一种动车自动除冰机器人的制作方法

1.本实用新型涉及除冰机器人领域。


背景技术：

2.动车在有雪的情况下运行，车底会沾满积雪或结成冰，严重影响动车检修与安全，存在较大的隐患。目前采用的除冰手段是人工用喷枪喷射高压热水除冰，属于传统的除冰方式。但因动车数量多、车厢底部构造复杂、人工喷热水的方式除冰速度缓慢、除冰的时间有限、冰水混合车厢的灰尘油污使得除冰环境恶劣等等原因，人工喷热水除冰通常需要全天无休止的工作，人工的劳动强大很大，人身负担很大。因此，现在亟需有一种能够替代人工进行动车底除冰提高除冰效率的装置设备，有鉴于此，本案发明人深入研究开发，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种能够有效代替人工进行除冰工作，提高除冰效率的一种动车自动除冰机器人。
4.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种动车自动除冰机器人，包括agv移动底盘、多轴机械臂和除冰装置，所述agv移动底盘包括有底盘、罩设在底盘上的外壳体、设置在外壳体内的智能导向模块和安装设置在底盘上的移动驱动模块，所述多轴机械臂搭载设置在agv移动底盘上，所述除冰装置包括安装设置在agv移动底盘上的高压电动球阀和连接设置在多轴机械臂的工作端上的喷水部件，所述喷水部件的输入端通过管路与高压电动球阀的输出端连接。
5.所述外壳体包括具有导流防进水功能的盖板和/或用于agv移动底盘移动前进时铲除冰雪的除冰板。
6.所述智能导向模块包括有磁感巡航单元、激光雷达和/或云台相机，所述磁感巡航单元的磁感装置安装设置在agv移动底盘底部，所述激光雷达和/或云台相机通过具有推出、缩进和保护功能的活动机构安装设置在外壳体内。
7.所述外壳体的前侧板上开设有供激光雷达和/或云台相机推出、缩进的窗口，所述活动机构包括可对应覆盖住窗口的翻转盖板和用于驱动翻转盖板翻转的驱动拉杆，所述翻转盖板为的上边沿以可翻转在窗口外的方式铰接在窗口上沿，所述激光雷达和/或云台相机安装设置在翻转盖板的内侧面上，所述驱动拉杆的一端铰接在外壳体内，另一端铰接在翻转盖板上，所述驱动拉杆伸出时推动翻转盖板向外翻转并将激光雷达和/或云台相机露出在外，所述驱动拉杆缩回时拉动翻转盖板覆盖在窗口上并使得激光雷达和/或云台相机从窗口嵌入外壳体内。
8.所述移动驱动模块包括两组在底盘相对两侧分别设置的导向驱动轮机构，所述导向驱动轮机构包括分别通过轴承安装在底盘上主动轮和从动轮、安装在底盘上的电机和减速机以及电机同步传动机构、后轮同步传动机构和导向轮机构，所述减速机的输入端连接
电机的输出端，所述减速机的输出端与主动轮的轮轴通过电机同步传动机构连接传动，所述主动轮的轮轴与从动轮的轮轴通过后轮同步传动机构连接传动，所述导向轮机构通过可调整空间方位的可调整结构来安装在底盘上。
9.所述可调整结构包括设置在底盘上并且两端分别朝向两侧的导向驱动轮机构的调距部件以及通过销轴可拆装调整的连接在调距部件上的调距杆，所述调距部件和调距杆上开设有可对应供所述销轴穿设的调距定位孔，所述导向轮机构的轮轴相对于调距杆的调距活动方向垂直设置并且锁固在调距杆上，所述调距杆上还开设有与调距定位孔垂直设置的调转孔，用于调转导向轮机构的导向轮朝向。
10.所述主动轮和从动轮为适应铁路环境下越障的大直径轮体。
11.通过采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：上述结构设置一种动车自动除冰机器人，采用agv车搭载协作机器人（多轴机械臂）来带动喷水部件活动喷水，不仅能够有效代替人工进行除冰工作，提高除冰工作效率，还可以实现多地点复杂路径自动喷水除冰，从而实现本实用新型的上述目的。上述采用多轴机械臂还可以实现人机协作具有敏感的力反馈特性，当达到已设定的力时会立即停止，可以保证动车的元器件不被碰坏。
