[發(fā)明專利]一種基于形狀記憶合金焦耳熱驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811474104.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN109268620A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董桂馥;敖東;張志新;陳建國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L55/32
• 分類號(hào): F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 趙志雄

本發(fā)明公開了一種基于形狀記憶合金焦耳熱驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人，屬于管道處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括固定于底盤上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)輪，所述底盤上還設(shè)有從動(dòng)輪機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是：利用直齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將SMA彈簧的輸出位移放大；通過電能產(chǎn)生的焦耳熱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)活塞的密封性，保溫隔熱性要求較低，能量的轉(zhuǎn)化效率更高。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)；本發(fā)明的機(jī)器人對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)，成本低、無污染，工作效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人，屬于管道處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外的管道運(yùn)輸業(yè)不僅規(guī)模龐大而且發(fā)展迅速，我國西氣東輸項(xiàng)目管道建設(shè)總長已達(dá)12259公里，全世界的油氣運(yùn)輸管道200多萬公里，城市供水供熱以及排水管道更是無法統(tǒng)計(jì)。所以，對(duì)于管道運(yùn)輸?shù)陌踩芾硎茄芯康闹攸c(diǎn)，管道堵塞是影響運(yùn)輸安全的一個(gè)重要問題。檢測管道堵塞的方式比較多樣化，但大體可分為管道內(nèi)部檢測堵塞和經(jīng)管道外部傳感器檢測兩大類。相比于管道外部傳感器檢測堵塞，利用機(jī)器人進(jìn)行內(nèi)部直接清理，更加的準(zhǔn)確高效，名稱為《形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的微型管道機(jī)器人》，授權(quán)公告號(hào)為CN207213497 U的實(shí)用新型專利，通過形狀記憶合金熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的微型管道機(jī)器人，該車是靠泵機(jī)將冷熱水有周期的給SMA彈簧降溫和升溫，使SMA彈簧發(fā)生收縮伸長的變形，從而提供驅(qū)動(dòng)力，其通過熱能直接給SMA供能，轉(zhuǎn)化效率低，對(duì)熱機(jī)的密封性，保溫隔熱性高，驅(qū)動(dòng)效果不理想，不易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種輕便靈活、能量轉(zhuǎn)換率高的基于形狀記憶合金焦耳熱驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于形狀記憶合金焦耳熱驅(qū)動(dòng)的管道機(jī)器人，包括通過固定座固定在底盤上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為兩個(gè)，對(duì)稱分布于所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)輪，所述底盤上還設(shè)有從動(dòng)輪機(jī)構(gòu)。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括，位于活塞缸體內(nèi)的SMA彈簧，所述SMA彈簧兩端分別連接正極銅片和負(fù)極銅片，所述正極銅片固定于活塞缸體端部，負(fù)極銅片連接活塞，所述活塞與活塞缸體內(nèi)壁滑動(dòng)連接，連桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)所述活塞、另一端鉸接曲柄，所述正極銅片和負(fù)極銅片均連接加熱電源。

所述SMA彈簧兩端設(shè)有SMA彈簧座a和SMA彈簧座b，有SMA彈簧座a和SMA彈簧座b分別連接負(fù)極銅片和正極銅片。

所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為直齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括，與曲柄連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸b，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸b兩端設(shè)有主動(dòng)直齒輪，所述主動(dòng)直齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)軸c兩端的傳動(dòng)直齒輪，所述傳動(dòng)直齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)軸a上的從動(dòng)直齒輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸a、轉(zhuǎn)動(dòng)軸b以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸c均貫穿固定座并通過法蘭軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述固定座，所述主動(dòng)直齒輪的齒數(shù)多于傳動(dòng)直齒輪，所述傳動(dòng)直齒輪的齒數(shù)多于從動(dòng)直齒輪。

驅(qū)動(dòng)輪通過車輪法蘭設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸a兩端。

所述從動(dòng)輪機(jī)構(gòu)包括，通過墊板設(shè)置于底盤上的從動(dòng)輪固定座，從動(dòng)輪軸通過兩端的從動(dòng)輪法蘭軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述從動(dòng)輪固定座底部，從動(dòng)輪位于所述從動(dòng)輪軸中部。

所述活塞、負(fù)極銅片以及SMA彈簧座a之間通過膠體粘接，所述正極銅片與SMA彈簧座b之間通過膠體粘接。

STM32單片機(jī)連接控制所述加熱電源。

本發(fā)明的有益效果是：利用直齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將SMA彈簧的輸出位移放大；通過電能產(chǎn)生的焦耳熱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)活塞的密封性，保溫隔熱性要求較低，能量的轉(zhuǎn)化效率更高。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)；本發(fā)明的機(jī)器人對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)，成本低、無污染，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的仰視圖；

圖2為本發(fā)明側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明軸測圖；