[發明專利]單輪式管外爬管機器人

有效

• 申請號: 201110274416.9
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102975783A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 趙建建;樊炳輝;鄭義
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;F16L55/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及管道檢測領域和機器人領域，尤其是能夠通過直管、彎管和十字形管道，并能夠圍繞管道旋轉360度的管外爬行機器人。

背景技術

目前，管道機器人以管內的居多，管外的比較少，而且管外爬行機器人在通過彎道尤其是十字架彎道時非常困難。當人們在對管外探傷，尤其是對小直徑管道和高度比較高的管道探測時需要人工架梯子進行檢測，費時費力，而且有些地方管道比較密集，人很難過得去，所以非常不方便。

本發明內容

本發明創造要解決的問題是：爬管機器人很難通過直管、彎管和十字形管道，并圍繞管道旋轉360度。

其技術解決方案：

一種單輪式管外爬管機器人，包含驅動裝置、水平調節裝置和抱臂裝置，驅動裝置的驅動輪與管道外壁接觸，水平調節裝置和抱臂裝置均分別對稱安裝在驅動裝置兩側。

所述的驅動裝置包含基體支板、基體平板、轉向電機、轉向電機齒輪、軌道圓環、運動輪、下輪殼、上輪殼、電機夾具上殼、運動輪電機、電機夾具下殼和運動輪支撐，運動輪電機裝入由電機夾具上殼和電機夾具下殼構成的電機夾具中，電機夾具安裝在由上輪殼和下輪殼構成的運動輪殼中，電機夾具與運動輪殼之間可以相對旋轉，運動輪電機上安裝有齒輪與上輪殼內壁的輪齒進行內嚙合，驅動輪電機旋轉時將帶動運動輪殼轉動；電機夾具兩側均有凸臺與運動輪支撐聯接，運動輪支撐聯接在軌道圓環內壁的軌道上，安裝在基體平板上的轉向電機主軸上的齒輪與運動輪支撐上部的齒輪內嚙合，當轉向電機工作時將使得運動輪轉向；基體支板安裝在基體平板兩側，基體支板與水平調節裝置連接。

所述的水平調節裝置包含其包含連接體、小型筒式電磁鐵和背帽，連接體右側通過螺釘與抱臂裝置連接，背帽的螺紋旋入基體支板的圓柱凸臺中，小型筒式伸縮電磁鐵得電可收縮。

所述的抱臂裝置(左側抱臂裝置僅比右側抱臂裝置少支架電機)包含抱臂提升電機、支架電機、抱臂托板、抱臂基體、抱臂支架和抱臂提升齒輪，抱臂提升電機主軸上有齒輪與抱臂提升齒輪的大齒輪形成外嚙合齒輪傳動抱臂支架側邊有齒條與抱臂提升齒輪的小齒輪形成外嚙合齒輪傳動，抱臂提升齒輪的大小齒輪固定為一體；抱臂托板安裝在抱臂支架的方形孔中，抱臂托板上側有齒條與支架電機嚙合，支架電機運轉則推動抱臂托板運動并插入另一側抱臂裝置的抱臂支架方形孔中；抱臂托板中間設有雙列v形板用以很好的支托管道，且v形板嵌入滾珠(v形板分兩層，上面一層鉆有很多直徑略小于滾珠直徑的孔，滾珠置于兩層板中間)，使得抱臂抱緊管道時管道與滾珠接觸，摩擦力非常小。

本發明創造具有以下有益技術效果：

本爬管機器人可以通過直管、彎管、十字形彎道以及圍繞管道外壁旋轉運動，從而使得人們對比較復雜、高度較高以及布置比較密集的管道進行方便的探測，原理簡單，使用方便。

僅僅使用一個內置電機的運動輪作為運動的裝置，運動自如，利于機器人非常方便的過彎道；抱臂裝置可以根據不同的管道直徑自動調整長度，確保本機器人能夠牢靠地在管道上運行；平行調節裝置可以使得人們在基體平板上放置探測儀、控制裝置等。

附圖說明

圖1：本發明創造的布局圖，為了清晰表達和說明，圖中省去了管道和3個303抱臂托板。

圖2：圖1所示的1.驅動裝置：圖2(a).驅動裝置布局圖圖2(b).驅動裝置爆炸視圖圖2(c).轉向示意圖圖2(d).驅動輪布局圖圖2(e).驅動輪結構爆炸視圖

圖3：圖1所示的2.平行調節裝置：圖3(f).平行調節裝置布局圖圖3(g).平行調節示意圖

圖4：圖1所示的3.右側抱臂裝置：圖4(h).右側抱臂裝置布局圖圖4(i)去抱臂基體的右側抱臂裝置布局圖.圖4(j).去抱臂支架的抱臂基體內部示意圖圖4(k).抱臂支架下部放大圖

圖5：爬管機器人運動簡易示圖

上述附圖中，1.驅動裝置2.平行調節裝置3.抱臂裝置

101.基體支板102.基體平板103.轉向電機1031.轉向電機齒輪(與電機主軸聯接)104.軌道圓環105.運動輪1051.下輪殼1052.上輪殼1053.電機夾具上殼1054.運動輪電機1055.電機夾具下殼106.運動輪支撐架

201.連接體202.小型筒式伸縮電磁鐵203.背帽

301.抱臂提升電機302.支架電機303.抱臂托板304.抱臂基體305.抱臂支架306.抱臂提升齒輪501和502均代表抱臂中間圓圈代表驅動輪A，B，C代表三根管道q，r，s，t代表爬管機器人的四個位置

具體實施方式