12.其移动驱动模块的导向驱动轮机构如上采用的结构设置实现了整体承载式左右差速四轮驱动，且采用适应铁路环境下越障的大直径轮体，整车重量都压在驱动轮上增加摩擦力上坡不容易打滑，左右差速转弯半径小，轮径大也可以通过轨道沟等一些凹凸地面，越障能力强，其导向轮可调整设置，可适应不同尺寸的检修坑道，在检修坑道中时可以自动走直线，在其他底面上可以将导向轮收回不影响主动轮和从动轮的正常行走。
13.其智能导向模块如上述采用磁感巡航单元和激光雷达双种导航可以适应不同的寻迹环境，可以实现自动定位。其云台相机的设置还可实现远程观察动车底部情况、检测等功能作用。
附图说明
14.图1是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人立体结构示意图。
15.图2是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人前侧正视结构示意图。
16.图3是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人中外壳体内结构示意图。
17.图4是图2中a-a向剖视结构示意图。
18.图5是图2中b-b向剖视结构示意图。
19.图6是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人中电机同步传动机构结构示意图。
20.图7是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人的底面结构示意图。
21.图8是本实用新型涉及的一种动车自动除冰机器人工作的检修坑道结构示意图。
22.图中：
23.agv移动底盘1；底盘11；外壳体12；
24.移动驱动模块13；导向驱动轮机构131；轴承1311；主动轮1312；
25.从动轮1313；电机1314；减速机1315；电机同步传动机构1316；
26.后轮同步传动机构1317；导向轮机构1318；
27.可调整结构1319；调距部件13190；销轴13191；调距杆13192；
28.除冰板14；磁感巡航单元151；激光雷达152；云台相机153；
29.活动机构154；翻转盖板1541；驱动拉杆1542；
30.多轴机械臂2；除冰装置3；高压电动球阀31；喷水部件32；
31.延伸连接件321；水管件322；喷嘴323。
具体实施方式
32.为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
33.一种动车自动除冰机器人，如图1-7所示，包括实现承载智能导向移动的agv移动底盘1、实现多维活动带动的多轴机械臂2和进行除冰喷淋的除冰装置3，这里主要应用于动车底部的除冰雪工作，实际中也可应用于其他喷淋需要可应用的工作，其在清除动车底部冰雪是在如图8所示的截面结构的检修坑道内导引前进工作，下面结合各附图详细描述各部分的具体结构和位置连接关系。
34.所述agv移动底盘1如图所示，包括有主要提供安装支撑的底盘11、罩设在底盘11上起支撑保护作用的外壳体12、设置在外壳体12内的智能导向模块（未作标号）和安装设置在底盘11上的移动驱动模块13，图中采用型材构成底盘11的主体框架结构，并在外表面上覆盖上面板构成所述外壳体12，由于工作时是在有淋水的环境下进行的，因此这里外壳体12上设置了具有导流防进水功能的盖板，以进行快速排水避免出现水渗入内部或积水结冰的情况，如图中所述外壳体的上方盖板呈利于冰、雪、水滑落的倾斜设置，并且是向工作行进的后侧倾斜滑落的结构设置，在agv移动底盘1检修或需要内部操作进行的则通过外壳体12的侧面上设置操作窗口和可开合的门板来开关进行所需操作，如图中所示的在上方盖板的前侧面设置有该窗口和门板。还有这里对应如图8所述的检修坑道结构，所述agv移动底盘1是在坑道内两侧壁上凸出的轨道上行进的，在行进中该轨道上可能存在掉落的冰雪，因此本实施例中在所述agv移动底盘1的外壳体12的前侧面左右两侧分别设置有用于移动前进时铲除两侧轨道上的冰雪的除冰板14，以使得轨道agv移动底盘1能够顺利前行。另外，agv移动底盘1通过其智能导向模块包括有多模块从而实现自主导航、避障等自动智能的功能，从而实现对复杂的动车底部进行路径规划，实现有效的自动除冰，其在现有技术中有较多的相应公开，可参考现有技术，根据使用需要可进行适应的结构布设，这里不进行详细描述具体构成。
