[發明專利]一種輪履串聯式管道機器人

有效

• 申請號: 201710360920.8
• 申請日: 2017-05-13
• 公開（公告）號: CN106996498B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 郭雷;董湘敏
• 申請（專利權）人: 承德石油高等專科學校
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種輪履串聯式管道機器人，屬于管道機器人領域。包括頂壁履帶式結構和螺旋輪式結構兩部分，中間由萬向節連接。頂壁履帶式結構主要包括行走機構和變徑機構，變徑機構采用滾珠絲杠螺母副調節方式，絲杠由電機帶動旋轉，帶動絲杠螺母沿軸線方向來回移動，從而帶動連桿運動，達到變徑的目的。螺旋輪式結構主要包括螺旋行走機構及變徑機構，螺旋行走機構通過電機驅動使驅動輪沿管壁作螺旋運動，同時機身在導向輪周向摩擦力的作用下沿管道軸線移動，變徑機構采用壓力桿，在減震的同時使其具有一定的管徑適應能力。該機器人越障能力強，適應管徑范圍廣，搭載能力強，可以應用于不同管徑的管道，可以在泥濘、坎坷不平的管道內工作。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及一種管道機器人，尤其涉及一種輪履串聯式管道機器人。

背景技術

近年來，隨著石油、天然氣、化工及軍事裝備等行業的發展，管道作為一種重要而有效的物料傳輸設備被廣泛應用。然而管道所處的環境通常是人力所不及的，人工檢修難度大，而且效率低。為了減輕人工勞動強度和傷害，減少不必要的損失，提高生產效率，管道機器人應運而生。目前已有的管道機器人主要有輪式、履帶式和螺旋式，存在如下優缺點：

輪式管道機器人運動平穩、連續，應用廣泛；但是運動不穩定，易發生傾斜，越障能力有限，牽引力較小，微型化比較困難。

履帶式管道機器人牽引力大，越障能力強，抓地性好、適應管道環境能力強；但是其結構復雜，在轉彎時易產生較大的剪切力，且不夠靈活。

螺旋式管道機器人利用機器人的螺旋運動與管道內壁產生摩擦力，即機器人前進的推力，該類型機器人常用在管徑較小的管道中；缺點是推力小，工作效率低。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種輪履串聯式管道機器人，以解決目前管道機器人搭載能力差的問題，該機器人通過能力和搭載能力更強，可適應不同管徑的管道。

一種輪履串聯式管道機器人包括由萬向節連接的頂壁履帶式結構和螺旋輪式結構。

頂壁履帶式結構主要包括行走機構和變徑機構；所述的行走機構包括履帶艙側板、帶輪安裝軸、主動帶輪、從動帶輪、支撐桿、雙面同步帶和蝸輪蝸桿減速電機；所述的蝸輪蝸桿減速電機安裝在一側履帶艙側板上；所述的主動帶輪安裝在蝸輪蝸桿減速電機軸上，通過雙面同步帶與從動帶輪連接；從動帶輪通過安裝軸與履帶艙側板連接；每塊履帶艙側板均通過連桿與電機艙鉸接；兩履帶艙側板之間通過支撐桿連接。

所述的變徑機構包括控制箱、直流減速電機、絲杠螺母、絲杠、直線軸承、光杠、壓力桿、加固板、固定架；所述的絲杠一端通過軸承與固定架連接，另一端通過聯軸器與直流減速電機連接；所述的光杠通過固定架分別與控制箱和電機艙連接，與絲杠螺母之間通過直線軸承連接；所述的壓力桿一端與絲杠螺母鉸接，另一端通過加固板與履帶艙側板鉸接。

螺旋輪式結構主要包括螺旋行走機構和徑向變徑機構；所述的螺旋行走機構包括電機防塵蓋、直流減速電機、過渡架、后軸承架、前軸承架、艙蓋、減速機構、薄壁軸承、螺旋輪和同步架；所述的直流減速電機與齒輪軸通過聯軸器連接；所述的減速機構包括齒輪軸、太陽輪、行星輪、內齒輪、行星軸，齒輪之間通過齒輪嚙合的方式進行連接，前、后軸承架之間通過軸承連接齒輪軸和行星軸；內齒輪和軸承架之間通過薄壁軸承連接；過渡架、后軸承架、減速機構、前軸承架、艙蓋之間通過螺栓連接；螺旋輪通過支架固定端固定在內齒輪外表面。

所述的徑向變徑機構包括壓力桿和同步架，壓力桿連接螺旋輪和內齒輪外表面；同步架連接三個壓力桿。

附圖說明

圖1是本發明的主體結構立體圖；

圖2是頂壁履帶式結構立體圖；

圖3是螺旋輪式結構立體圖；

圖4是行星輪系減速機構立體圖；