一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人

技术领域

本发明涉及铁路轨道巡检机器人领域，尤其涉及一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人。

背景技术

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。以前的轨道安全的巡检现在依旧主要依靠人力进行巡检，而目前会采用铁路轨道巡检机器人。现有铁路轨道巡检机器人产品形态有机车式、载人小车式、平板式无人小车、人工手推小车式、以及擎华的折叠式无人轨道巡检机器人，这些小车的显著特点就是设备体积巨大、自身重量大、上轨搬运难、准备时间长等笨重及不适应日常巡检的方便性。

查找专利文献为CN215922182U，名称为一种铁路轨道巡检机器人，其提供了一种结构小巧，方便携带的巡检机器人结构，但是上述设备正因为质量轻的特性，在巡检过程中遇到向上脱轨的轨道，无法越过，因此需要进一步改进。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，其可以其通过设于行走轮外周边的气囊结构辅助其在行驶过程中越过铁轨外凸区域，同时，该气囊结构可以进行收放工作，在行走轮正常行驶过程中，气囊结构收缩，避免因弹力导致行走轮脱轨。

为了实现上述目的，本发明提供一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，包括机器人架体、安装于机器人架体顶部的可视化巡检系统及安装于机器人架体两侧的行走机构；该行走机构包括成排设置的若干行走轮、支撑行走轮的行走轮支架及驱动行走轮进行工作的驱动组件；所述行走轮的外周面设置有若干气囊结构，所述机器人架体上设有驱动时气囊结构在膨胀与干瘪状态之间切换的气压驱动结构；而行走轮的轮面设有用于安装气囊结构的嵌入槽；处于膨胀状态下的所述气囊结构置于行走轮外侧；而处于干瘪状态下的所述气囊结构则穿过嵌入槽收缩至设于行走轮中部的空腔内；所述机器人架体的前端设有感知轨道脱轨外凸变化的感知部件。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，所述驱动组件包括同轴安装于每个行走轮一侧的齿轮结构、位于行走轮一端并安装于行走轮支架上的驱动电机、安装于所述驱动电机输出端的驱动齿轮及套于齿轮结构、驱动齿轮之间的链条。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，所述感知部件包括设于所述行走轮支架前进端一侧的感知架体及活动铰接于感知架体下侧的感知摆杆；位于感知摆杆的铰接处安装于驱动感知摆杆产生下摆趋势的扭簧；而当感知摆杆受到导轨的挤压而向上摆动，则所述感知摆杆控制气压驱动结构驱动气囊结构进入膨胀状态；当感知摆杆而向下复位，所述感知摆杆控制气压驱动结构驱动气囊结构进入干瘪状态。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，其特征在于，所述感知摆杆的端部设有清理结构。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，所述清理结构为海绵层。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，所述气囊结构的截面为两边凸、中间凹的内凹状结构。

根据本发明的无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，其特征在于，所述感知架体内部设有多个控制传感器，该控制传感器与气压驱动结构进行连接；所述感知摆杆的端部设有与控制传感器配合的感知触点。

本发明提供了一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，包括机器人架体、安装于机器人架体顶部的可视化巡检系统及安装于机器人架体两侧的行走机构；所述可视化巡检系统包括可视化摄像头、驱动可视化摄像头进行转向的换向机构(该换向机构采用常见的齿轮换向结构即可，为现有结构)及输出传输模块。所述可视化摄像头通过输出传输模块将可视化数据传输至控制端(一般为电脑)，实现对道路铁轨的可视化检测。该行走机构包括成排设置的若干行走轮、支撑行走轮的行走轮支架及驱动行走轮进行工作的驱动组件，所述行走轮的结构可以与火车车轮结构一致，亦或者采用本实例中所公开的结构，所述行走轮包括筒状的支撑部及设于其一侧的挡板，通过挡板卡住铁轨的边缘位置，实现在行驶过程中，行走轮相对于铁轨的的定位；所述行走轮的外周面设置有若干气囊结构，所述机器人架体上设有驱动时气囊结构在膨胀与干瘪状态之间切换的气压驱动结构；本发明可以其通过设于行走轮外周边的气囊结构辅助其在行驶过程中越过铁轨外凸区域，同时，该气囊结构可以进行收放工作，在行走轮正常行驶过程中，气囊结构收缩，避免因弹力导致行走轮脱轨。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明的另一角度示意图；

图4是本发明的工作状态图；

图5是行走轮与行走轮支架的连接图；

图6是图4中B部分处感知触点与控制传感器的连接图；

图7是行走轮的结构图；

图8是膨胀后气囊结构的截面图；

在图中，1-机器人架体，100-可视化巡检系统，101-可视化摄像头，21-行走轮，211-支撑部，212-挡板，22-行走轮支架，24-筒状延伸部，31-齿轮结构，33-驱动齿轮，5-气囊结构，61-感知架体，62-感知摆杆，63-感知触点，64-嵌入槽，8-控制传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1、图2及图3，本发明提供了一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，该无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人包括机器人架体1、安装于机器人架体1顶部的可视化巡检系统100及安装于机器人架体1两侧的行走机构；所述可视化巡检系统100包括可视化摄像头101、驱动可视化摄像头101进行转向的换向机构(该换向机构采用常见的齿轮换向结构即可，为现有结构)及输出传输模块。所述可视化摄像头101通过输出传输模块将可视化数据传输至控制端(一般为电脑)，实现对道路铁轨的可视化检测。

