[發明專利]一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構

無效

• 申請號: 201010144326.3
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101818842A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 徐洪;賈燕峰;俞紅祥;黃平;王文龍;施利華;阮維亮
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 韓洪

技術領域

本發明涉及一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構。

背景技術

管道內形成了隱蔽的小環境，為了探索管道內部的狀態，并實現在管道內的作業，管道機器人應運而生。管道機器人要在管道內進行作業，首先要解決機器人在管道內的行進問題。由于管道壁的約束，使管道內空間狹小，內部空間隱蔽，管道機器人如何在豎直、彎曲、有分支管道中的行進，被普遍認為是管道機器人的一個難以解決的問題。現有技術也專門針對這個難點提出了各種解決方式。如專利號為200710035846.9的名為《蠕動式微小管道機器人》的發明專利就提出了一種通過支撐部件和伸縮部件組合而成的管道機器人的行進機構。這樣的結構能在管道內進行移動，但是這一裝置需要安裝3個電機，支撐部件需要通過電機提供的壓力壓在管道內壁上，并且通過摩擦力進行固定，加上電機控制方面需求，整個系統的成本也相對提高了。此外，現有技術中的管道機器人重量大，結構復雜，成本也較高，使投入產業化生產帶來了困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進裝置，本裝置只需一個電機，利用機構自鎖現象，使機器人能在水平、豎直、彎曲等形態的管道中行進，并且使這一機器人對不同管徑、不同截面的管道有一定的適應性。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現：一種利用自鎖完成行進的管道機器人的行進機構，包括通過帶有聯接彈簧的連接機構依次連接的前支撐機構、中間傳動機構、后支撐機構，所述前支撐機構和后支撐機構均為傘狀結構，包括調節絲桿，以及通過螺母和彈簧活動套接在調節絲桿上的活動支架盤和通過1對螺母固定在調節絲桿上的固定支架盤，活動支架盤活動連接有若干短支撐桿，固定支架盤活動連接有對應短支撐桿數量的主支撐桿，短支撐桿活動連接在主支撐桿中部，主支撐桿末端連接有分支桿，分支桿的分支上安裝有對稱的摩擦球和導向輪，調節絲桿上還設有用于和中間傳動機構連接的連接機構。

優選的，相對于行進方向，所述分支桿上所安裝的導向輪在前，摩擦球在后。這樣的結構能使摩擦球起到阻止整體結構相對于行進方向的逆向滑動，尤其在豎直爬升的過程中起到防滑的作用，保證了系統的運行穩定。

優選的，所述活動支架盤、短支撐桿、固定支架盤、主支撐桿之間是通過銷軸組件相互活動連接的。銷軸組件結構簡單，使用可靠，適用于此。

優選的，所述短支撐桿和主支撐桿數量為4根。這樣數量下的短支撐桿和主支撐桿適用在多種截面形狀的管道。

優選的，所述前支撐機構的連接機構為丁字滑塊。由于采用了丁字滑塊，在管道轉彎處，前支撐機構可以和中間傳動機構呈一個角度行進，方便整個系統轉過小于90°的彎。

優選的，所述后支撐機構的連接機構為固定座。

優選的，所述中間傳動機構由活動連接在驅動絲桿上的交叉成平行四邊形連接在一起的連桿一、連桿二、連桿三組成的伸縮結構，以及固定在電機支座上的電機組成，連桿一連接在前支撐機構的連接機構上，連桿三連接在后支撐機構的連接機構上，電機連接驅動絲桿。這樣的連桿結構能通過電機帶動驅動絲桿驅動連桿一、連桿二、連桿三組成的伸縮結構，伸縮結構帶動支撐機構前進。

優選的，所述連桿一的長度長于連桿三的長度。這樣設計的優點在于可以使每次前進的距離最大化，并縮短絲桿的長度，提高了機械效率。

與現有技術相比，本發明一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進裝置的優點是：本發明只需一個電機，利用管道對內部物體的約束作用，利用自鎖完成機器人在管道內的行進。前支撐機構和后支撐機構均具有手動調節和彈簧作用下的自動調節功能，使機器人對不同直徑的管道有一定的適應性。機器人能在水平、彎曲、豎直的管道內行進，也能適應方形、圓形、矩形截面管道，而且能保證在行進過程中不會打滑。利用機器人自動調節功能、和對機器人的手動調節，可使機器人能適應管道截面尺寸在一定范圍內的變化。同時支撐部件上不需要設置電機，簡化了結構，降低了機器人的整體重量，也降低了成本。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1為本發明一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構的結構示意圖；

圖2為本發明一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構運動示意圖；

圖3為一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構前支撐結構向上運動時自鎖原理圖。

圖4為一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構前支撐結構固定時自鎖原理圖。

圖5為本發明一種利用自鎖實現行進的管道機器人的行進機構整體結構示意圖；