35.所述移动驱动模块13，如图2、图4、图5和图6、图7所示，包括两组在底盘11的相对两侧分别设置的导向驱动轮机构131，在检修坑道内工作时，两导向驱动轮机构131分别对应在检修坑道两内侧壁上凸出的轨道上导引前进，两导向驱动轮机构131采用独立驱动的方式，在其他底面移动中，可通过两侧差速化运行实现小半径的转向，实现灵活移动，各导向驱动轮机构131的结构如图中所示，包括分别通过轴承1311安装在底盘11上主动轮1312和从动轮1313、安装在底盘11上的电机1314和减速机1315以及电机同步传动机构1316、后轮同步传动机构1317和导向轮机构1318，所述减速机1315的输入端连接电机1314的输出端，所述减速机1315的输出端与主动轮1312的轮轴通过电机同步传动机构1316连接传动，所述主动轮1312的轮轴与从动轮1313的轮轴通过后轮同步传动机构1317连接传动。所述导向轮机构1318用于检修坑道内前进导引，由于实际中检修坑道的宽度存在不一致，不同检
修坑道的工作进行需调整两导向驱动轮机构131的导向轮机构1318之间的间距，且由于如图所示的导向轮机构1318的导引须在两侧轨道的相对侧面上，低于轨道行驶的上表面，因此对于不在这种检修坑道内的移动应用，必须将两导向驱动轮机构131收起避免影响主动轮1312和从动轮1313的贴地行进，由此本实施例中通过所述导向驱动轮机构131通过可调整空间方位的可调整结构1319来安装在底盘11上，下面详细公开本实施例附图所示的结构。上述主动轮1312和从动轮1313实现驱动传动的结构原理这里不详细描述，其为常规技术方案，本领域技术人员容易清楚理解，这里特别说明的是，由于本实用新型的机器人主要用于动车底部的除冰雪，通常是在铁路环境下移动工作的，因此本实施例中所述主动轮1312和从动轮1313为适应铁路环境下越障的大直径轮体，如图所示的为相同直径的大直径的轮体，上述整体结构设置为直接承载式的结构，可较大负重，大直径轮体可以有效防滑，还拥有一定应对坑洼路面的能力，利于越障。
36.上述可调整结构1319本实施例公开的是包括设置在底盘11上并且两端分别朝向两侧的导向驱动轮机构的调距部件13190（图中为一u型型材）以及通过销轴13191可拆装调整的连接在调距部件13190上的调距杆13192，所述调距杆13192为方杆平行嵌入在调距部件13190内，所述调距部件13190和调距杆13192上开设有可对应供所述销轴13191穿设的调距定位孔（图中未标号），所述导向轮机构1318的轮轴相对于调距杆13192的调距活动方向垂直设置并且通过螺母锁固在调距杆13192上，所述调距杆13192上还开设有与调距定位孔垂直设置的调转孔（图中未标号），用于调转导向轮机构的导向轮朝向，在需要调整两导向驱动轮机构131的导向轮机构1318之间的间距时通过调整销轴13191穿设的调距定位孔实现间距调整，在需要将两导向驱动轮机构131收起则拔下销轴13191，将调距杆13192翻转90度（翻一个面）重新嵌入调距部件13190，再将销轴13191插入对应的调距定位孔和调转孔内从而实现调转和调转后的固定，即可收起导向轮机构。
37.所述多轴机械臂2搭载设置在agv移动底盘1的外壳体11上表面，如图所示为单臂六轴协作机器人，其为现有技术产品可在市场上直接采购得到，其底部固定安装设置，以跟随agv移动底盘1平稳移动，通常其末尾轴对应为工作端供连接安装工作进行的操作部件，从而实现带动操作部件的多维移动。
