[實用新型]一種新型管道機器人

有效

• 申請號: 201720433494.1
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN207268352U
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 寧萌;薛必倫;張家輝;周景文;王垚;李思奇;張秋菊
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30;F16L101/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及探測管道的機器人領域，尤其是一種具有特殊行程開關導向頭和多組輪系的管道機器人。

背景技術

管道機器人是一種可沿細小管道內部或外部自動行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機械，在工作人員的遙控操作或計算機自動控下，進行一系列管道作業的機、電、儀一體化系統。在一般工業、核設施、石油天然氣、軍事裝備等領域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛的應用。為提高管道的壽命、防止泄漏等事故的發生，就必須對管道進行有效的檢測維護，管道機器人為滿足該需要而產生。而機器人學、計算機、傳感器等理論和技術的發展，也為管內和管外自主移動機器人的研究和應用提供了技術保證。

目前國內情況來看，投入市場的管道機器人多應用于清洗行業，功能過于單一，且多為輪式或履帶式驅動，不僅難以適應管道內的復雜環境，而且穩定性也欠佳。總體來講，國內外管道機器人的研究成果已經很多，可是在微小管道、特殊管道(如變徑管道、帶有U型管的管道)進行檢測、維修還剛起步，但是由于該類管道在各個領域的廣泛應用，因此研發該類機器人極具吸引力。

為了克服現有管道機器人中存在的機器人定位精度不足、反應速度不夠迅速、轉彎動作穩定性差、結構不夠緊湊等問題，本實用新型提供了一種基于張緊輪系與類圓錐體行程開關導向頭的新型管道機器人，可通過導向頭準確定位至目標位置，通過驅動輪系的運動和張緊輪系的張緊，共同完成對管道的維修與檢查。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種結構精巧，運動靈活的新型管道機器人。本實用新型具有傳動效率高、傳動平穩、機構緊湊、制造簡單、定位精確等優勢。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的新型管道機器人，包括行程開關導向頭，張緊輪系，驅動輪系，前驅動體，后驅動體，鋰電池倉，還有球鉸鏈關節構成；行程開關導向頭的圓錐體設計和球鉸鏈關節可以進行自適應調整，當行程開關導向頭遇到障礙時，圓錐體的設計可以使其順著管道的方向偏移角度，球鉸鏈關節也會隨之偏移角度，從而實現沿著管道內表面轉彎的功能。當管道的內徑改變時，張緊輪系可以在中間彈簧的作用下實現輪系直徑的改變來適應管道內徑的變化，使管道機器人始終依附于管道內表面運動。張緊輪系位于其運動方向的前部，然后通過驅動體又連接驅動輪系，驅動體帶動驅動輪系使機器人運動，張緊輪系中的彈簧在新型管道機器人工作時受到管壁的擠壓始終處于拉伸狀態，從而產生向管壁的張力，使新型管道機器人依附在道內表面；前驅動體與后驅動體通過電機的正反轉使驅動輪系帶動機器人運動，驅動輪系的角度設計可以將電機的扭矩轉換為讓新型管道機器人向前運動的力，驅動輪系的傾斜輪系將電機扭矩轉換成了沿管道方向和垂直于管道方向的兩個分力，使新型管道機器人更好的依附于管道內表面并沿管道方向運動；球鉸鏈關節使管道機器人在轉彎時運動靈活，能結合管道的具體特征來運動；鋰電池倉使用鋰電池提供動力，使機器人工作更持久，更穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型總體結構示意圖。

圖2為本實用新型張緊輪系及其附近特征。

圖3為本實用新型驅動輪系及其附近特征。

【附圖符號說明】1.行程開關導向頭；2.前張緊輪系；3.前驅動體；4.前驅動輪系；5.前球鉸鏈關節；6.鋰電池倉；7.后球鉸鏈關節；8.后張緊輪系；9.后驅動體；10.后驅動輪系；11.尾部導向頭；12.支座；13.彈簧；14.滾輪；15.滾輪；16.彈簧；17.支座。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的新型管道機器人，其特征在于行程開關導向頭1，前張緊輪系2，前驅動體3，前驅動輪系4，前球鉸鏈關節5，鋰電池倉6，后球鉸鏈關節7，后張緊輪系8，后驅動體9，后驅動輪系10，尾部導向頭11，鋰電池倉6位于機器人中部，機器人整體呈近似對稱結構，鋰電池倉的前部由行程開關導向頭1，前張緊輪系2，前驅動體3，前驅動輪系4和前球鉸鏈關節5構成，球鉸鏈關節5、7分別布置在鋰電池倉6兩端，后端球鉸鏈關節7又連接了后張緊輪系8中的支座，進而通過鉸接滾輪連接于后驅動體9，連接方式與前部相同，后驅動體9又通過電機帶動后驅動輪系10，后驅動輪系10通過專用支座與尾部導向頭11相連。