機(jī)械結(jié)構(gòu)是巡檢機(jī)器人平臺運(yùn)動的硬件基礎(chǔ),優(yōu)秀的巡檢機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)兼顧靈活性和可靠性。差速器是一種差速傳動機(jī)構(gòu),保證驅(qū)動輪在各種運(yùn)動條件下的動力傳遞,使左右驅(qū)動輪可以按照不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)動,避免輪胎與接觸面間打滑。那么軌道式巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)要點(diǎn)有哪些?

1、總體結(jié)構(gòu)及外形設(shè)計(jì)

巡檢機(jī)器人的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由外殼、水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、升降云臺和控制艙五大部分組成。其中外殼部分由左右面板和U型底板組成,并安裝有無線充電裝置、傳感器組和電源開關(guān);水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)由驅(qū)動電機(jī)、差速器、傳動齒輪組、驅(qū)動輪組、軸承及支架和電機(jī)驅(qū)動器組成;升降機(jī)構(gòu)由驅(qū)動電機(jī)、蝸輪蝸桿、傳動齒輪組、傳送帶、伸縮套筒和電機(jī)驅(qū)動器組成;升降云臺固定在升降機(jī)構(gòu)底部,跟隨升降機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動,搭載紅外攝像頭、可見光攝像頭、紅外采集板;控制艙由任務(wù)控制板、I/0集束端子排和調(diào)試接口組成。巡檢機(jī)器人在設(shè)計(jì)上采用模塊化結(jié)合的方式,外殼、水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、升降云臺、控制艙可以拆分為各自獨(dú)立的模塊。升降機(jī)構(gòu)安裝在水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)底部,控制艙掛在水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩側(cè),模塊之間采用螺釘螺母連接,易于組裝和維修,同時也具有高拓展性。機(jī)器人內(nèi)部留有專門的走線通道,進(jìn)出走線均由I/0集柬端子排統(tǒng)一管理,保證內(nèi)部走線的整潔美觀。

2、主體龍骨機(jī)械結(jié)構(gòu)

主體龍骨機(jī)械結(jié)構(gòu)是巡檢機(jī)器人主體的主要承力結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)所有機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)接和空間位置固定,主體龍骨機(jī)械結(jié)構(gòu)向外與外殼連接,內(nèi)部容納水平驅(qū)動機(jī)構(gòu),下方掛載升降機(jī)構(gòu),通過運(yùn)動輪與導(dǎo)軌接觸,巡檢機(jī)器人整體重量全部施加在運(yùn)動輪上,因此對驅(qū)動輪的安裝軸承和傳動軸強(qiáng)度有較高要求。為保證龍骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性,對龍骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真和動力學(xué)仿真,并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析,計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度余量并據(jù)此對龍骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

軌道式巡檢機(jī)器人龍骨機(jī)械結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時,為便于加工,龍骨結(jié)構(gòu)并非一體成型,而是由三塊異型鋼板和兩根橫梁拼合而成,根據(jù)仿真分析結(jié)果,對鋼板非承力部分進(jìn)行局部挖空處理以減輕整體重量,對應(yīng)力集中區(qū)域增加三角肋板來提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。