[發明專利]介質流驅動能源自給式管道機器人

在審

• 申請號: 201811468328.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109357103A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 李建永;王明旭;高興華;張佳樂;孫程
• 申請（專利權）人: 北華大學
• 主分類號: F16L55/28
• 分類號: F16L55/28;F16L55/26;F16L101/30
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 田春梅

1.介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，包括：

驅動及調速單元(2)，對機器人整體進行驅動及調速；

和所述驅動及調速單元(2)后端鉸接的自動控制單元(4)；

連接在所述自動控制單元(4)前端及后端的兩組變徑支撐單元(5)，通過所述變徑支撐單元(5)和管道(6)內壁接觸；

以及速度測量單元，自動控制單元(4)根據速度測量單元測得的管道機器人行走速度控制驅動及調速單元(2)。

2.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述管道機器人還包括連接在所述驅動及調速單元(2)前端的在線取能單元(1)，所述在線取能單元(1)前端設置有變徑支撐單元(5)；所述在線取能單元(1)包括：

通過連桿(101)和所述驅動及調速單元(2)前端連接的取能支撐板(102)，所述取能支撐板(102)和管道(6)內流體流動方向垂直；

和所述取能支撐板(102)固定連接的發電機(103)；

以及和所述發電機(103)的輸入軸通過增速齒輪箱(104)連接的葉輪(105)。

3.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述驅動及調速單元(2)包括：

驅動皮碗(201)，所述驅動皮碗(201)和管道(6)內壁接觸；

設置在所述驅動皮碗(201)中部連接驅動皮碗(201)兩端的調速裝置，所述調速裝置為盤式節流調速機構；

以及帶動所述調速裝置運動的調速電機(206)；

所述驅動及調速單元的調速定盤(202)和一組變徑支撐單元(5)固定連接。

4.根據權利要求3所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述調速裝置包括：

和所述驅動皮碗(201)固定連接的調速定盤(202)，所述調速定盤(202)上圓周均布多個定盤節流孔(203)，所述調速電機(206)固定在所述調速定盤(202)上；

以及和所述調速電機(206)輸出軸固定連接的調速動盤(204)，所述調速動盤(204)上和所述定盤節流孔(203)相對位置設置多個動盤節流孔(205)，通過所述調速電機(206)帶動所述調速動盤(204)轉動調整定盤節流孔(203)和動盤節流孔(205)重合大小。

5.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述變徑支撐單元(5)包括垂直流體流動方向的變徑支撐板(501)以及圓周均布在變徑支撐板(501)上沿外緣處的多組支撐部，每組支撐部包括：

固定在變徑支撐板(501)上沿外緣的支撐架(502)；

和支撐架(502)滑動配合的支撐輪架(503)；

沿徑向設置在支撐架(502)和支撐輪架(503)之間的支撐彈簧(504)；

以及通過銷軸連接在支撐輪架(503)上的支撐輪(505)。

6.根據權利要求5所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述變徑支撐板(501)包括三組支撐部。

7.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述自動控制單元(4)包括機器人控制器(402)以及和所述機器人控制器(402)連接的充電電池(401)和無線傳輸模塊(403)，所述充電電池(401)和無線傳輸模塊(403)連接，所述充電電池(401)和在線取能單元(1)的發電機(103)連接充電。

8.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述驅動及調速單元(2)和所述自動控制單元(4)通過雙虎克鉸連接單元(3)連接。

9.根據權利要求1所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述雙虎克鉸連接單元(3)包括連接中桿(301)以及通過十字軸(302)連接在連接中桿(301)兩端的兩個鉸鏈座(303)，兩個鉸鏈座(303)的另一端分別與所述驅動及調速單元(2)和所述自動控制單元(4)固定連接。

10.根據權利要求1-9中任意一項所述的介質流驅動能源自給式管道機器人，其特征在于，所述管道機器人還包括設置在在線取能單元(1)前端的攝像頭(7)，通過所述攝像頭(7)采集管道(6)中的工作環境信息，并將采集的信息通過無線傳輸模塊(402)傳送給地面監控系統；

所述速度測量單元為設置在任意一組的變徑支撐單元(5)的支撐輪(505)輪軸上的編碼器(8)，通過編碼器(8)采集對應支撐輪(505)的角位移并將角位移轉換為電信號，再將電信號轉換為計數脈沖，用脈沖的個數表示水平位移的大小，自動控制單元(4)根據位移計算出機器人的行走速度，根據行走速度控制驅動及調速單元(2)。