[實(shí)用新型]一種流體驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人行走裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320261572.6
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN203273187U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒繼安;王康麗;沈建洋;劉曉龍;章思恩;郭俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: F16L55/38
• 分類號: F16L55/38;F16L101/10
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種天然氣管道的維護(hù)裝置，具體是一種天然氣管道的機(jī)器人。

背景技術(shù)

天然氣管道是一種長距離輸氣的重要設(shè)備，但是長時(shí)間運(yùn)行后管道內(nèi)部會(huì)沉積大量雜質(zhì)，在高壓環(huán)境下非常容易發(fā)生腐蝕作用，嚴(yán)重影響了管道運(yùn)行的效率和安全。而管道機(jī)器人是一種行走在管道內(nèi)部并攜帶多種傳感器和操作機(jī)械的裝置，能夠在封閉的管道內(nèi)部環(huán)境中進(jìn)行檢測和維護(hù)作業(yè)，并且自20世紀(jì)70年代以來，隨著石油、化工、天然氣及核工業(yè)的發(fā)展及管道維護(hù)需求的增加，管道機(jī)器人的研究取得了快速發(fā)展。我國的管道機(jī)器人研究自20世紀(jì)80年代起，有包括沈陽自動(dòng)化研究所、大慶石油管理局、勝利油田以及國內(nèi)多所高校在內(nèi)的單位都進(jìn)行了這方面的研究工作，并且研制出了多種型號的管道機(jī)器人。

目前的管道機(jī)器人主要通過外加能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，存在移動(dòng)距離短、工作時(shí)間有限和難以過彎等缺陷，而且管道內(nèi)過快的氣流速度容易導(dǎo)致機(jī)器人失去控制，因此還有待進(jìn)一步地改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種流體驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人行走裝置，該裝置應(yīng)能在各種管道內(nèi)部進(jìn)行長時(shí)間和長距離的行走，并同時(shí)具有轉(zhuǎn)向準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單和成本較低的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種流體驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人行走裝置，該行走裝置固定在機(jī)殼底部，包括起支撐和推動(dòng)作用的步行機(jī)構(gòu)，其特征在于：該行走裝置還包括將管道內(nèi)氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為行走裝置動(dòng)力的風(fēng)葉組、將風(fēng)葉組動(dòng)力傳遞給步行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)以聯(lián)動(dòng)配合步行機(jī)構(gòu)的搖桿機(jī)構(gòu)；

所述風(fēng)葉組為一對設(shè)置在行走裝置后部的風(fēng)葉；

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩條水平設(shè)置在行走裝置長度方向上的驅(qū)動(dòng)軸、分別通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)引入驅(qū)動(dòng)軸動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)步行機(jī)構(gòu)的兩條曲軸以及分別通過齒輪組一一引入每個(gè)曲軸兩端動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)搖桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)桿；所述驅(qū)動(dòng)軸包括安裝有風(fēng)葉的后軸以及通過伸縮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與后軸連接的前軸；

所述搖桿機(jī)構(gòu)包括固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿頂端的凸輪、與機(jī)殼固定的固定軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)地鉸接在固定軸上的側(cè)腳、兩端分別鉸接在側(cè)腳和機(jī)殼上以用于將側(cè)腳緊貼在凸輪外圓周面上的彈簧。

所述步行機(jī)構(gòu)包括四個(gè)可形變的步行足；步行足的中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地鉸接在機(jī)殼上，步行足的驅(qū)動(dòng)臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地鉸接在曲軸的曲柄上；每個(gè)曲軸上鉸接并驅(qū)動(dòng)一對步行足。

所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括制于前軸和后軸上的蝸桿以及固定在每個(gè)曲軸的兩側(cè)并與蝸桿嚙合的蝸輪。

所述齒輪組包括固定在每個(gè)曲軸兩端的錐齒輪以及固定在轉(zhuǎn)動(dòng)桿底端并與錐齒輪嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)桿錐齒輪。

所述伸縮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括分別制成管狀且壁部制有軸向滑動(dòng)槽前軸和后軸、可滑動(dòng)地插入前軸內(nèi)腔且其外壁上的凸臺(tái)與前述滑動(dòng)槽滑動(dòng)配合的前軸滑動(dòng)桿、可滑動(dòng)地插入后軸內(nèi)腔且其外壁上的凸臺(tái)與前述滑動(dòng)槽動(dòng)配合的后軸滑動(dòng)桿、以及兩端同時(shí)連接前軸滑動(dòng)桿與后軸滑動(dòng)桿的萬向節(jié)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型不受外部能源供給的制約，可以將管道內(nèi)的氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)步行機(jī)構(gòu)與搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，并以間歇前行的方式行駛在管道內(nèi)部，具有較長的工作時(shí)間和較遠(yuǎn)的移動(dòng)距離，并且本實(shí)用新型能夠在不同直徑的管道中穩(wěn)定行駛，過彎時(shí)轉(zhuǎn)向較為準(zhǔn)確，同時(shí)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)也比較簡單，生產(chǎn)成本也較低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中步行足的立體視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中步行足的運(yùn)行狀態(tài)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中步行足的運(yùn)行狀態(tài)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型中搖桿機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

如圖1所示，一種流體驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人行走裝置（該行走裝置固定在機(jī)殼底部并驅(qū)動(dòng)機(jī)殼在管道內(nèi)前進(jìn)，機(jī)殼內(nèi)一般設(shè)置有多種傳感器和操作裝置）；該行走裝置主要包括：起支撐和推進(jìn)作用的步行機(jī)構(gòu)、用于將管道內(nèi)氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的風(fēng)葉組、連接風(fēng)葉組和步行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)以聯(lián)動(dòng)配合步行機(jī)構(gòu)的搖桿機(jī)構(gòu)。

風(fēng)葉組為一對設(shè)置在行走裝置后部的風(fēng)葉1，風(fēng)葉在管道內(nèi)高速氣流的驅(qū)使下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將能量傳遞給步行機(jī)構(gòu)和搖桿機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)行走裝置前進(jìn)；該風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于行走裝置的長度方向上。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括：兩條驅(qū)動(dòng)軸、兩條曲軸2以及四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)桿3。