[實(shí)用新型]一種爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320022049.8
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN203099211U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紅軍;黃國鋼;陳賢政;鄒湘軍;陳少龍;陳文輝;陳朝輝;張浩
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

本實(shí)用新型涉及管道機(jī)器人技術(shù)，具體來說是一種爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。

管道機(jī)器人在石油工業(yè)中具有非常重要的作用。在油田開發(fā)過程中，需要鉆一種特殊垂直管道——油氣井，而在鉆井過程中需要在井內(nèi)安裝工作儀器，完成井中參數(shù)的測量，還需要檢測井的工作狀態(tài)(尤其是事故井的狀態(tài))，以做出準(zhǔn)確的修井作業(yè)方案，這些工作需要用管道機(jī)器人來完成。而石油管道在長期使用過程中，管道會受到管內(nèi)外介質(zhì)的作用而產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢、裂紋、穿孔等導(dǎo)致管道失效,影響油氣生產(chǎn)的正常進(jìn)行，此時也需要用到管道機(jī)器人來進(jìn)行檢測與維修。

目前管道機(jī)器人的研究成果已經(jīng)很多，如：江蘇工業(yè)大學(xué)研究的“一種變徑的管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)”（專利公開號為：CN1966336A）;中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究的“凸輪式管道機(jī)器人運(yùn)動機(jī)構(gòu)”（專利公開號為：CN101430037A）;大慶石油學(xué)院研究的“一種管道機(jī)器人驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)”（專利公開號為：CN101788093）等等。但現(xiàn)有技術(shù)中的管道機(jī)器人還存在以下技術(shù)問題：

（1）管道機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測維修不便；

（2）管道機(jī)器人尺寸較大，難以適應(yīng)小型管道；

（3）當(dāng)管道機(jī)器人利用外部液壓驅(qū)動時，速度與精確定位難以控制。

本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜、檢修方便、精確定位、速度易控制的爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括外殼、傳動機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、爬行機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；其中，爬行機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動腳、復(fù)位彈簧、第二驅(qū)動腳、驅(qū)動連桿、支撐連桿及支撐腳，外殼圓周均布3只第一驅(qū)動腳和3只支撐腳，每只第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳連接，第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳之間設(shè)置復(fù)位彈簧，第二驅(qū)動腳與換向機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動連桿一端與第二驅(qū)動腳連接，驅(qū)動連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，每只支撐腳的端部連接支撐連桿一端，支撐連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，外殼的上部和下部分別設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括外殼、傳動機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、爬行機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；其中，爬行機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動腳、復(fù)位彈簧、第二驅(qū)動腳、驅(qū)動連桿、支撐連桿及支撐腳，外殼圓周均布3只第一驅(qū)動腳和3只支撐腳，每只第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳連接，第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳之間設(shè)置復(fù)位彈簧，第二驅(qū)動腳與換向機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動連桿一端與第二驅(qū)動腳連接，驅(qū)動連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，每只支撐腳的端部連接支撐連桿一端，支撐連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，外殼的上部和下部分別設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)把驅(qū)動電機(jī)定向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往返運(yùn)動的功能，優(yōu)選的，所述傳動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)、同步帶輪、同步帶、偏心輪及滑塊；其中，驅(qū)動電機(jī)設(shè)于外殼內(nèi)的下部，驅(qū)動電機(jī)的上方設(shè)有偏心輪，驅(qū)動電機(jī)與同步帶連接，同步帶通過同步帶輪與偏心輪連接，偏心輪與滑塊連接，滑塊上端連接驅(qū)動連桿，滑塊下端連接支撐連桿。

為了實(shí)現(xiàn)改變機(jī)器人運(yùn)動方向的功能，優(yōu)選的，所述換向機(jī)構(gòu)包括換向電機(jī)、絲桿及螺母盤；其中，換向電機(jī)設(shè)于外殼內(nèi)的上部，換向電機(jī)與絲桿連接，絲桿穿過螺母盤，第二驅(qū)動腳與螺母盤連接。

為了防止機(jī)器人傾覆，保持機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)動，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為具有彈性的導(dǎo)向輪，外殼的上部和下部分別設(shè)有3個導(dǎo)向輪。

為了增加摩擦力，所述第一驅(qū)動腳和支撐腳的端部分別套上橡膠。

本實(shí)用新型的工作原理：一種爬行式管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括外殼、傳動機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、爬行機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；其中，爬行機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動腳、復(fù)位彈簧、第二驅(qū)動腳、驅(qū)動連桿、支撐連桿及支撐腳，外殼圓周均布3只第一驅(qū)動腳和3只支撐腳，每只第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳連接，第一驅(qū)動腳與第二驅(qū)動腳之間設(shè)置復(fù)位彈簧，第二驅(qū)動腳與換向機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動連桿一端與第二驅(qū)動腳連接，驅(qū)動連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，每只支撐腳的端部連接支撐連桿一端，支撐連桿另一端與傳動機(jī)構(gòu)連接，外殼的上部和下部分別設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

所述傳動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)、同步帶輪、同步帶、偏心輪及滑塊；其中，驅(qū)動電機(jī)設(shè)于外殼內(nèi)的下部，驅(qū)動電機(jī)的上方設(shè)有偏心輪，驅(qū)動電機(jī)與同步帶連接，同步帶通過同步帶輪與偏心輪連接，偏心輪與滑塊連接，滑塊上端連接驅(qū)動連桿，滑塊下端連接支撐連桿，換向機(jī)構(gòu)包括換向電機(jī)、絲桿及螺母盤；其中，換向電機(jī)設(shè)于外殼內(nèi)的上部，換向電機(jī)與絲桿連接，絲桿穿過螺母盤，第二驅(qū)動腳與螺母盤連接，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為具有彈性的導(dǎo)向輪，外殼的上部和下部分別設(shè)有3個導(dǎo)向輪。