[發明專利]一種蠕動式管道機器人驅動行走機構

無效

• 申請號: 201210128494.2
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102644831A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 許馮平;耿岱;耿超;趙琦;夏友山
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

技術領域

?本發明涉及一種用于管道機器人領域中的驅動行走機構。

背景技術

管道作為一種重要的物料輸送手段，在石油、天然氣、化工原料及市政給排水工程等各個方面發揮著重要的作用。伴隨著使用年限增加，管道會出現各種問題如腐蝕、裂縫、淤積等，影響管道的使用。為了提高管道的使用效率和壽命，需要對管道進行定期的檢測或其它作業。比較理想的管道檢測的方法是進入到管道內部，運用各種無損檢測方法對管道進行檢測。由于管道的直徑通常較小，一般為人工無法進入的場所，所以管道機器人的發展應運而生。管道機器人作為一種管道內移動的智能載體，通常可攜帶有各種檢測設備或作業工具。近三十年來，由于科研人員的不斷努力創新，并伴隨機電技術、計算機技術的進步，管道機器人的發展十分迅速。基于驅動行走機構構型的不同，開發設計了各種的管道機器人，這些機器人有著不同的行走方式，如輪式、履帶式、蠕動式、螺旋式等，雖然在結構和技術上都有著自己的特點和優勢，但總體來說還不足以在工業上成熟應用。主要的問題有能源供給問題、彎道通過性問題、拖動力問題、極限空間結構設計等問題。尤其是在中小直徑（≤Φ300mm）情況下，現有的管道機器人由于驅動行走機構的拖動力較小，難以實現驅動機器人在管道內較遠距離行走。

發明內容

為解決背景技術中的現有技術問題，本發明提出了一種管道機器人驅動行走機構，該機構是由曲柄搖塊機構和蝸輪蝸桿機構組合而成，行走足交替地與管內壁接觸，實現蠕動式行走，具有較大的拖動力，能夠使機器人可以在管道內進行較遠距離的行走。

本發明的技術方案是：該種蠕動式管道機器人驅動行走機構，具有機體，機體上開有縱向3條長條形槽，呈120度間隔均勻地分布，在機體中安裝有蝸桿軸左、右支撐部件，以及行走驅動單元；所述驅動行走機構還包括有位于機體外的輔助行走輪單元，以及行走足，以及彈性連桿結構。

其中，所述輔助行走輪單元由輔助行走輪、輔助行走輪連接軸、輔助行走輪支架桿、輔助行走輪支架桿連接軸，以及輔助行走輪彈簧連接長、短銷，以及輔助行走輪彈簧、輔助行走輪支架和輔助行走輪支架連接螺釘連接后構成；所述輔助行走輪通過輔助行走輪連接軸鉸接到輔助行走輪支架桿上，所述輔助行走輪彈簧分別通過輔助行走輪彈簧連接長、短銷鉸接到輔助行走輪支架桿和輔助行走輪支架上；所述輔助行走輪支架桿通過輔助行走輪支架桿連接軸鉸接到輔助行走輪支架上；所述輔助行走輪支架由輔助行走輪支架連接螺釘固接到機體外表面上；所述的輔助行走輪單元前后有2組，沿機體外呈120度間隔，均勻分布在機體外表面上；

所述彈性連桿結構由彈簧下筒體、壓板、壓板連接螺釘、彈性連桿彈簧、彈簧上筒體、行走足連接銷以及連桿連接后構成；其中，所述連桿穿過彈簧下筒體，由壓板通過壓板連接螺釘端部固接；所述彈性連桿彈簧安裝在彈簧下筒體和彈簧上筒體的空間內，彈簧下筒體和彈簧上筒體螺紋連接；??

所述行走足通過行走足連接銷鉸接在彈簧上筒體端部；所述彈性連桿結構有3組，每組2個，與機體上開有的呈120^o均勻分布的3條縱向長條形槽同方位分布；

所述行走驅動單元由連桿，左、右搖塊固定塊連接螺釘，以及搖塊左、右固定塊，以及連桿連接軸，以及蝸輪軸端壓板內、外連接螺釘，以及蝸輪軸端左、右壓板，以及搖塊、蝸輪、蝸輪軸和蝸桿連接后構成；所述搖塊通過自身結構銷軸與搖塊左、右固定塊上的結構孔配合鉸接；所述搖塊左、右固定塊通過左、右搖塊固定塊連接螺釘固接到機體外表面上，所述連桿穿過搖塊，通過連桿連接軸鉸接到蝸輪上，連桿和搖塊組成移動副；所述蝸輪與蝸輪軸鉸接；所述蝸輪軸端壓板通過蝸輪軸端壓板連接螺釘固接在蝸輪軸的一個端面上；所述蝸輪軸螺紋連接到蝸桿軸左支撐部件上，所述蝸輪軸端壓板通過蝸輪軸端壓板連接螺釘固接在蝸輪軸另一端面上；

所述的蝸桿左端通過平鍵與蝸桿軸左支撐部件中的驅動電機相連接，右端通過蝸桿軸壓板連接螺釘和蝸桿軸壓板與蝸桿軸右支撐部件相連接；所述的蝸桿軸左、右支撐部件通過前、后法蘭連接螺栓與機體上的法蘭連接；

所述的蝸桿同時驅動6個蝸輪；所述蝸桿軸左支撐部件通過定位銷定位于機體上；所述的行走驅動單元共有3組，每組2個，與機體上開有的呈120^o均勻分布的3條縱向長條形槽同方位分布。

本發明具有如下有益效果：本發明所提出的蠕動式管道機器人驅動行走機構采用模塊化組成，概括的說由輔助行走輪單元、彈性連桿結構、行走驅動單元、行走足以及機體五部分組成，該種管道機器人驅動行走機構能夠產生較大的拖動力，應用于中小直徑的管道中。