导向轮、导向轮组、牵引装置及巡检系统
技术领域
本发明涉及在轨道上运行的设备的牵引装置的技术领域，具体涉及一种导向轮、导向轮组、牵引装置及巡检系统。
背景技术
矿产生产中许多工况需要设置巡检设备，如运煤的传送带需要实时监控，因此需要对整条传送带进行巡检。一般地，巡检设备需要由钢丝绳进行牵引并沿设置好的轨道移动，如由防爆驱动电机驱动钢丝绳运动，巡检设置随之运动，通过巡检设备上的各种传感器来检测皮带运输机的运行和环境数据，以此来了解其工况。但是，一般的牵引装置中，轨道为直线，无法适应弯曲的巡检路线的需求。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种导向轮、导向轮组、牵引装置及巡检系统。
第一方面，提供一种导向轮，包括轮体，轮体周面设置有第一凸缘和第二凸缘，第一凸缘和第二凸缘之间设置有凹槽，第一凸缘的高度大于第二凸缘的高度。
第二方面，提供一种导向轮组，包括第一导向轮和第二导向轮，第一导向轮和第二导向轮中至少一者为第一方面中的导向轮，第一导向轮和第二导向轮的凹槽面对面配合形成导向通道，第一导向轮或第二导向轮的第二凸缘的顶端与另一导向轮的对应凸缘的顶端之间形成有预定距离的空隙。
在第一种可能的实现方式中，第一导向轮和第二导向轮轴线平行。
第三方面，提供一种牵引装置，包括轨道、牵引索、牵引索连接件和导向轮组，导向轮组为第二方面中的导向轮组，导向轮组固定于轨道上，牵引索沿轨道延伸且往返一周形成闭环，牵引索经过导向轮组的导向通道，牵引索连接件的一端固定于牵引索，另一端沿牵引索的径向延伸，且牵引索连接件在随牵引索移动时能够穿过第一导向轮和第二导向轮凸缘顶端之间的空隙。
在第一种可能的实现方式中，牵引索连接件包括主连接件和过渡板，主连接件的一端固定于牵引索，主连接件的另一端与过渡板形成铰接结构，铰接结构的铰轴与牵引索平行。
结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，主连接件与牵引索之间为可拆卸连接和/或主连接件与过渡板之间为可拆卸连接。
结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，轨道包括支撑面和导向面，导向轮组固定于导向面上，导向轮组导向轮的轴线垂直于导向面。
结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，轨道为具有“工”形横截面的轨道，包括两条平行板和连接两条平行板的立板，立板两个侧面为导向面，两条平行板中的一者的上表面为支撑面。
结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，牵引索延伸方向相反的两段位于轨道立板的两侧。
结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，牵引索连接件的数量为两个，分别设置在立板两侧的牵引索上。
第四方面，提供一种巡检系统，包括牵引装置及巡检设备，牵引装置用于牵引巡检设备沿预定轨迹行走，牵引装置为第二方面中任一说明的牵引装置。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：导向轮、导向轮组、牵引装置及巡检系统中，导向轮凸缘高度有差异，因此凹槽一侧能形成空隙，供牵引索连接件通过。导向轮组可以竖直布置，从而得以将牵引索约束在导向轮的远离轨道的一侧，便于牵引索连接件及巡检设备的安装。且导向轮可以将牵引索很好地约束在弯曲的轨道路径上，可以很好的实现弯曲巡检路线的导向。
附图说明
图1是本发明一实施方式中巡检系统的结构示意图；
图2为图1中局部放大示意图I；
图3为图2中导向轮及导向轮组的结构示意图；
图4为图2中巡检系统中导向轮轴线处的纵剖面结构示意图；
图5为行走轮组的结构示意图。
附图标记：
100-轨道，110-第一轨面，120-第二轨面，130-第一导向面，140-第二导向面，101-轨段一，102-轨段二，103-轨段二；
200-牵引索，210-第一索段，220-第二索段；
500a-第一导向轮、510a-第一凸缘，520a-第二凸缘，530a-凹槽；
500b-第二导向轮，510b-第一凸缘，520b-第二凸缘，530b-凹槽；
800-行走轮组件，810-第一轮组，820-牵引索连接件，830-设备连接件，840-第二轮组，850-牵引索连接件，860-设备连接件，811-支架，812-承重轮，813-导向轮，851-主体，852-箍紧件，853-套筒；
900-巡检设备；
m-导向通道，n-空隙。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1至图4，图1是本发明一实施方式中巡检系统的结构示意图，图2为图1中局部放大示意图I，图3为图2中导向轮及导向轮组的结构示意图，图4为图2中巡检系统中导向轮轴线处的纵剖面结构示意图。以下将结合附图对本发明提供的导向轮、导向轮组、牵引装置和巡检系统进行说明。
