[發明專利]一種多功能管道機器人

有效

• 申請號: 201410576785.7
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104259158A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 楊利;陳思鑫;王海泉
• 申請（專利權）人: 福建省泉州市第七中學
• 主分類號: B08B9/051
• 分類號: B08B9/051;B08B13/00
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術領域

本發明屬機器人領域，具體涉及一種多功能管道機器人。

背景技術

室內空氣質量不佳而引起的城市“大樓病”正危害著大眾的健康，醫學專家因此提出了“病態建筑”和“病態建筑綜合癥”等新概念，而這些病的元兇主要藏于樓宇之“肺”—集中/半集中式空調管道(即我們日常所稱的中央空調管道)和通風除塵管道中，這些管道在長期使用中會積累許多灰塵、病菌、病毒、塵螨及放射物，這些有害物質在送風過程中便污染了空氣，長期被人體吸入，就會導致上述疾病。“非典”和禽流感的出現更引起了人們對空氣質量的高度重視。對管道進行定期清洗勢在必行。

現代工農業生產及日常生活中使用著大量管道,如核電廠的蒸汽發生器傳熱管、石油、化工、制冷行業的工業管道和煤氣管道等,多數管道安裝環境人不能直接到達或不允許人直接介入,為進行質量檢測和故障診斷,采用傳統的全面挖掘法、隨機抽樣法或SCADA系統法,工程量大,準確率低,因此需要開發管道機器人來解決這些實際問題。管道機器人是一種可沿管道內部或外部移動,攜帶一種或多種傳感器及操作器,在操作人員的遙控操作或計算機的自動控制下,能夠進行一系列管道作業的機電儀一體化系統。管道機器人可完成的作業有生產、安裝過程中的管內外質量檢測；使用過程中焊縫情況、表面腐蝕、裂縫破損等故障診斷；惡劣環境下管道清掃、噴涂、焊接、內部拋光等維護；對埋地舊管道的修復；管內外器材運送、搶救等其他用途。

現有的一種管道機器人，如授權公告號CN102921683B，名稱為“行星式管道清掃機器人”，中國發明專利申請所公開，其包括：包括行進裝置和清掃裝置，行進裝置包括底盤、行進電機、驅動輪、電機支架、萬向輪和行星安裝架，中部向外凸出彎折的兩個電機支架的下端對稱固定在水平布置的“T”形底盤的短邊兩端，兩電機支架的上端對稱向內傾斜，電機支架的中部內側與底盤上表面之間通過加強筋加強，兩電機支架上部中間均加工有圓孔，兩圓孔軸線位于同一與底盤上表面垂直、與底盤短邊平行的平面內，兩圓孔軸線均內端低、外端高，且與底盤上表面的夾角相等，兩個行進電機均通過連接法蘭固定在電機支架的上部內側，行進電機的電機軸向外、且傾斜向上穿過電機支架上部中間的圓孔后，端部均安裝有驅動輪，底盤長邊的一端與底盤短邊中部固定連接，長邊的另一端上表面處固定有中心加工有圓孔的行星安裝架，行星安裝架的圓孔軸線與底盤上表面平行、與兩電機支架圓孔軸線所在平面垂直、且位于通過底盤短邊中點的平面內，底盤長邊靠近行星安裝架處的下表面，通過螺母Ⅰ和墊圈Ⅰ安裝有與行星安裝架的圓孔軸線位于同一鉛垂面內的萬向輪，清掃裝置包括行星傳動裝置、減速電機和毛刷，行星傳動裝置包括太陽輪、行星輪、主動軸、行星架和行星軸，中心處加工有圓孔的太陽輪通過螺栓Ⅱ和墊圈Ⅱ固定在行星安裝架遠離行進電機、且與行星安裝架的圓孔軸線相垂直的平面上，太陽輪中心處圓孔的軸線與行星安裝架的圓孔軸線同軸，中部空套支承在太陽輪中心處孔內的主動軸，朝著行進電機方向的伸出端通過聯軸器與采用螺栓Ⅲ、螺母Ⅲ和墊圈Ⅲ固定在底盤長邊上表面中部的減速電機固定連接，兩個行星架中心分別固定在主動軸遠離行進電機方向伸出端的靠近太陽輪處和遠離太陽輪的主動軸端部，軸線與主動軸軸線平行的多條行星軸兩端空套穿過固定在主動軸上的行星架外邊緣處的孔后，靠近減速電機的端部各裝有與太陽輪嚙合的行星輪，遠離減速電機的端部各固定1個圓柱形毛刷。

這種行星式管道清掃機器人雖然能在一定范圍內適應不同管徑的管道，然而其轉彎的靈活性較差，其整個結構也相對復雜。

管道機器人在設計時要能夠在一定范圍內適應管徑的變化，而且要能夠適應管道的彎道變化，進行一定角度的轉彎，在有坡度或者垂直管道內，當機器人停止進行監測或者清掃時，還要求管道機器人具有一定的止滑能力，實現機器人的定位，以進行準確檢測。在這些綜合性能的要求下，一般的管道機器人結構較為復雜。

鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠適應管徑變化、轉彎靈活、止滑效果較佳且操作更加方便的多功能管道機器人。

為了達到上述目的，本發明采用這樣的技術方案：