[發明專利]單一電機、輪式和變速螺旋式混合驅動的管道機器人

有效

• 申請號: 201210180267.4
• 申請日: 2012-06-02
• 公開（公告）號: CN102691856A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 顧友林;吳羊豪;周虎;馬帥
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種單一電機、輪式和變速螺旋式混合驅動的管道機器人，屬于管道機器人領域。

背景技術

目前，管道作業越加頻繁，其作業要求和作業環境復雜而多變。傳統的管道機器人采用四輪式，其行走不穩定，容易傾覆，且驅動力不足。由于攜帶的傳感器重量不同并且管道坡度不同，導致電機的工作負載變化很大，輸出功率不易滿足要求。目前的螺旋式機器人行進速度單一，功率往往不能充分利用。再者，機器人在不同區域的行進條件不同，行進速度要求也往往不同。現有的機器人工作適應能力差，速度、驅動力單一。但是，目前仍然沒能對這些問題進行有效地解決。

發明內容

本發明的目的是解決現有的機器人輸出功率不滿足要求，工作適應能力差，速度、驅動力單一的問題，提供一種行進穩定、速度調節空間大、驅動力適應條件廣的單一電機、輪式和變速螺旋式混合驅動的管道機器人。

為了達到上述目的，本發明提供了一種單一電機、輪式和變速螺旋式混合驅動的管道機器人，其特征在于，包括螺旋式驅動裝置、輪式驅動裝置和電機動力輸出裝置；

所述的螺旋式驅動裝置包括旋轉體，旋轉體上設有直齒輪，旋轉體上均勻分布的三個孔內分別設有一套傾斜輪組，傾斜輪組與傾角調節機構連接；

所述的輪式驅動裝置包括支撐體，支撐體上均勻分布有三套驅動輪組，支撐體內設有聯動結構；

所述的電機動力輸出裝置包括夾持體，夾持體內設有滑移分流軸，滑移分流軸的中間設有第二齒輪，第二齒輪與電機直齒輪嚙合，電機直齒輪與電機的輸出端連接，電機的另一端與支撐體連接，支撐體上設有電磁鐵組件。

優選地，所述的傾角調節機構包括步進電機，步進電機一端上的第一齒輪與分度齒輪嚙合，分度齒輪與大錐齒輪固結，大錐齒輪與傾斜輪組上的第一小錐齒輪嚙合。

優選地，所述的旋轉體上設有電磁銷，電磁銷前端為齒形結構，當電磁銷沒有通電時，電磁銷與分度齒輪嚙合；當電磁銷通電時，電磁銷與分度齒輪分離。

優選地，所述的聯動結構包括錐齒輪直齒輪固結體，錐齒輪直齒輪固結體上的第五齒輪分別與均勻分布的三個第二小錐齒輪嚙合，三個第二小錐齒輪分別通過三個第一連接桿與三組滑移直齒輪組上的第七齒輪連接，三組滑移直齒輪組上的第八齒輪分別通過第二連接桿與三對錐齒輪組連接，三對錐齒輪組分別與三套驅動輪組連接。

優選地，所述的滑移分流軸通過第三齒輪與直齒輪嚙合。

優選地，所述的滑移分流軸通過第四齒輪與錐齒輪直齒輪固結體上的第六齒輪嚙合。

本發明通過使用一臺電機驅動實現螺旋式驅動或者輪式驅動，相當于節省了一套電機及配套設備的重量，且又避免控制不當導致兩種驅動方式同時工作的情況。根據作業要求和實際負載，選擇恰當的驅動方式。在螺旋驅動時，可通過調節螺旋角的大小，進一步改變速度和驅動力的大小。本發明行進很穩定，速度調節空間很大，驅動力適應條件很廣。

附圖說明

圖1為一種單一電機、輪式和變速螺旋式混合驅動的管道機器人的結構示意圖；

圖2為螺旋式驅動裝置的內部結構示意圖；

圖3為輪子的螺旋角較小時的螺旋式驅動裝置的結構示意圖；

圖4為輪子的螺旋角較大時的螺旋式驅動裝置的結構示意圖；

圖5為輪子的螺旋角為90度時的螺旋式驅動裝置的結構示意圖；

圖6為輪式驅動裝置內部聯動結構與電機動力輸出裝置的內部結構示意圖；

圖7為通過螺旋式驅動裝置驅動時的電機動力輸出裝置的結構示意圖；

圖8為通過輪式驅動裝置驅動時的電機動力輸出裝置的結構示意圖。

附圖標記說明：

1為旋轉體、2為直齒輪、3為傾斜輪組、4為分度齒輪、5為電磁銷、6為步進電機、7為大錐齒輪、8為第一小錐齒輪、9為驅動輪組、10為錐齒輪組、11為滑移直齒輪組、12為第二小錐齒輪、13為錐齒輪直齒輪固結體、14為支撐體、15為電機、16為電機直齒輪、17為滑移分流軸、18為電磁鐵組件、19為夾持體、20為螺旋式驅動裝置、21為輪式驅動裝置、22為電機動力輸出裝置、23為第一齒輪、24為第一連接桿、25為第二連接桿、26為第二齒輪、27為第三齒輪、28為第四齒輪、29為第五齒輪、30為第六齒輪，31為第七齒輪，32為第八齒輪，33為傾角調節機構，34為聯動結構。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

實施例1