：所述從動(dòng)輪（13）的軸線在變軌架（15）的長度方向上的中位面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：激光傳感器（16）的數(shù)量至少為2個(gè)，存在兩個(gè)激光傳感器（16）分別位于變軌架（15）的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變軌裝置，其特征在于：該變軌裝置（1）還包括多個(gè)微動(dòng)開關(guān)（18）和兩個(gè)檢測(cè)板（17），微動(dòng)開關(guān)（18）安裝在軌道...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉志輝，侯春堯，譚大文，劉德新，周益，徐穎，胡長浩，劉鑫，葸維欣，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三峽金沙江川云水電開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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