巡检系统包括巡检设备900和牵引装置，牵引装置包括轨道100、牵引索200、牵引索连接件850和多个沿轨道100设置的导向轮组，导向轮组包括第一导向轮500a和第二导向轮500b。导向轮组固定于轨道100上，牵引索200沿轨道100延伸且往返一周形成闭环，牵引索200经过导向轮组的导向通道m，牵引索连接件850的一端固定于牵引索200，另一端沿牵引索200的径向延伸，且牵引索连接件850在随牵引索200移动时能够穿过第一导向轮500a和第二导向轮500b凸缘顶端之间的空隙n。牵引索连接件850拉动行走轮组在轨道上行走，行走轮组吊接有巡检设备900。以下将对上述结构进行进一步说明。
如图3所示，图3为图2中导向轮及导向轮组的结构示意图。第一导向轮500a和第二导向轮500b构成导向轮组，二者结构相同，此处以第一导向轮500a为例进行说明。第一导向轮500a包括轮体、设置在轮体周面的第一凸缘510a和第二凸缘520a及两个凸缘之间的凹槽530a。其中，第一凸缘510a的高度大于第二凸缘520a的高度。两个凸缘均环绕轮体并沿径向凸出，凸缘的一个侧面(纵剖面视图上观察)为轮体端面的一部分，另一个侧面为弧形表面，构成凹槽530a的一部分，两个凸缘的弧形侧面共同形成凹槽530a的表面。本实施例中，凹槽530a的横断面形状为圆弧，因此与第二导向轮500b的凹槽530b配合能形成圆形的导向通道m。在一些可选实施例中，凹槽的槽型还可以为倒置的梯形槽，即，槽底宽度小于槽开口的宽度。
第一导向轮510a和第二导向轮510b轴线平行，二者轴距略大于第一凸缘510a顶面到轴线的距离(顶面半径)，二者两个端面均齐平，凹槽530a和凹槽530b面对面配合形成导向通道m。第一导向轮500a的第一凸缘510a与第二导向轮500b的第一凸缘510b之间具有比较小的间隙，而第二凸缘520a与第二凸缘520b的顶端之间具有较大的距离，从而形成有空隙n，空隙n的距离小于牵引索200的直径。
在一些可选实施例中，第一导向轮500a和第二导向轮500b的轴线还可以不平行，可以具有例如5度、20度或二者之间数值的夹角，同时保持第一凸缘510a与第一凸缘510b相邻，第二凸缘520a与第二凸缘520b之间形成有空隙。如此设置，当牵引索200对导向轮组的作用力方向沿第一导向轮500a和第二导向轮500b的对称平面指向轨道100时，导向轮能承受一定沿径向的分力。在这种情况下，第一导向轮500a和/或第二导向轮500b各自的凸缘均可以是等高的，通过调整第一导向轮500a和第二导向轮500b轴线的角度可以使第二凸缘520a与第二凸缘520b之间形成空隙。导向轮组通过支架固定在轨道100上，将牵引索200约束在轨道100的附近。
牵引索连接件850能够连接在牵引索200上且与导向轮组之间无干涉。牵引索连接件850包括主连接件和过渡板854，主连接件包括主体851、箍紧件853和套筒852，箍紧件853和套筒852设置在主体851的两端构成主连接件整体，主连接件通过箍紧件853与过渡板854铰接。主体851为板件，本实施例中，箍紧件853具体为主体851一端卷成的套筒状结构。箍紧件853与套筒852的轴线及主体851板件的板面均平行。过渡板854的一端具有两个分叉，两个分叉均卷成筒状结构且筒状结构同轴。牵引索连接件850的箍紧件853位于过渡板854一端的由分叉形成的筒状结构之间且与筒状结构同轴连接，形成铰接结构，铰接结构的铰轴与牵引索200平行。该铰接结构可以通过螺栓或销子的形式与过渡板854之间形成可拆卸连接。过渡板854的另一端设置有垂直于板面的连接轴，通过该连接轴连接在行走轮组的支架上。套筒852可在一定外力下被压瘪，从而箍紧在第一索段210上。
主连接件与牵引索200之间还可以设置为可拆卸连接，如，套筒852也可以具有侧面的开口，通过该开口抱在第一索段210上，再通过箍或螺栓连接将开口闭合并保持施压，紧固在第一索段210上。
牵引索连接件850随牵引索200移动经过第一导向轮500a和第二导向轮500b之间的导向通道m时，套筒852可以直接经过导向通道m，主体851可以经过空隙n而不与导向轮发生干涉。
轨道100具有“工”字形横截面，轨道100由多个轨段构成，每个轨段由两块平行的横板和连接两块横板的竖板构成，竖板将两块横板之间的空间分隔为两部分。轨道100由轨段一101、轨段二102和轨段三103串接形成，轨段二102相对于轨段一101向上弯曲，轨段三103相对于轨段二102向左弯曲。轨道100中位于下方的横板的上表面为支撑面，并由竖板分隔为两部分，即第一轨面110和第二轨面120，第一轨面110和第二轨面120能够巡检设备900行走。竖板的两个侧面分别为第一导向面130和第二导向面140。在一些可选实施例中，轨道100还可以为其他形状，如为具有“T”形横截面的结构，即轨道由一块横板和位于横板下方的竖板构成，横板的上表面为支撑面(供行走的轨面)；竖板也可以作为导向面。再如，轨道100还可以为具有“⊥”形横截面的结构，即，其由一块横板和位于横板上方的竖板构成，横板的上表面为支撑面并被竖板分隔为两条轨面，竖板的两个侧面可以作为导向面。
