[發(fā)明專利]一種管道爬行機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811439773.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN109253344A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董俊杰;鎮(zhèn)方雄;陳小玲;鎮(zhèn)方超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北科技學(xué)院
• 主分類號(hào): F16L55/32
• 分類號(hào): F16L55/32
• 代理公司: 咸寧鴻信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42249
• 代理人: 汪彩彩;陽會(huì)用

本發(fā)明提供了一種管道爬行機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蓄電池、拉桿、電機(jī)、接觸盤一、接觸盤二、電刷盤和電刷環(huán)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與電刷盤固定相連，電刷盤為N極朝下的永磁塊；接觸盤一上設(shè)置有銜鐵一，銜鐵一上繞設(shè)有通電線圈一，通電線圈一與蓄電池相連，且使銜鐵塊一的N極朝上，接觸盤一與拉桿的上端固定相連，接觸盤二上設(shè)置有銜鐵二，銜鐵二上繞設(shè)有通電線圈二；電刷盤與電刷環(huán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，能夠使通電線圈二間歇性的改變電流方向。本發(fā)明具有能夠使拉桿快速下移，而緩慢上移，以配合機(jī)器人攀爬等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種管道爬行機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著石油、化工、天然氣和核工業(yè)的發(fā)展，以及管道檢測(cè)或維修等工作的需要，管道機(jī)器人也得到了更為深入的研究和廣泛的使用。針對(duì)各種生產(chǎn)設(shè)備的輸送管道(水、汽、油等)，以及特殊設(shè)備(高壓管道等)的安全檢測(cè)及維護(hù)，管道機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中具有很重要的實(shí)用價(jià)值。

通常地，現(xiàn)有管道機(jī)器人多采用以下幾種結(jié)構(gòu)：履帶車結(jié)構(gòu)，底部采用履帶帶動(dòng)所述管道機(jī)器人在所述管道內(nèi)行走；支撐桿結(jié)構(gòu)，采用端部帶有輪子的折疊桿結(jié)構(gòu)將所述管道機(jī)器人支撐在所述管道中間，然后再實(shí)現(xiàn)行走運(yùn)動(dòng)；輪式結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)車輪或特殊結(jié)構(gòu)的車輪與管道內(nèi)壁面接觸，使所述管道機(jī)器人在管道內(nèi)行駛。

現(xiàn)有的管道機(jī)器人的移動(dòng)方式過于單一不能夠很好的滿足管道形狀的需求，而且，現(xiàn)有的管道機(jī)器人只能夠在平直管道或者傾角較小的管道內(nèi)爬行，不能夠在縱向傾角較大或者豎直分布的管道內(nèi)爬行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種管道爬行機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是使拉桿快速下移，而緩慢上移，以配合機(jī)器人行走。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種管道爬行機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蓄電池、拉桿、電機(jī)、接觸盤一、接觸盤二、電刷盤和電刷環(huán)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與電刷盤固定相連，所述電刷盤為N極朝下的永磁塊；所述接觸盤一上設(shè)置有銜鐵一，所述銜鐵一上繞設(shè)有通電線圈一，所述通電線圈一與蓄電池相連，且使銜鐵塊一的N極朝上，所述接觸盤一與拉桿的上端固定相連，所述接觸盤二上設(shè)置有銜鐵二，所述銜鐵二上繞設(shè)有通電線圈二；電刷盤與電刷環(huán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，能夠使通電線圈二間歇性的改變電流方向。

電刷盤的外壁上設(shè)置有四個(gè)條狀的端子一，電刷環(huán)上設(shè)置有與各端子一一一對(duì)應(yīng)的端子組，每個(gè)端子組包括兩個(gè)端子二，電刷盤旋轉(zhuǎn)過程中，能夠間歇性使端子一同時(shí)接觸與之對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端子二，這兩個(gè)端子二連接通電線圈二的一端和電源的正極，與之正對(duì)的兩個(gè)端子二則可以連接通電線圈的另一端和電源的負(fù)極，剩下的兩個(gè)端子組著實(shí)現(xiàn)與上述相反的接線方向，即通電線圈的電流方向與之相反。

可以看出，當(dāng)活塞下移時(shí)，接觸盤一同時(shí)受到電刷盤的斥力和接觸盤二對(duì)其的吸附力，使拉桿下移過程中受力較大，活塞能夠快速的下移，而活塞上移時(shí)，接觸盤一受到電刷盤的斥力和接觸盤二對(duì)其的斥力，由于接觸盤二對(duì)接觸盤一的斥力較大，作用力差使接觸盤一進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使活塞上移速度較慢。這樣設(shè)計(jì)的目的在于：盡可能的使活塞快速下移，而緩慢的上移，從而使支撐桿二能夠快速的伸出，而緩慢的收縮，使實(shí)現(xiàn)伸縮體一能夠相對(duì)伸縮體一上移，而不是伸縮體二相對(duì)伸縮體一下移，從而確保了本機(jī)器人能夠前進(jìn)，而不是后退或者原地停滯。

由于采用磁力驅(qū)動(dòng)，其速度可控，且控制較為精準(zhǔn)，散熱小、磨損小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了傳動(dòng)機(jī)器人大量的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，影響平穩(wěn)性、可控性和可靠性。

通過對(duì)電機(jī)進(jìn)行斷電，使支撐桿一和支撐桿二均處于半收縮狀態(tài)，通過拉繩可將其拽出，或者間歇性啟動(dòng)電機(jī)，使管道存在坡度的情況下，機(jī)器人間歇性支撐和滑離管道。

附圖說明

圖1是本機(jī)器人處于停機(jī)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本機(jī)器人內(nèi)的活塞下移時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。