[實用新型]一種自變徑管道清理機器人

有效

• 申請號: 201720195674.0
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN206539819U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 郭煥鵬;范欣;于濤;常偉;孔令贊;王月亮;賈超偉;古康;燕玉虎;郭濤
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: F16L55/28
• 分類號: F16L55/28;B08B9/051;F16L101/12
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 韓玉昆

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，尤其涉及一種自變徑管道清理機器人。

背景技術

管道作為一種重要的物料輸送手段，在石油、天然氣、化工原料等各個方面發揮著重要的作用。伴隨著使用年限的增加，管道內會積累大量的灰塵、淤積等，影響管道的使用。為了提高管道的使用效率和壽命，需要對管道進行定期清理。由于管道作業要求高、作業環境復雜多變，導致了人工清理難度大，所以管道清理機器人應用而生。

然而傳統的管道機器人采用四輪式，其行走不穩，容易傾覆，且驅動力不足，清理效率低。此外，現有技術中的管道機器人，或者體積較大、結構繁瑣、由多段組成，或者應用于某一種管徑的管道的檢測，或者應用于直管的管道中，對于單段，且能適應不同管徑的管道檢測的，相關的產品比較少。

申請號為201310651593.3的專利公開了一種自適應直徑管道機器人行走裝置，其包括基體、基于基體設置的變徑機構和基于變徑機構設置的行走機構，所述基體為與管道軸向一致的桶體；所述變徑機構包括由變徑電機驅動的絲桿、十字形移動架、變徑彈性支撐桿(由一個套筒和一段帶有臺階的軸組成，套筒中安裝有彈簧對帶有臺階的軸進行支撐)和平行四邊形連桿組件，所述絲桿通過保持架于桶體軸線上定位安裝，所述十字形移動架于桶體內通過固定在中心的螺母與絲桿旋合，十字形移動架的端頭通過桶體上對應開設的軸向槽伸出桶體，所述平行四邊形連桿組件于桶體外對應于十字形移動架的各端頭設置，平行四邊形連桿組件的一端與桶體鉸連，所述變徑彈性支撐桿于平行四邊形連桿組件與十字形移動架的端頭之間設置并分別與兩者鉸連；所述行走機構包括輪子保持架、行走輪架和行走輪組件，所述輪子保持架對應于各平行四邊形連桿組件設置并與平行四邊形連桿組件另一端鉸連，若干前、后軸向設置的行走輪組件對應于從輪子保持架徑向彈性伸出的行走輪架上安裝，所述行走輪組件為行走輪與行走輪驅動電機的組合體，所述行走輪上安裝有感應管道壓力變化并控制變徑電機工作進而使變徑機構適應管道直徑變化的行走壓力傳感器。上述自適應直徑管道機器人行走裝置雖然能夠實現行走機構的變徑，但是其結構復雜，且變徑依賴于壓力傳感器的有效性，制作成本高，此外，其主要改進點在于行走機構的變徑上，如果該機器人用于其他用途，比如清掃，則機器人實現清掃功能的部分如果不能根據管道內徑作出適應性變化的話，同樣不能滿足實際工作的需要。

由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提高。

實用新型內容

本實用新型為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種結構簡單、制作成本低且穩定性好的自變徑管道清理機器人。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種自變徑管道清理機器人，包括機體，機體上設置有行走裝置和清掃裝置；所述行走裝置包括結構相同的前置行走裝置和后置行走裝置，前、后置行走裝置均包括三根沿圓周方向均布的支撐腿和三根第一彈性件，各第一彈性件的一端與機體相連、另一端對應連接其中一根支撐腿，各支撐腿的一端均設置有行走輪、另一端均與機體相鉸接，前、后置行走裝置均包括用于驅動行走輪滾動的傳動機構；所述清掃裝置包括彈性伸縮式清掃架，彈性伸縮式清掃架上設置有若干個刷頭。

所述傳動機構包括設置在各支撐腿上的第一傳動軸，第一傳動軸上套置有第一帶輪，第一傳動軸和行走輪分別設置在支撐腿的兩端，行走輪的輪軸上設置有第二帶輪，第一帶輪通過同步帶帶動第二帶輪旋轉。

所述傳動機構還包括帶動第一傳動軸旋轉的驅動組件。

所述驅動組件包括第一電機、行星輪系、變向輪組及套置在第一傳動軸上的第一圓柱齒輪，行星輪系包括太陽輪和三個圍繞太陽輪設置且均與太陽輪相互嚙合的行星輪，太陽輪由所述第一電機驅動旋轉；所述驅動組件還包括三根第二傳動軸和三根第三傳動軸，變向輪組有三組，變向輪組的分布與支撐腿的分布相對應，且一組變向輪組對應一個行星輪；各組變向輪組均包括相互嚙合的第一錐齒輪和第二錐齒輪，第一錐齒輪和與其位置相對的行星輪分別套置在第二傳動軸的兩端，第二錐齒輪套置在第三傳動軸的一端，第三傳動軸的另一端套置有與第一圓柱齒輪相嚙合的第二圓柱齒輪。

所述彈性伸縮式清掃架包括若干個清掃桿及與清掃桿數量相同的第二彈性件，各清掃桿的一端設置有所述刷頭，所述彈性伸縮式清掃架還包括固定盤，各清掃桿的另一端分別與固定盤相鉸接；所述清掃裝置還包括可動盤及驅動可動盤做直線運動的可動盤直線驅動機構，各第二彈性件的一端與清掃桿相連、另一端與可動盤相連。