[發明專利]管道爬行機器人

有效

• 申請號: 201410072707.3
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103795289A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李東明;田野;金曉瓊;叢琳皓
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 梁科穎;李洪福

技術領域

本發明專利涉及一種爬行機器人。

背景技術

隨著科學技術的發展，管道在當今社會已經得到了廣泛的應用。管道在長期的使用中難免會出現破裂、堵塞等。有的管道中輸送的是劇毒或放射性介質，若這些管道產生裂紋、漏孔會造成介質泄漏，引起事故甚至發生災難。為了防患于未然，必須對這些管道進行定期檢測和維修。但是它們有的埋在地下，甚至埋在海底，有的口徑很小，人無法進入。挖出管道進行檢測、維修既不經濟又不現實，而管道機器人能代替人進行檢測。如今水平管道的檢測、清理、維護已經不再是個難題，但可用在豎直管道中的檢測、清理、維護的機器人并不多。

近幾年，隨著壓電執行器在各領域的廣泛應用，突出了逆壓電效應的特點。本項目研制的新結構管道機器人就是利用壓電晶體在交變電壓作用下產生周期性機械變形，即周期性伸長與縮短，利用人體向上爬進管道的原理，壓電疊堆執行器的一伸一縮就可以將機器人固定在管道上，中部的壓電疊堆執行器類似人的身體，通過周期伸縮實現機器人的行進。此機器人結構簡單，實現了豎直方向的爬行。

發明內容

本發明目的是提供一種結構簡單、經濟實用的管道爬行機器人。

為解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：一種管道爬行機器人，其特點是：截面為橫J形的上可動臂Ⅰ與上可動臂Ⅱ相對安置，它們的長端分別設有向上的凸起Ⅰ與凸起Ⅱ。至少一組橫向壓電疊堆執行器Ⅰ的兩端面與凸起Ⅰ和凸起Ⅱ的內側面緊固。上固定臂位于上可動臂Ⅰ與上可動臂Ⅱ的下方，上可動臂Ⅰ與上可動臂Ⅱ的短端與上固定臂分別用柔性鉸鏈Ⅰ、柔性鉸鏈Ⅱ串連。截面為橫J形的下可動臂Ⅰ與下可動臂Ⅱ相對安置，下可動臂Ⅰ與下可動臂Ⅱ的長端分別設有向下的凸起Ⅲ與凸起Ⅳ，至少一組橫向壓電疊堆執行器Ⅱ的兩端面與凸起Ⅲ和凸起Ⅳ的內側面緊固，下固定臂位于所述的下可動臂Ⅰ與下可動臂Ⅱ的上方，下可動臂Ⅰ與下可動臂Ⅱ短端與下固定臂分別用柔性鉸鏈Ⅲ、柔性鉸鏈Ⅳ串連。豎向壓電疊堆執行器的兩端分別與上固定臂和下固定臂的中部連接。橫向壓電疊堆執行器Ⅰ與橫向壓電疊堆執行器Ⅱ各設為串連的兩組。也可以各設為并連的兩組。橫向壓電疊堆執行器Ⅰ的兩端面與凸起Ⅰ和凸起Ⅱ的內側面之間用螺釘Ⅰ緊固也可以用膠固定，而橫向壓電疊堆執行器Ⅱ的兩端面與凸起Ⅲ和凸起Ⅳ的內側面之間用螺釘Ⅱ緊固也可以用膠固定。螺釘可用預緊螺釘。

采用了以上技術方案的管道爬行機器人，具有結構簡單、驅動方式簡單、豎直水平管道都可用等突出優點。

附圖說明

圖1為本發明管道爬行機器人結構的主視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1的左視圖。

具體實施方式

參照附圖可以看出本發明管道爬行機器人的結構：截面為橫J形的上可動臂Ⅰ—1-1與上可動臂Ⅱ—1-2相對安置。上可動臂Ⅰ—1-1與上可動臂Ⅱ—1-2的長端分別設有向上的凸起Ⅰ—2-1與凸起Ⅱ—2-2。至少一組橫向壓電疊堆執行器Ⅰ—3-1的兩端面與凸起Ⅰ—2-1和凸起Ⅱ—2-2的內側面緊固。上固定臂6-1位于上可動臂Ⅰ—1-1與上可動臂Ⅱ—1-2的下方。上可動臂Ⅰ—1-1與上可動臂Ⅱ—1-2的短端與上固定臂6-1分別用柔性鉸鏈Ⅰ—5-1、柔性鉸鏈Ⅱ—5-2串連。截面為橫J形的下可動臂Ⅰ—1-3與下可動臂Ⅱ—1-4相對安置。下可動臂Ⅰ—1-3與下可動臂Ⅱ—1-4的長端分別設有向下的凸起Ⅲ—2-3與凸起Ⅳ—2-4。至少一組橫向壓電疊堆執行器Ⅱ—3-2的兩端面與凸起Ⅲ—2-3和凸起Ⅳ—2-4的內側面緊固。下固定臂6-2位于下可動臂Ⅰ—1-3與下可動臂Ⅱ—1-4的上方。下可動臂Ⅰ—1-3與下可動臂Ⅱ—1-4短端與下固定臂6-2分別用柔性鉸鏈Ⅲ—5-3、柔性鉸鏈Ⅳ—5-4串連。豎向壓電疊堆執行器7的兩端分別與上固定臂6-1和下固定臂6-2的中部連接。橫向壓電疊堆執行器Ⅰ—3-1與橫向壓電疊堆執行器Ⅱ—3-2可以各設為串連的兩組，也可以各設為并連的兩組。橫向壓電疊堆執行器Ⅰ—3-1的兩端面與凸起Ⅰ—2-1和凸起Ⅱ—2-2的內側面之間用螺釘Ⅰ—4-1緊固也可以用膠固定，橫向壓電疊堆執行器Ⅱ—3-2的兩端面與凸起Ⅲ—2-3和凸起Ⅳ—2-4的內側面之間用螺釘Ⅱ—4-2緊固也可以用膠固定。螺釘可為預緊螺釘，預緊螺釘可以調整壓電疊堆執行器的初始預緊力。柔性鉸鏈連接可使可動臂在形變時固定臂不發生形變，從而不會對豎向壓電疊堆執行器7產生影響，根據固定臂的厚度和要求,柔性連接形式可多樣化,