38.所述除冰装置3，如图1、图3和图6所示，包括安装设置在agv移动底盘1的底盘11框架结构内的高压电动球阀31和连接设置在多轴机械臂2的工作端上的喷水部件32，所述喷水部件32包括供连接在多轴机械臂2的工作端上的延伸连接件321、连接在延伸连接件321上的水管件322及布设在水管件322上的喷嘴323，其水管件322的输入端通过管路（图中未示出）与高压电动球阀31的输出端连接，高压电动球阀31的输入端则通过管路与供水源头连接，从而实现供水和受系统控制的进行行进喷淋除冰雪工作。
39.为达到较为灵活的智能导向应用，本实施例中所述智能导向模块包括有磁感巡航单元151、激光雷达152和/或云台相机153（图中为三种均有设置），磁感巡航单元151的磁感装置设置在底盘11的底部供与底面上铺设的磁条、磁卡感应巡航前进和定位，所述激光雷达152可采用单线激光雷达进行定位扫描，本实施例中为起到对机器人在有淋水的环境下对部分智能模块的保护使用，对所述智能导向模块进行了部分器件的保护性结构设置，如本实施例中，所述激光雷达152和/或云台相机153（图中为两种并排设置）通过具有推出、缩进和保护功能的活动机构154安装设置在外壳体12内。如图1、图3和图5所示，所述外壳体12
的前侧板上开设有供激光雷达152和云台相机153推出、缩进的窗口，所述活动机构154包括可对应覆盖住窗口的翻转盖板1541和用于驱动翻转盖板1541翻转的驱动拉杆1542，所述翻转盖板1542为的上边沿以可翻转在窗口外的方式铰接在窗口上沿，所述激光雷达152和云台相机153安装设置在翻转盖板1541的内侧面上，所述驱动拉杆1542的一端铰接在外壳体12内，另一端铰接在翻转盖板1541上，所述驱动拉杆1542伸出时推动翻转盖板1541向外翻转并将激光雷达152和云台相机153露出在外，翻转盖板1541在激光雷达152和云台相机153上方遮住，所述驱动拉杆1542缩回时拉动翻转盖板1541覆盖在窗口上并使得激光雷达152和云台相机153从窗口嵌入外壳体12内。云台相机153可用于远程观察动车底部除冰情况，喷水时，定位用的向上扫射的激光雷达152和观察上部情况的云台相机153可以收回，可避免表面被水蒸气雾化影响光线。
40.上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

技术特征：
1.一种动车自动除冰机器人，其特征在于，包括agv移动底盘、多轴机械臂和除冰装置，所述agv移动底盘包括有底盘、罩设在底盘上的外壳体、设置在外壳体内的智能导向模块和安装设置在底盘上的移动驱动模块，所述多轴机械臂搭载设置在agv移动底盘上，所述除冰装置包括安装设置在agv移动底盘上的高压电动球阀和连接设置在多轴机械臂的工作端上的喷水部件，所述喷水部件的输入端通过管路与高压电动球阀的输出端连接。2.如权利要求1所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述外壳体包括具有导流防进水功能的盖板和/或用于agv移动底盘移动前进时铲除冰雪的除冰板。3.如权利要求1或2所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述智能导向模块包括有磁感巡航单元、激光雷达和/或云台相机，所述磁感巡航单元的磁感装置安装设置在agv移动底盘底部，所述激光雷达和/或云台相机通过具有推出、缩进和保护功能的活动机构安装设置在外壳体内。4.如权利要求3所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述外壳体的前侧板上开设有供激光雷达和/或云台相机推出、缩进的窗口，所述活动机构包括可对应覆盖住窗口的翻转盖板和用于驱动翻转盖板翻转的驱动拉杆，所述翻转盖板为的上边沿以可翻转在窗口外的方式铰接在窗口上沿，所述激光雷达和/或云台相机安装设置在翻转盖板的内侧面上，所述驱动拉杆的一端铰接在外壳体内，另一端铰接在翻转盖板上，所述驱动拉杆伸出时推动翻转盖板向外翻转并将激光雷达和/或云台相机露出在外，所述驱动拉杆缩回时拉动翻转盖板覆盖在窗口上并使得激光雷达和/或云台相机从窗口嵌入外壳体内。