[實用新型]自適應直徑管道機器人行走裝置

有效

• 申請號: 201320796765.1
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN203614993U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 蔣占四;馬力全;蔣慧;蔣玉龍;高兵兵;羅志鋼;胡志鵬;李文尚
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 廖世傳

（一）技術領域：

本實用新型涉及管道內的行走機構，具體為一種自適應直徑管道機器人行走裝置。

（二）背景技術：

隨著社會的發展，在人們的日常生活中存在著大大小小，各種各樣的管道，比如：石油管道，天然氣管道，中央空調的管道，生活中所用的自來水管道，核電站中所用的管道等等。這些管道有大有小，形狀有方有圓，可以說現在人們的生活已經離不開管道了，而這些管道有的高架空中有的深埋地下，所以一旦出現泄漏很難準確判斷泄漏的位置，而且很難維修和檢測。

而現有的大部分管道機器人都對應固定直徑的管道，這樣每換一種規格的管道就需要重新制造一臺合適的機器人，造成很大浪費。

本實用新型可以在一定范圍內自動適應管徑的大小，達到一機多用的目的。

（三）實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種自適應直徑管道機器人行走裝置，以解決對人工操作受到限制的管道的焊接、安裝、檢測和維修等問題。

本實用新型自適應直徑管道機器人行走裝置的技術方案，包括基體、基于基體設置的變徑機構和基于變徑機構設置的行走機構，所述基體為與管道軸向一致的桶體；所述變徑機構包括由變徑電機驅動的絲桿、十字形移動架、變徑彈性支撐桿（由一個套筒和一段帶有臺階的軸組成，套筒中安裝有彈簧對帶有臺階的軸進行支撐）和平行四邊形連桿組件，所述絲桿通過保持架于桶體軸線上定位安裝，所述十字形移動架于桶體內通過固定在中心的螺母與絲桿旋合，十字形移動架的端頭通過桶體上對應開設的軸向槽伸出桶體，所述平行四邊形連桿組件于桶體外對應于十字形移動架的各端頭設置，平行四邊形連桿組件的一端與桶體鉸連，所述變徑彈性支撐桿于平行四邊形連桿組件與十字形移動架的端頭之間設置并分別與兩者鉸連；所述行走機構包括輪子保持架、行走輪架和行走輪組件，所述輪子保持架對應于各平行四邊形連桿組件設置并與平行四邊形連桿組件另一端鉸連，若干前、后軸向設置的行走輪組件對應于從輪子保持架徑向彈性伸出的行走輪架上安裝，所述行走輪組件為行走輪與行走輪驅動電機的組合體，所述行走輪上安裝有感應管道壓力變化并控制變徑電機工作進而使變徑機構適應管道直徑變化的行走壓力傳感器。

在進入管道前，首先根據管道的直徑以及在管道中行進所需要的最大摩擦力來調節變徑電機，變徑電機帶動絲杠正轉或者是反轉，從而使十字形移動架前、后移動，十字形移動架通過變徑彈性支撐桿帶動平行四邊形連桿組件的張合運動從而實現行走輪組件遠離或者是接近桶體中心線，從而到達變徑的目的。

行走輪和管道內壁的預壓力通過變徑彈性支撐桿以及彈性徑向伸出的行走輪架來實現，同時還需要調節行走壓力傳感器所承受的能夠使變徑電機工作的壓力值，這樣便可以為其在管道中行進提供可靠的摩擦力而順利行走，在遇到障礙時彈性徑向伸出的行走輪架能夠保證各行走輪均與管道內壁或者是障礙物接觸，從而提供更加可靠的摩擦力。

而在變徑管道中，行走輪上的行走壓力傳感器可以在管道直徑發生變化時給變徑電機一個信號，使變徑電機正轉或是反轉從而實現行走輪以預定的壓力和管道內壁接觸。比如當管道直徑變大時，行走輪和管道內壁的接觸壓力就會減小，從而行走輪上的行走壓力傳感器所承受的壓力也就隨之減小，這時行走壓力傳感器就會給變徑電機一個信號使變徑電機轉動而十字形移動架帶動變徑彈性支撐桿使平行四邊形連桿組件向外張開，從而使輪子保持架對行走輪有一個向外的推力，使行走輪和管道的內壁的接觸壓力變大，當重新達到預定的壓力值時，行走壓力傳感器給變徑電機一個信號使其停止轉動，從而達到變徑的要求；當管道直徑變小時，行走輪和管道內壁的接觸壓力增大，從而行走輪上的行走壓力傳感器所承受的壓力也就隨之增大，這時行走壓力傳感器就會給變徑電機一個信號使變徑電機反向轉動從而將平行四邊形連桿組件向內收攏，從而使行走輪與管道內壁的壓力減小，當達到預定壓力時變徑電機停止轉動。

為適應管道轉彎，所述行走輪組件的前、后兩頭分別設置導向輪組件，所述導向輪組件分別于從輪子保持架斜向前方和斜向后方彈性伸出的導向輪架上安裝；所述導向輪組件為導向輪與導向輪驅動電機的組合體，所述導向輪上安裝有感應轉彎管道并控制導向輪驅動電機和行走輪驅動電機同步增加轉速的導向壓力傳感器。

當遇到轉彎時，導向輪首先接觸管道內壁，這時導向輪上的導向壓力傳感器將給此輪上的導向輪驅動電機一個信號使其開始并以快于直線行進時的行走輪的轉速開始轉動，同時同一輪子保持架上的各行走輪也開始以同樣的轉速開始轉動，這樣位于彎道外側的行走輪的轉速將比位于彎道內側的行走輪的轉速快，這樣就能夠實現順利通過彎道。