[發明專利]一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人

在審

• 申請號: 201610047373.3
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105465549A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 屈春雷;李喜艷;肖力凡;陳俊;盧昱華;陳建友
• 申請（專利權）人: 李超
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16L101/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，機械本體由機架和固定在其上的履帶輪行走機構、管徑適應調節機構、管道清潔機構組成，履帶輪行走機構，由固定在步進電機架(28)上的步進電機(9)提供動力，其中步進電機架可以繞固定在機架(10)上的相應的擺動軸(24)轉動，其中電機通過聯軸器(22)與中心軸(21)相連，中心軸通過鍵與中心齒輪(16)相連，其中中心軸和中心齒輪之間均勻貫穿著3個連板(29)，連板間由調節彈簧(30)連接，各連板沿中心軸向外依次為2號軸(20)和3號軸(19)和固定在對應軸上的二級齒輪(17)和三級齒輪(18)，其中三級齒輪與履帶(1)嚙合，管徑適應調節機構，主要通過兩個電動推桿(12)調節履帶輪與機架的夾角，推桿(11)對稱連接有兩個升降連桿(8)，升降連桿可繞穿過步進電機架的細軸(15)轉動，其中推桿的升降可以使履帶輪貼合不同直徑的管壁，管道清潔機構，主要由兩個固定在多功能舵機架(13)上的舵機(6)控制機械臂擺動，其中一個舵機架固定在機架上，通過圓形舵機盤(14)和銷軸與板型機械臂1(5)和板型機械臂2(7)連接組成關節1，其中關節1間有機械臂支撐架(23)固定，方形機械臂(3)固定在另一個舵機架上，與掛在其上的避障彈簧(4)和彈簧另一端連接的側面清潔刷(2)組成關節2，關節1末端與關節2的舵機架和圓形舵機盤相連組成機構整體，實現對管壁側面的清潔，后部舵機安裝在固定在機架上的支撐平臺(27)上，通過一字舵機盤(26)和底面清潔刷(25)相連，通過轉動控制清潔刷上升和下降，以完成不同直徑的管道的清潔，越障時順時針轉動90°即可。

2.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：包含由1個中心齒輪，均布的3個二級齒輪和3個三級齒輪及履帶組成的履帶輪行走機構，由可伸縮電動推桿及升降連桿組成的管徑自適應調節機構和由端部帶彈簧伸縮桿的臂架與清潔刷組成的清潔裝置，分別實現在管道內行走，調整履帶輪緊貼管壁越障和清潔管道的功能。

3.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：對于單個履帶輪而言，步進電機驅動中心齒輪運動，中心齒輪與3個均布二級齒輪嚙合，3個二級齒輪又分別與3個三級齒輪嚙合，構成二級減速增力傳動，三級齒輪與履帶輪嚙合，帶動履帶輪行走，齒輪通過轉軸固定在可繞中心軸轉動的連板上，連板間有調節彈簧連接，使得與履帶嚙合的三級齒輪有微小活動空間，保證存在加工誤差的前提下齒輪與履帶正確嚙合，且可防止卡齒。

4.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：4個履帶和齒輪系組成的履帶輪行走機構，保證管道機器人有較強越障能力的基礎上，也保證了較強的負載能力，可攜帶更多的清潔工具和備用電力驅動系統等。

5.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：通過兩個伸縮的電動推桿調節履帶輪與機架的夾角，保證履帶與機架傾角可變，不僅可適應不同直徑的管壁，還可以獲得更大的牽引力，增大履帶輪與管壁之間的摩擦力，減少壓強，減少對履帶或者管壁的磨損。

6.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：側面清潔刷的支撐臂架上端設計了彈簧伸縮桿，保證清潔時無需調節清潔臂，僅利用彈簧桿的伸縮特性便可跨越管道側壁的微小障礙。

7.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：清潔裝置包括兩側清潔臂端部的清潔刷和正面的清潔臂端部的清潔刷，兩側清潔臂隨著行走機構的運動做規律的往復擺動，尾部舵機往下擺動使底面清潔刷壓緊管壁，由于清潔刷為球面外形，為面接觸增大壓力，且保證清潔無死角。

8.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：采用平衡控制裝置，保證機器人時刻處于正立平衡姿態，在管道中平穩的行走，增強了管道機器人的適應能力。

9.根據權利要求1所述的一種可適應不同管徑變化的履帶輪式管道清潔機器人，其特征在于：其外形尺寸已通過彎道校核，保證較好的彎道通過性，牽引力已通過受力分析校核，可保證適應0度到90度的管道坡度范圍，坡度適應性好。