[發明專利]一種管道外行走機器人

無效

• 申請號: 200910180084.0
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101691128A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 沈惠平;劉善淑;鄧嘉鳴;李航;俞成龍;王云
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種沿管道在管道外行走的機器人，也就是說為各種工業輸送管道/民用 管道/大橋斜拉索等圓柱形體的管外質量檢測、維護修復等作業提供一種新型的沿管道管 外行走機器人。

背景技術

現代工農業生產以及日常生活中使用大量管道，如核電廠的蒸汽發生器傳熱管、石油、 化工、制冷行業的工業管道和煤氣管道等，出于管道安裝、維護及檢測等工作穩定性、安 全性以及工作效率的考慮，管道作業越來越多地要求采用管道機器人作為移動載體來代替 人工操作。另外，隨著各種跨海、跨江斜拉索大橋的興建，斜拉索鋼管或鋼絲外部的質量檢 測、油漆與防銹，也成了一個急待解決的重要問題。與管內機器人相比，在管道外面進行 管道作業的機器人由于沒有了管道內封閉圓柱面的導向或支撐作用，因而使得其移動和控 制都更加困難。目前，沿管道在管道外表面上作業的機器人大多采用蠕動式的移動方式， 即通過電機、液壓缸或氣缸驅動，由幾個模塊交替、協調工作進行夾持、伸縮等動作，從 而實現機器人的移動功能，也有機器人采用連續的移動方式，即通過壓緊輪或形成封閉鏈 包繞在管子外表面連續移動，例：發明專利申請2008100250001公布了一種管外自動噴涂 機器人，但結構較復雜。通過對比研究發現，現有沿管道管外機器人存在諸如：結構復雜、 控制困難、效率低下、加工成本高等不同程度的不足之處，以至于它們很難被廣泛地推廣 應用。

綜上所述，管道及圓柱形體外部的檢測、維護、修復等技術的發展和實用化迫切需要 創造出高效實用的管外行走機器人。

發明內容

本發明目的是要克服現有技術的缺點和不足，其技術實現方案是：一種管道外行走機 器人，由動力驅動裝置、行走導向裝置以及連接這兩部分的彈性可彎曲可伸縮元件組合體 組成，動力驅動裝置由筒形體和筒形驅動主體通過內外圈不分離的滾動軸承構成一個可作 相對轉動的回轉體，而筒形體的內壁上安裝有一個或一個以上的電機，電機軸與筒形體的 軸線平行并安裝有齒輪；而筒形驅動主體的內壁的一端固定安裝有一個內齒圈并與齒輪相 嚙合，在其內壁的其它圓周位置上至少安裝二個以上可轉動的安裝架，驅動輪活套在安裝 架的橫軸上，且驅動輪的轉動軸線與筒形驅動主體的轉動軸線呈一銳角且可通過安裝架的 轉動可調節大?。欢凶邔蜓b置由筒形導向主體及其內壁上安裝有至少二組以上沿圓周 均布的導向輪架組成，每組導向輪架上再安裝1～2個導向輪，其轉動軸線與筒形導向主 體的軸線相互垂直。

動力驅動裝置的筒形體一端，用固定連接環通過一組彈性可彎曲可伸縮元件，與行走 導向裝置的筒形導向主體一端的固定連接環固定連接。

動力驅動裝置上的筒形驅動主體的安裝架和行走導向裝置的筒形導向主體的導向輪 架均為浮動體，且用彈性元件來產生一定的徑向漲縮量，使驅動輪和導向輪始終貼緊于管 道的外壁。

動力驅動裝置中的筒形體、筒形驅動主體和行走導向裝置的導向主體，各自既可以是 整體式空心體，也可以是由二個或二個以上圓弧形體通過鉸鏈連接而成的可開合的組合式 空心體，通過開合處的鎖扣可快速扎緊聯結成一個空心體。

本發明與現有管外機器人相比，具有如下特點和優勢：1).采用連續的螺旋移動方式， 結構簡單，安裝方便，控制方便，加工制造成本低，同時行走效率高；2).由于動力驅動 裝置與行走導向裝置之間使用彈性可彎曲元件連接，機器人可以在曲率較大的彎管(如T 型或L型管)外靈活自如地行進；3).采用彈簧等彈性元件使所有輪子緊貼于管道外壁， 使該機器人可以在半徑有變化的管道外行進，同時起到避震作用，使得運行更加平穩，且 在豎直的或者截面并非嚴格圓形的管道外也可順利行進。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖一是本發明的整體結構示意圖。

圖二是其動力驅動裝置的主視圖和右視圖。

圖三是其行走導向裝置的主視圖和右視圖。

圖四是組合式空心體結構示意圖。

具體實施方式