参见图4、图5及图7、该行走机构包括成排设置的若干行走轮21、支撑行走轮21的行走轮支架22及驱动行走轮21进行工作的驱动组件，所述行走轮21的结构可以与火车车轮结构一致，亦或者采用本实例中所公开的结构，具体在本实施例中，所述行走轮21包括筒状的支撑部211及设于其一侧的挡板212，通过挡板212卡住铁轨的边缘位置，实现在行驶过程中，行走轮21相对于铁轨的的定位；所述行走轮21的外周面设置有若干气囊结构5，所述机器人架体1上设有驱动时气囊结构5在膨胀与干瘪状态之间切换的气压驱动结构；

所述驱动组件包括同轴安装于每个行走轮21一侧的齿轮结构31、位于行走轮21一端并安装于行走轮支架22上的驱动电机、安装于所述驱动电机输出端的驱动齿轮33及套于齿轮结构31、驱动齿轮33之间的链条。行走轮21驱动过程中，驱动电机启动，转动的驱动齿轮33通过链条进一步带动多个齿轮结构31同步转动，以实现对行走轮21的驱动过程。

而行走轮21的轮面设有用于安装气囊结构的嵌入槽64；处于膨胀状态下的所述气囊结构5置于行走轮21外侧；在此状态下，膨胀的气囊结构5可以辅助行走轮21越过外凸的铁轨，具体的，当行走轮21在行驶过程中遇到外凸的脱轨(一般为相邻的铁轨端部因支撑土壤的热涨冷缩而发生的错位现象)时，气囊结构5进行膨胀，此状态下使得行走轮21的外接触面柔软，气囊结构5发生形变以驱使行走轮21越过外凸的铁轨。

而行走轮21处于正常行驶过程中，气囊结构5则处于干瘪状态，处于干瘪状态下的所述气囊结构5则穿过嵌入槽64收缩至设于行走轮21中部的空腔内，此状态下，行走轮21与道路铁轨之间为硬接触，该状态下，行走轮21处于高速移动时，不容易脱轨。进一步解释的是，所述行走轮21的一侧设有与行走轮21中部的空腔连通的筒状延伸部24，而所述行走轮支架22内部设有供气体流通的通道，该筒状延伸部24伸入至通道内部。当气压驱动结构说供给的气体，会依次通过行走轮支架22内部通道、筒状延伸部24、行走轮21中部的空腔，最终进入至气囊结构5内部。

所述机器人架体1的前端设有感知轨道脱轨外凸变化的感知部件。所述感知部件包括设于所述行走轮支架22前进端一侧的感知架体61及活动铰接于感知架体61下侧的感知摆杆62；所述感知架体61内部设有多个控制传感器8(图6所示)，该控制传感器8与气压驱动结构进行连接；所述感知摆杆62的端部设有与控制传感器8配合的感知触点63，当感知摆杆62发生角度摆动时，感知触点63会与其中一个控制传感器8脱离，而与另一个控制传感器8接触，从而实现工况切换。利用感知摆杆62感知铁轨的外凸部位，可以驱动气囊结构5及时的进行状态切换。

位于感知摆杆62的铰接处安装于驱动感知摆杆62产生下摆趋势的扭簧，在扭簧的作用，当感知摆杆62失去外力按压作用时，其会受到扭簧的弹力驱动而回摆复位；

而当感知摆杆62受到导轨的挤压而向上摆动，则所述感知摆杆62控制气压驱动结构驱动气囊结构5进入膨胀状态；当感知摆杆62而向下复位，所述感知摆杆62控制气压驱动结构驱动气囊结构5进入干瘪状态。

优选的是，本发明的所述感知摆杆62的端部设有清理结构(该清理结构可以采用海绵或橡胶结构)，由于感知摆杆62在常态状态下始终与铁轨接触，而在感知摆杆62的端部设置清理结构可以利用感知摆杆62清理掉铁轨上的碎石，以达到清理铁轨的目的。

参见图8，另外，本发明的所述气囊结构5的截面为两边凸、中间凹的内凹状结构，将气囊结构5设置为上述结构，使其与铁轨具有更高的配合度。

综上所述，本发明提供了一种无人开采化煤矿铁路轨道巡检机器人，包括机器人架体、安装于机器人架体顶部的可视化巡检系统及安装于机器人架体两侧的行走机构；所述可视化巡检系统包括可视化摄像头、驱动可视化摄像头进行转向的换向机构(该换向机构采用常见的齿轮换向结构即可，为现有结构)及输出传输模块。所述可视化摄像头通过输出传输模块将可视化数据传输至控制端(一般为电脑)，实现对道路铁轨的可视化检测。该行走机构包括成排设置的若干行走轮、支撑行走轮的行走轮支架及驱动行走轮进行工作的驱动组件，所述行走轮的结构可以与火车车轮结构一致，亦或者采用本实例中所公开的结构，所述行走轮包括筒状的支撑部及设于其一侧的挡板，通过挡板卡住铁轨的边缘位置，实现在行驶过程中，行走轮相对于铁轨的的定位；所述行走轮的外周面设置有若干气囊结构，所述机器人架体上设有驱动时气囊结构在膨胀与干瘪状态之间切换的气压驱动结构；本发明可以其通过设于行走轮外周边的气囊结构辅助其在行驶过程中越过铁轨外凸区域，同时，该气囊结构可以进行收放工作，在行走轮正常行驶过程中，气囊结构收缩，避免因弹力导致行走轮脱轨。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。