[發(fā)明專利]一種管道機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310061220.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103133818A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚燕安;李銳明;姚舜;李曄卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L55/32
• 分類號(hào): F16L55/32;F16L101/10;F16L101/30
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道機(jī)器人，是一種對(duì)人不能直接進(jìn)入其作業(yè)的管道，使用可以通過(guò)移動(dòng)副的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的變形機(jī)器人在管道內(nèi)的攀爬等動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)管道的檢測(cè)與維修等任務(wù)。尤其涉及一種可變直徑管道機(jī)器人。?

背景技術(shù)

管道機(jī)器人是特種作業(yè)機(jī)器人，其獨(dú)特的行進(jìn)和行動(dòng)的方式方法為當(dāng)今的管道內(nèi)作業(yè)提供了較為先進(jìn)和有創(chuàng)新性應(yīng)用的選擇。隨著現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，也隨著現(xiàn)代制造技術(shù)水平提高，各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都日益增多，由于管道作業(yè)環(huán)境的特殊性，有很多不能人工完成的作業(yè)，因此管道機(jī)器人將會(huì)成為重要的作業(yè)工具。現(xiàn)有的管道機(jī)器人有許多不足，不能很好地適應(yīng)管道內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境，例如在管道直徑變化時(shí)，由于摩擦力的增大或減小，有可能使機(jī)器人在管道內(nèi)卡死，甚至使管道機(jī)器人變形損壞，不能正常工作。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：在一些管道中，管道環(huán)境復(fù)雜，管壁上的粘滯物導(dǎo)致管道的管徑發(fā)生變化，一般的管道機(jī)器人難以適應(yīng)此種情況，在復(fù)雜環(huán)境下通過(guò)性很差。?

本發(fā)明的技術(shù)方案：將電動(dòng)推桿相互連接組合，形成一種管道機(jī)器人。該機(jī)構(gòu)中在自身電動(dòng)推桿的縮放過(guò)程中實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)反復(fù)變形，從而完成攀爬管道的動(dòng)作，同時(shí)因其可變形性，可以增強(qiáng)復(fù)雜管道環(huán)境的通過(guò)能力。在控制一種管道機(jī)器人的過(guò)程中，通過(guò)選擇電動(dòng)推桿的伸縮狀態(tài)來(lái)控制該管道機(jī)器人的動(dòng)作；?

機(jī)器人的外形為三棱柱體，其中包含第一到第六三角形棱邊和第一到第三側(cè)棱邊。包含九個(gè)電動(dòng)推桿、六個(gè)矩形連接塊、十二個(gè)梯形連接塊以、十二個(gè)橡膠墊和六個(gè)軸；每個(gè)三角形棱邊包含兩個(gè)梯形連接塊、一個(gè)電動(dòng)推桿和兩個(gè)橡膠墊。每個(gè)側(cè)棱邊包含一個(gè)電動(dòng)推桿，兩個(gè)矩形連接塊和兩個(gè)橡膠墊。?

梯形連接塊、矩形連接塊和電動(dòng)推桿連接的方式、橡膠墊和連接塊的連接方式可以選擇螺栓固定連接、鉚釘固定連接等連接方式。?

本發(fā)明的有益效果：本專利所涉及的一種管道機(jī)器人是由移動(dòng)副為主要組成部分的，移動(dòng)副可以進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，我們把若干移動(dòng)副組裝，就可以形成一個(gè)可以能進(jìn)行變化的機(jī)構(gòu)。由于移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)特性，使本專利涉及的一種管道機(jī)器人在剛度上有很大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能夠適應(yīng)不同管道的管徑，適應(yīng)復(fù)雜的管道內(nèi)環(huán)境。通過(guò)對(duì)于每一個(gè)電動(dòng)推桿的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)該?機(jī)器人的管道攀爬動(dòng)作，并具有很強(qiáng)的管道通過(guò)能力。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于制造和工程實(shí)現(xiàn)。在民用領(lǐng)域，為中小學(xué)生提供了一個(gè)對(duì)幾何形體及移動(dòng)機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，可用于制作玩具、教學(xué)教具，在軍用領(lǐng)域，也可進(jìn)一步設(shè)計(jì)改造為軍用偵查、運(yùn)輸機(jī)器人等。?

附圖說(shuō)明

圖1一種管道機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)圖?

圖2第一三角形棱邊A結(jié)構(gòu)圖?

圖3a、圖3b梯形連接塊A3結(jié)構(gòu)圖?

圖4a、圖4b梯形連接塊B1結(jié)構(gòu)圖?

圖5第一側(cè)棱邊G結(jié)構(gòu)圖?

圖6矩形連接塊G3結(jié)構(gòu)圖?

圖7梯形連接塊A3與橡膠墊A5裝配圖?

圖8第一三角形棱邊A、第二三角形棱邊B與第一側(cè)棱邊G裝配圖?

圖9攀爬管道動(dòng)作分解圖?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。?

如圖1所示，機(jī)器人的外形為三棱柱體，包含第一到第六三角形棱邊（A、B、C、D、E、F）和第一到第三側(cè)棱邊（G、H、I）；六個(gè)三角形棱邊（A、B、C、D、E、F）結(jié)構(gòu)相同，三個(gè)側(cè)棱邊（G、H、I）結(jié)構(gòu)相同。?

如圖2所示，第一三角形棱邊（A）包括梯形連接塊（A1、A3）、電動(dòng)推桿（A2）和橡膠墊（A4、A5），如圖3所示,梯形連接塊（A3）有三個(gè)連接面（A31、A32、A33）和安裝孔（A34），連接平面（A32）是矩形平面。電動(dòng)推桿（A2）插入連接平面（A32）并用頂絲固定，連接平面（A33）是拱形平面，將橡膠墊（A5）安裝在平面（A33）上的安裝孔中，并進(jìn)行膠粘固定。?

梯形連接塊（A1）與梯形連接塊（A3）結(jié)構(gòu)和尺寸相同；梯形連接塊（A1）與電動(dòng)推桿（A2）的連接方式與梯形連接塊（A3）和電動(dòng)推桿（A2）的連接方式相同；梯形連接塊（A1）與橡膠墊（A4）的連接方式與梯形連接塊（A3）和橡膠墊（A5）的連接方式相同。?

如圖5所示，第一側(cè)棱邊（G）包括矩形連接塊（G1、G3）和電動(dòng)推桿（G2），矩形連接塊（G3）有三個(gè)連接面（G31、G32、G33），連接平面（G31）是矩形平面，電動(dòng)推桿（G2）插入連接平面（G31）的中心孔中，并用頂絲固定。?