機械結構是巡檢機器人平臺運動的硬件基礎,優秀的巡檢機器人機械結構應當兼顧靈活性和可靠性。差速器是一種差速傳動機構,保證驅動輪在各種運動條件下的動力傳遞,使左右驅動輪可以按照不同的轉速運動,避免輪胎與接觸面間打滑。那么軌道式巡檢機器人設計要點有哪些?
1、總體結構及外形設計
巡檢機器人的主要機械結構主要由外殼、水平驅動機構、升降機構、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;水平驅動機構由驅動電機、差速器、傳動齒輪組、驅動輪組、軸承及支架和電機驅動器組成;升降機構由驅動電機、蝸輪蝸桿、傳動齒輪組、傳送帶、伸縮套筒和電機驅動器組成;升降云臺固定在升降機構底部,跟隨升降機構上下運動,搭載紅外攝像頭、可見光攝像頭、紅外采集板;控制艙由任務控制板、I/0集束端子排和調試接口組成。巡檢機器人在設計上采用模塊化結合的方式,外殼、水平驅動機構、升降機構、升降云臺、控制艙可以拆分為各自獨立的模塊。升降機構安裝在水平驅動機構底部,控制艙掛在水平驅動機構兩側,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。機器人內部留有專門的走線通道,進出走線均由I/0集柬端子排統一管理,保證內部走線的整潔美觀。
2、主體龍骨機械結構
主體龍骨機械結構是巡檢機器人主體的主要承力結構,負責所有機構之間的聯接和空間位置固定,主體龍骨機械結構向外與外殼連接,內部容納水平驅動機構,下方掛載升降機構,通過運動輪與導軌接觸,巡檢機器人整體重量全部施加在運動輪上,因此對驅動輪的安裝軸承和傳動軸強度有較高要求。為保證龍骨結構設計方案的可行性,對龍骨結構進行運動學仿真和動力學仿真,并對仿真結果進行分析,計算結構強度余量并據此對龍骨結構進行優化改進。
軌道式巡檢機器人龍骨機械結構在設計時,為便于加工,龍骨結構并非一體成型,而是由三塊異型鋼板和兩根橫梁拼合而成,根據仿真分析結果,對鋼板非承力部分進行局部挖空處理以減輕整體重量,對應力集中區域增加三角肋板來提高結構強度。