5.如权利要求1或2所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述移动驱动模块包括两组在底盘相对两侧分别设置的导向驱动轮机构，所述导向驱动轮机构包括分别通过轴承安装在底盘上主动轮和从动轮、安装在底盘上的电机和减速机以及电机同步传动机构、后轮同步传动机构和导向轮机构，所述减速机的输入端连接电机的输出端，所述减速机的输出端与主动轮的轮轴通过电机同步传动机构连接传动，所述主动轮的轮轴与从动轮的轮轴通过后轮同步传动机构连接传动，所述导向轮机构通过可调整空间方位的可调整结构来安装在底盘上。6.如权利要求3所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述移动驱动模块包括两组在底盘相对两侧分别设置的导向驱动轮机构，所述导向驱动轮机构包括分别通过轴承安装在底盘上主动轮和从动轮、安装在底盘上的电机和减速机以及电机同步传动机构、后轮同步传动机构和导向轮机构，所述减速机的输入端连接电机的输出端，所述减速机的输出端与主动轮的轮轴通过电机同步传动机构连接传动，所述主动轮的轮轴与从动轮的轮轴通过后轮同步传动机构连接传动，所述导向轮机构通过可调整空间方位的可调整结构来安装在底盘上。7.如权利要求4所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述移动驱动模块包括两组在底盘相对两侧分别设置的导向驱动轮机构，所述导向驱动轮机构包括分别通过轴承安装在底盘上主动轮和从动轮、安装在底盘上的电机和减速机以及电机同步传动机构、后轮同步传动机构和导向轮机构，所述减速机的输入端连接电机的输出端，所述减速机的输出端与主动轮的轮轴通过电机同步传动机构连接传动，所述主动轮的轮轴与从动轮的轮轴通过后轮同步传动机构连接传动，所述导向轮机构通过可调整空间方位的可调整结构来安装在底盘上。
8.如权利要求5所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述主动轮和从动轮为适应铁路环境下越障的大直径轮体。9.如权利要求5所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述可调整结构包括设置在底盘上并且两端分别朝向两侧的导向驱动轮机构的调距部件以及通过销轴可拆装调整的连接在调距部件上的调距杆，所述调距部件和调距杆上开设有可对应供所述销轴穿设的调距定位孔，所述导向轮机构的轮轴相对于调距杆的调距活动方向垂直设置并且锁固在调距杆上，所述调距杆上还开设有与调距定位孔垂直设置的调转孔，用于调转导向轮机构的导向轮朝向。10.如权利要求7所述的一种动车自动除冰机器人，其特征在于，所述可调整结构包括设置在底盘上并且两端分别朝向两侧的导向驱动轮机构的调距部件以及通过销轴可拆装调整的连接在调距部件上的调距杆，所述调距部件和调距杆上开设有可对应供所述销轴穿设的调距定位孔，所述导向轮机构的轮轴相对于调距杆的调距活动方向垂直设置并且锁固在调距杆上，所述调距杆上还开设有与调距定位孔垂直设置的调转孔，用于调转导向轮机构的导向轮朝向。

技术总结
本实用新型涉及除冰机器人领域，具体是公开一种动车自动除冰机器人，包括AGV移动底盘、多轴机械臂和除冰装置，所述AGV移动底盘包括有底盘、罩设在底盘上的外壳体、设置在外壳体内的智能导向模块和安装设置在底盘上的移动驱动模块，所述多轴机械臂搭载设置在AGV移动底盘上，所述除冰装置包括安装设置在AGV移动底盘上的高压电动球阀和连接设置在多轴机械臂的工作端上的喷水部件，所述喷水部件的输入端通过管路与高压电动球阀的输出端连接。该机器人能够有效代替人工进行除冰工作，提高除冰效率。效率。效率。


技术研发人员：梁培栋 张大明 刘海洋 冯宝屹
受保护的技术使用者：泉州通维科技有限责任公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/6/27