[發明專利]一種新型螺旋輪式微型管道探測機器人及使用方法

在審

• 申請號: 202011212169.5
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112413281A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 何孔德;周鵬飛;方子帆;楊蔚華;劉紹鵬;彭勁波;胡季平;胡昊
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/40;F16L101/30
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明提供了一種新型螺旋輪式微型管道探測機器人及使用方法，它包括機器人主體，所述機器人主體分采用分節式結構，包括前橋驅動、支撐部分、探測部分和后橋驅動；所述前橋驅動通過第二萬向節聯軸器與探測部分鉸接相連，所述探測部分與支撐部分固定相連，所述支撐部分通過第一萬向節聯軸器與后橋驅動鉸接相連。不僅結構簡單可靠和使用方便，還能夠完成管道內部的勘探工作，及時檢測出管道內部存在的問題。

技術領域

本發明涉及微型管道探測及檢修技術領域，具體涉及一種新型螺旋輪式微型管道探測機器人。

背景技術

在工業生產中管道隨處可見，可以說是工業生產的血管，但隨著工業生產的進行，管道都會出現損耗，有的損耗在管道外壁可以通過技術員定期巡視發現損壞部位，但有的損壞出現在管道內部，而通常工業管道人工難以進入，并且管節繁多，一般的儀器無法進入或者很好的在其中自有的行走，這樣就很難探測完整的管道情況。所以現在需要一種可以順利跨過彎道的管道機器人，幫助人們完成管道的勘探工作，為工程師提供準確的管道數據，這樣工程師就可以對管道及時進行維修更換，保證工業生產的安全順利的進行，避免由于管道損壞造成重大的人員，財務受損。而管道機器人可以解決現實中很多綜合性的問題，并具有良好的經濟效益和社會效益，也解決了人們作業的安全問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種新型輪式微型管道探測機器人，不僅結構簡單可靠和使用方便，還能夠完成管道內部的勘探工作，及時檢測出管道內部存在的問題。

為了實現上述的技術特征，本發明的目的是這樣實現的：一種新型螺旋輪式微型管道探測機器人，它包括機器人主體，所述機器人主體分采用分節式結構，包括前橋驅動、支撐部分、探測部分和后橋驅動；所述前橋驅動通過第二萬向節聯軸器與探測部分鉸接相連，所述探測部分與支撐部分固定相連，所述支撐部分通過第一萬向節聯軸器與后橋驅動鉸接相連。

所述前橋驅動包括前橋彈簧輪、前橋旋轉輪和第一電機，所述前橋旋轉輪固定安裝在第一電機的輸出軸，多組所述前橋彈簧輪均布安裝在前橋旋轉輪的外圓周上。

所述支撐部分包括支撐旋轉輪和支撐彈簧輪，多組支撐彈簧輪均布安裝在支撐旋轉輪的外圓周上。

所述探測部分包括超聲傳感器和第三電機，所述超聲傳感器安裝在第三電機的輸出軸，所述超聲傳感器通過第二萬向節聯軸器與第一電機相連。

所述后橋驅動包括后橋旋轉輪、后橋彈簧輪和第二電機，所述后橋旋轉輪固定安裝在第二電機的輸出軸，多組所述后橋彈簧輪均布安裝在后橋旋轉輪的外圓周上；所述第二電機和前橋驅動的第一電機采用對稱安裝方式，雙電機安裝方式使得機器人主體驅動力大，當遇到障礙物時，雙電機能夠實現差速，維持行進途中的穩定。

所述前橋驅動的前橋彈簧輪和后橋驅動的后橋彈簧輪都分布在傾角為25~35度的右旋螺旋線上，多組彈簧輪對稱分布能夠很好的調心，并使得機器人在行駛過程中，整個機器人的中心始終在一條軸線上。

所述前橋驅動的第一電機和后橋驅動的第二電機都安裝在相應的電機安裝軸上，所述第一電機支撐體通過第二萬向節聯軸器與探測部分的超聲傳感器相連，所述探測部分的第三電機支撐體與支撐旋轉輪相連，所述支撐旋轉輪通過第一萬向節聯軸器和第二電機與后橋旋轉輪相連，通過兩個萬向節聯軸器使得不在同一軸線或軸線折角較大或軸向移動較大的兩軸等角速連續回轉，并可靠地傳遞轉矩和運動。

所述前橋驅動的前橋旋轉輪和后橋驅動的后橋旋轉輪的圓盤中心部位加工有鍵槽，所述鍵槽分別與第一電機和第二電機的主軸構成鍵配合，并傳遞扭矩。

所述前橋驅動的前橋彈簧輪和后橋驅動的后橋彈簧輪上都分別設置有壓力感應器，所述前橋彈簧輪和后橋彈簧輪根據壓力感應器傳回的壓力變化，主動調整第一電機和第二電機的輸出功率實現差速前進，使得在不卡車的情況下最大程度的保證探測器探測條件的穩定。