[實用新型]一種基于螺旋槳升力驅動的管道機器人

有效

• 申請號: 201920740705.5
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN210196785U
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 鄭建明;趙晨;李帆;孫方平;楊智;惠聰;曹超;陳婷;李旭波
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16L101/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本實用新型設計的一種基于螺旋槳升力驅動的管道機器人，通過彈性連接件將第一爬行器、第二爬行器與第三爬行器依次連接起來，避免了傳動時壓力角過大出現卡死，提高了通過彎道的能力，實現了其整體通過中小直徑的90°極限彎道，而不僅局限于直管道的性能，同時，將第一爬行器的支撐輪反向設計，增大管道機器人的過彎能力與支撐能力，本管道機器人結構簡單，可靠性好，行動方便。

技術領域

本實用新型屬于管道檢測設備技術領域，涉及一種基于螺旋槳升力驅動的管道機器人。

背景技術

近年來，管道運輸因其具有運量大、不受氣候和地面其他因素限制、可連續作業以及成本低等優點，已經成為貨物運輸的主要方式之一。并且隨著我國工業化進程的加快和能源結構優化的推進，我國油氣管道建設正迎來一個大的發展機遇期。但由于管道設置于地下等一些工作人員難以到達的位置，因此在管道長期的工作中很難檢測到因化學腐蝕或外力所導致的破損、裂紋等安全隱患，極易造成一些重大的安全事故。因此管道的定期檢查、清理與維修成為保障管道安全運行的重要步驟。管道機器人就是在這樣需求下應運而生。

管道機器人的實用新型為工作人員對管道的檢測維修提供了極大幫助，同時也提高了管道維修效率，從而提高管道使用壽命。目前，國內外對管道機器經過長期的發展研究，形成了各種各樣的結構。但最終可以歸納為流動式管道機器人、自身具備動力源的管道機器人和外力推動式管道機器人。其一，流動式沒有驅動裝置，只能隨著管內流體或者高壓氣體的推動前進。其優點是結構簡單，不受能源供給不足的限制，提高了管道機器人的續航能力。但是該類機器人由于只能借助流體的推動而前進，因此其速度不可控制，運動模式十分受限。其二，自身具備動力源的管道機器人的類型大致包括輪式機器人、履帶式機器人、行走式機器人、蠕動式機器人、螺旋式機器人等可以在沒用外力的情況下自主驅動的機器人。這種機器人在具有實現往復運動及定位精度準確的優點，同時也存在結構復雜，控制困難等諸多問題。其三，外力推動式管道機器人是基于管道外的電動機通過一系列傳遞機構將驅動力施加在管道機器人上，實現管道機器人的移動。因次它只適用于筆直的管道。而在實際應用中，管道的布置非常復雜，彎管較多，所以該類管道機器人一般不具有實用性。一方面，現有的爬行機器人各模塊連接部位為剛性連接，缺乏機動性，另一方面，現有的機器人爬行輪都是單向設置，爬行過程中缺乏支撐力，不能很好的起到支撐作用。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于螺旋槳升力驅動的管道機器人，解決現有技術中管道機器人各模塊之間連接部位為剛性連接缺乏機動性，爬行輪為單向設置，缺乏支撐力的問題。

本實用新型的技術方案是：一種基于螺旋槳升力驅動的管道機器人，包括通過彈性連接件首尾順次相連的第一爬行器、第二爬行器與第三爬行器，第一爬行器、第二爬行器、第三爬行器與彈性連接件連接處均固接有連接接頭，連接接頭與彈性連接件螺紋連接，彈性連接件內設通信導線，通信導線與連接接頭相互連接，第一爬行器包括被殼體a包裹的涵道式螺旋槳和位于涵道式螺旋槳端部的高速電機，高速電機通過導線與連接接頭連接，第二爬行器設置有電池組為第一爬行器提供電力，第三爬行器用以控制第一爬行器、第二爬行器，第一爬行器、第二爬行器、第三爬行器外表面軸向安裝有支撐輪機構，支撐輪機構為由輪架支撐連接的支撐輪，第一爬行器上的支撐輪機構為相互對稱反向安裝的支撐輪，第二爬行器和第三爬行器上的支撐輪機構為相互對稱同向安裝的支撐輪。

本實用新型的特點還在于：

支撐輪通過深溝球軸承與輪架轉動連接，輪架通過銷軸分別與殼體a、殼體b、殼體c的端部固接，銷軸處安裝有扭力彈簧。

第一爬行器上的支撐輪機構為6個呈60°沿殼體a外表面分布的支撐輪。

第二爬行器上的支撐輪機構為三組呈120°同向分布的支撐輪。

彈性連接件為內部中空的彈性軟軸。