索200沿轨道100往返延伸一圈形成闭环，延伸方向相反的两段分布在轨道100的竖板的两侧，即图中所示的第一索段210和第二索段220，二者沿横向并行。第一索段210和第二索段220均可用于挂接和牵引巡检设备900。牵引索200的第一索段210与第一轨面110和第一导向面130对应设置且与二者之间具有预定距离。第二索段220与第二轨面120和第二导向面140对应设置且与二者之间分别具有预定距离。
轨段二102和轨段三103之间有一定的角度，因此需要多个导向轮组将牵引索200约束在第一轨面110和第一导向面130附近，同时不能影响牵引索200上牵引索连接件850的移动。由于轨道100是沿水平方向发生弯曲，需要给牵引索200沿水平方向的约束，但限于导向轮组支架和牵引索连接件850的设置，采用水平配置的导向轮(轮轴垂直于第一轨面110的导向轮)需要将牵引索200设置在导向轮和第一导向面130之间，即，牵引索200径向各个方向附近均会有阻挡物，不适于连接牵引索连接件850。而本申请中采用两个竖直配置(轮轴垂直于第一导向面130的导向轮)导向轮组成的导向轮组对牵引索200进行约束，导向轮组两个导向轮轮周凹槽侧壁构成的导向通道m可以实现对牵引索200的束缚，同时空隙n可以供牵引索连接件850通过，很好地解决了上述问题。
在一些可选实施例中，第一导向轮500a的两个凸缘的高度相同，第二导向轮500b中第二凸缘520b的高度小于第一凸缘510b的高度，仍能够在导向通道m一侧形成空隙n，可供牵引索连接件850通过。
上述结构为牵引装置的构成，提供了牵引巡检设备的基本载体和连接基础。牵引索200的第一索段210和第二索段220可以在横向并行，配合牵引索200的支撑面，使得第一索段210和第二索段220均可作为连接巡检设备的连接基础，提供了连接巡检设备时在不同位置安装的选择，更能适应井下巷道空间受限的工况。如，当第一索段210一侧的位置不适于连接巡检设备时，可以将巡检设备连接至第二索段220一侧。并且，由于轨道支撑面(轨面)的法向一般都是沿竖向的，第一索段210和第二索段220可以容易地设置为与轨道支撑面相同的距离，这样连接牵引索和行走轮的结构可以不需要改变就能同时适应与第一索段210的连接和第二索段220的连接。
行走轮组件800可以在轨道100上行走，并用于连接牵引索200和巡检设备900。
参考图5，本实施例中，行走轮组件800包括第一轮组810、第二轮组840及分别设置在二者上牵引索连接件和设备连接件。牵引索连接件820和设备连接件830连接于第一轮组810，牵引索连接件850和设备连接件860连接于第一轮组810。牵引索连接件850与第一索段210连接，行走轮组件800能够在轨道100的支撑面上行走。
第一轮组810与第二轮组840的结构及连接在各自上的附属结构相同，此处以第二轮组840、牵引索连接件850和设备连接件860为例进行说明。
第二轮组840包括支架841、两个承重轮842和一个导向轮843。支架841由一竖板及垂直于该竖板的两个横板构成，竖板的宽度大于高度，两个横板构成导向轮843的支撑。两个承重轮842分别设置在竖板的水平方向上的两端，轮轴水平，轮周面与轨道100的支撑面相切。导向轮843铰接于两个横板之间，轮轴竖直设置，轮周面与轨道100的导向面相切。
在一些可选实施例中，可以仅设置第二轮组840、牵引索连接件850和设备连接件860连接第一索段210和巡检设备900，或者仅设置第一轮组810、牵引索连接件820和设备连接件830连接第二索段220和巡检设备900，可以根据实际需要选择。在设置一组行走轮时，可以在行走轮上设置两个牵引索连接件，一个与第一索段210适配，另一个与第二索段220适配，根据实际需要择一连接牵引索200。
在另一些可选实施例中，两个轮组上可以仅设置一个牵引索连接件，该连接件与轮组和牵引索200之间为可拆卸连接，可以根据实际需要将其连接在第一索段210和第二轮组840之间，或者第二索段220与第一轮组810之间。
在另一些可选实施例中，轨道100的支撑面可以仅包括一条轨面，也可以不设置导向面，轮组不设置导向轮，仅依靠牵引索200的牵引行进和转弯。
巡检设备轨道装置挂接巡检设备900后即巷道巡检系统，巡检设备900集成了甲烷传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、湿度传感器和距离传感器，巡检设备900在巷道中沿轨道装置行进时可以通过上述传感器获取巷道和传送带的运行状态参数。
本发明实施方式提供的轨道装置、牵引装置及巡检系统中，设有横向并行的牵引索和对应牵引索的水平支撑轨面，使得两条牵引索均可用于牵引巡检设备，增强了其在巷道内的适应性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
