[發(fā)明專利]一種適應小型管道全自動作業(yè)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711247624.3
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108223966B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 徐子力;王英權(quán);張懷玉;王彥博;朱文超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30;F16L101/10
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發(fā)明涉及一種適應小型管道全自動作業(yè)裝置，包括定位模塊，工作模塊，十字萬向鉸鏈，滾珠花鍵，鋼絲軟軸，外置電機與導向桿動力裝置。所述滾珠花鍵，一端外置，一端與定位模塊固連，其上內(nèi)嵌一個齒條。所述十字萬向鉸鏈2?3個串聯(lián)后，一端與定位模塊相聯(lián)，一端連接工作模塊。所述定位模塊與工作模塊的移動腿結(jié)構(gòu)相同，支撐方式都采用傘式主動支撐，其末端嵌入橡膠球，當移動腿撐緊時，橡膠球與管壁緊密接觸，達到定位與定心的目的。所述作業(yè)模塊可攜帶不同作業(yè)裝置，如砂輪機、攝像頭等，作業(yè)裝置所需動力通過外置電機驅(qū)動的鋼絲軟軸傳遞。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，能順利通過小型管道彎曲部分，能作360°回轉(zhuǎn)運動等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道機器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適應小型管道全自動作業(yè)裝置。

背景技術(shù)

在工程中，大量的小型管道內(nèi)部都需要進行無損探傷、內(nèi)部檢測、噴砂除銹、砂輪除銹以及化學除銹等處理工作，但是在小型管道的加工和施工現(xiàn)場，經(jīng)常會遇到這種情況——由于管道內(nèi)徑實在太小，通常在100mm以下，沒有合適大小的管道機械裝置能夠進入，嚴重影響工作效率。經(jīng)過對現(xiàn)有的管道機器人技術(shù)的研究，現(xiàn)有的管道內(nèi)壁機器人或探測裝置多為超大型的懸臂式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式龐大并且制造成本很高，基本不能處理內(nèi)徑較小的管道。另外一些移動式的管道內(nèi)壁機器人由于采用伸縮支撐機構(gòu)等方式適應不同內(nèi)徑的管道，在小型管道中，遇到彎曲管道部分時，會出現(xiàn)無法通過的現(xiàn)象，故應用范圍受限。因此，為了提高管道機器人在小型管道內(nèi)的可用性，研制和開發(fā)能夠在小型管道系統(tǒng)內(nèi)自由行走并能完成不同作業(yè)的小型管道機器人，現(xiàn)已成為管道機器人開發(fā)應用領(lǐng)域的熱點與難點問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適應小型管道全自動作業(yè)裝置，是一種在小型管道內(nèi)作業(yè)，適應不同的管徑，能夠在管道內(nèi)移動，實現(xiàn)夾緊定位，自動對中心的管道作業(yè)裝置。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、可實現(xiàn)在連續(xù)彎曲小型管道內(nèi)作業(yè)的特點。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適應小型管道全自動作業(yè)裝置，包括卡蓋，定位模塊，十字萬向鉸鏈，工作模塊，滾珠花鍵以及滾珠花鍵動力裝置；所述卡蓋連接在管道口，所述滾珠花鍵的軸一端通過卡蓋與定位模塊連接，所述定位模塊，十字萬向鉸鏈，工作模塊依次串聯(lián)，所述滾珠花鍵動力裝置通過滾珠花鍵將提供的動力依次通過定位模塊、十字萬向鉸鏈傳遞給工作模塊，當工作模塊遇到管道彎曲部分時，十字萬向鉸鏈使其順利通過管道彎曲部分，同時，十字萬向鉸鏈使得傳遞過來的扭轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動工作模塊做360°的回轉(zhuǎn)運動。

所述定位模塊和工作模塊的移動和支撐結(jié)構(gòu)相同，包括移動腿，所述移動腿為主動式支撐，其一端鉸接固定，另一端連接橡膠球，橡膠球與管壁接觸，在移動腿的中部鉸接一個連桿，連桿的另一端鉸接在滑塊上，滑塊與絲桿相配合；所述移動腿沿著定位模塊周向120°均勻布置，三個為一組，布置兩組，兩組共六個移動腿采用同一個絲桿進行支撐與調(diào)節(jié)。

所述十字萬向鉸鏈為若干個萬向鉸鏈串聯(lián)后，一端與定位模塊連接，一端與工作模塊連接。

所述滾珠花鍵動力裝置的結(jié)構(gòu)，包括：齒條，第一絲杠，第一電機，第二電機，第一齒輪架，機架，第一齒輪，導杠二，第二絲杠，第二齒輪，第三齒輪，第二齒輪架，滾珠花鍵，鋼絲軟軸，導桿一；所述卡蓋固定連接在管道口，所述滾珠花鍵的軸一端通過所述卡蓋與所述定位模塊連接，另一端由固結(jié)在所述滾珠花鍵軸內(nèi)的所述齒條進行驅(qū)動；所述滾珠花鍵外圈固結(jié)于所述第三齒輪，所述滾珠花鍵的花鍵軸內(nèi)嵌所述齒條；工作狀態(tài)下，所述第三齒輪與所述第二齒輪架中的所述第二齒輪嚙合，所述齒條與所述第一齒輪架中的所述第第一齒輪嚙合，所述機架上的所述第一電機驅(qū)動所述第一絲杠，帶動所述第一齒輪架沿著所述導杠一前進與后退，從而使所述第一齒輪架中的所述第一齒輪與所述滾珠花鍵的花鍵軸上內(nèi)嵌的齒條嚙合或脫離；所述機架上的所述第二電機驅(qū)動所述第二絲杠，帶動所述第二齒輪架沿著所述導桿二上升與下降，從而使所述第二齒輪架中的所述第二齒輪與所述第三齒輪嚙合或脫離。