[發明專利]蠕動式微型管道機器人驅動行走機構

有效

• 申請號: 201310153623.8
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103244790A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 朱永梅;孫小艷;田桂中;王黎輝
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

????本發明涉及一種管道機器人，具體涉及一種蠕動式微型管道機器人驅動行走機構。

背景技術

在一般工業、核設施、石油天然氣、軍事裝備等領域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛的應用。為提高管道的壽命、防止泄漏等事故的發生，就必須對管道進行有效的檢測維護，管道機器人正是為了滿足上述需求而產生。由于管道內環境復雜，對管道機器人的設計要求驅動單元結構簡單、驅動效率高，同時對復雜的管內環境具有自適應能力。微型管道機器人是微機器人研究領域的一個重要組成部分，它具有體積小、能耗低的特點，能夠進入一般機械系統無法進入的狹小空間內，完成管道清洗、獲取信息、檢測和維修等工作。目前國內外關于微型管道機器人做了大量的研究，雖然在結構和技術上都有自己的特點和優勢，但是可靠性和實用性還未完全達到工業化應用的要求，例如浙江大學提出了一種新型蠕動式氣動微型管道機器人，由于采用氣壓驅動，管路系統復雜，不易微型化。還有的機器人主要靠支撐管內壁的受力實現蠕動，即靠封閉力、磁吸附或真空吸附實現蠕動，在通過U型彎管、三通或變徑管道時，由于管道內壁的凸凹不平和吸附面積的增大或減小，有可能使機器人在管道內卡死或打滑，不能正常工作。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中微型管道機器人存在的通過性差的不足，本發明提供一種蠕動式微型管道機器人驅動行走機構。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供的蠕動式微型管道機器人驅動行走機構包括通過萬向節依次連接的前箝位機構、連續蠕動驅動體和后箝位機構，所述前箝位機構包括張緊機構、支撐機構和行走輪，所述張緊機構包括中軸和可移動的滑套，所述支撐機構沿中軸的徑向張開，包括主支撐腿和輔助支撐腿，其中主支撐腿的一端鉸接于中軸上，主支撐腿的另一端安裝有行走輪，輔助支撐腿的兩端分別鉸接于主支撐腿的中部和滑套上；所述后箝位機構具有與前箝位機構相對稱的結構，所述行走輪與主支撐腿之間安裝有單向棘輪機構；所述連續蠕動驅動體包括機架、電機、凸輪和一對平底推桿，所述電機安裝于機架上，所述凸輪安裝在電機的輸出軸上，所述凸輪的兩側抵靠彈簧連接的一對平底推桿的底部，所述推桿的頂部從機架伸出。?

作為優選，為了簡便地對滑套的移動進行控制，所述張緊機構還包括步進電機、絲桿、絲桿螺母和彈簧，所述步進電機安裝于中軸上，所述絲桿安裝于步進電機的輸出端，所述彈簧安裝于絲桿螺母和滑套之間。

作為優選，為了使支撐機構在管道內準確定位，所述支撐機構是沿中軸徑向呈120度分布的三組。

作為優選，為了減少行走輪與管道的摩擦，所述行走輪的表面具有橡膠層。

作為優選，為了避免推桿在運動時發生偏移，所述行機架上開有用于容納推桿的導向槽。

有益效果：本發明蠕動式微型管道機器人驅動行走機構通過萬向節連接的前箝位機構、后箝位機構和連續蠕動驅動體組成的三段式結構，可以適應各種彎曲的管道，通用性強；前箝位機構、后箝位機構采用的張緊機構和支撐機構的結構可以適應管徑的變化及內壁的凸起，定位可靠；而連續蠕動驅動體的凸輪和推桿結構配合行走輪內的單向棘輪具有結構緊湊、響應快速、驅動力大等優點，特別適合小直徑的管道。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的結構示意圖；

圖2是實施例的運動過程示意圖。

具體實施方式

實施例：本發明提供的蠕動式微型管道機器人驅動行走機構如圖1所示，包括通過萬向節4依次連接的前箝位機構1、連續蠕動驅動體2和后箝位機構3。

前箝位機構1包括張緊機構、支撐機構和行走輪1-3，張緊機構包括中軸1-4、可移動的滑套1-5，步進電機1-6、絲桿1-7、絲桿螺母1-8和彈簧1-10，中軸1-4與萬向節4的一端固定連接，步進電機1-6安裝于中軸1-4上，絲桿1-7安裝于步進電機1-6的輸出端，彈簧1-10安裝于絲桿螺母1-8和滑套1-5之間。支撐機構沿中軸1-4的徑向張開，包括主支撐腿1-1和輔助支撐腿1-2，其中主支撐腿1-1的一端鉸接于中軸1-4上，主支撐腿1-1的另一端安裝有行走輪1-3，輔助支撐腿1-2的兩端分別鉸接于主支撐腿1-1的中部和滑套1-5上，后箝位機構3具有與前箝位機構相對稱的結構1，行走輪1-3與主支撐腿1-1之間安裝有單向棘輪機構，行走輪1-3的表面具有橡膠層。支撐機構只需以中軸1-4對稱的一對就可以工作，但為了使其在管道內準確穩定地定位，選用沿中軸1-4的徑向呈120度分布的三組。