[實(shí)用新型]一種單驅(qū)動伸縮式管內(nèi)機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022981534.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN214331898U
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春國
• 申請（專利權(quán)）人: 西安綠動透平技術(shù)有限公司
• 主分類號: F16L55/34
• 分類號: F16L55/34;F16L101/30;F16L101/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種單驅(qū)動伸縮式管內(nèi)機(jī)器人，所述機(jī)器人包含轉(zhuǎn)子、前支撐、后支撐、前導(dǎo)向、后導(dǎo)向和電機(jī)。一個電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動一圈為一個周期。在轉(zhuǎn)動的前半個周期內(nèi)，前支撐處于支撐狀態(tài)，支撐到管內(nèi)壁面，后支撐處于非支撐狀態(tài)，前支撐收縮并驅(qū)動轉(zhuǎn)子前進(jìn)，轉(zhuǎn)子驅(qū)動后支撐收縮。在后半個周期內(nèi)，后支撐處于支撐狀態(tài)，支撐在管內(nèi)壁面，前支撐處于非支撐狀態(tài)，后支撐伸展并驅(qū)動轉(zhuǎn)子前進(jìn)，轉(zhuǎn)子驅(qū)動前支撐伸展。在一個周期內(nèi)，前支撐和后支撐實(shí)現(xiàn)一次收縮和伸展，機(jī)器人在管內(nèi)前進(jìn)一步，在這個過程中，可對管道進(jìn)行檢測和維護(hù)清理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單驅(qū)動伸縮式管內(nèi)機(jī)器人，屬于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管道被大量應(yīng)用于各個行業(yè)，在使用過程中，需要對管道進(jìn)行檢測和維護(hù)。比如管式換熱器被廣泛應(yīng)用于循環(huán)水冷卻，特別是火電廠的凝汽器，就是由大量直徑20mm左右、長度20m左右的管束構(gòu)成，由于流體含有雜質(zhì)，長期在管內(nèi)流動會導(dǎo)致管內(nèi)壁面出現(xiàn)污垢，影響換熱效率，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。對于這類較長且直徑較小的管道的檢測和清理難度很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題在于提供一種單驅(qū)動伸縮式管內(nèi)機(jī)器人，可用于10-50mm較小直徑管內(nèi)進(jìn)行檢測和維護(hù)。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種單驅(qū)動伸縮式管內(nèi)機(jī)器人，包含轉(zhuǎn)子、前支撐、后支撐、前導(dǎo)向、后導(dǎo)向和電機(jī)。

所述轉(zhuǎn)子，包含前伸縮槽、后伸縮槽、前鍵軸、后鍵軸。前伸縮槽和后伸縮槽結(jié)構(gòu)相同，均為繞轉(zhuǎn)子表面的閉環(huán)槽道。閉環(huán)槽道由兩段方向相反的螺旋槽道封閉形成，在兩個連接處分別為一小段環(huán)形槽道。前鍵軸和后鍵軸分別為一段帶鍵的軸，位于轉(zhuǎn)子的外端，用于安裝前支撐和后支撐。前鍵軸和后鍵軸的外端為光軸，用于固定安裝前導(dǎo)向和后導(dǎo)向。

所述后支撐，包含驅(qū)動結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、支撐驅(qū)動爪和殼體。后支撐安裝在轉(zhuǎn)子后端的鍵軸上。

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)為圓柱形狀，安裝在轉(zhuǎn)子的前鍵軸上，隨軸旋轉(zhuǎn)，并可軸向運(yùn)動。圓柱表面有兩道閉環(huán)槽道，分別為軸向同步槽和支撐驅(qū)動槽。軸向同步槽為環(huán)形槽道。支撐驅(qū)動槽為兩段軸向位置不同的環(huán)形槽拼接而成，在兩個拼接處采用螺旋過渡和圓角過渡進(jìn)行光順。

所述支撐結(jié)構(gòu)，包含徑向滑塊、軸向滑塊和工字型連接件。工字型連接件的兩端分別安裝在徑向滑塊和軸向滑塊的凹槽內(nèi)。軸向滑塊做軸向運(yùn)動，進(jìn)而通過工字型連接件驅(qū)動徑向滑塊在殼體底部的徑向槽內(nèi)沿徑向方向運(yùn)動。

所述支撐驅(qū)動爪，安裝在驅(qū)動結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的軸向滑塊之間，爪頭置于驅(qū)動結(jié)構(gòu)的支撐驅(qū)動槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子帶動驅(qū)動結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的時候，支撐驅(qū)動槽驅(qū)動支撐驅(qū)動爪軸向運(yùn)動，進(jìn)而驅(qū)動支撐結(jié)構(gòu)的軸向滑塊做軸向運(yùn)動，進(jìn)而通過工字型連接件驅(qū)動徑向滑塊在殼體底部的徑向槽內(nèi)徑向運(yùn)動。徑向滑塊徑向運(yùn)動到最外端時，頂著管內(nèi)壁面，則支撐固定，處于支撐狀態(tài)，徑向滑塊徑向運(yùn)動到最內(nèi)端時，離開管內(nèi)壁面，則支撐處于非支撐狀態(tài)，可以前后移動。

所述殼體為桶狀，內(nèi)壁有軸向同步爪和伸縮驅(qū)動爪，分別靠近底部和開口處。軸向同步爪伸入驅(qū)動結(jié)構(gòu)的軸向同步槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)后支撐整體的軸向同步運(yùn)動，并且不影響后支撐旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動。伸縮驅(qū)動爪伸入轉(zhuǎn)子的伸縮驅(qū)動槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)伸縮爬行，當(dāng)支撐固定的時候，支撐驅(qū)動轉(zhuǎn)子前進(jìn)，當(dāng)支撐不固定的時候，轉(zhuǎn)子驅(qū)動支撐收縮和伸展。殼體底部有徑向槽，用于支撐結(jié)構(gòu)的徑向滑塊在槽內(nèi)徑向運(yùn)動。

所述前支撐，與后支撐結(jié)構(gòu)相同，安裝在轉(zhuǎn)子的前鍵軸上，相對于轉(zhuǎn)子中間為中心，對稱布置。

所述前導(dǎo)向和后導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)相同，包含導(dǎo)向架和導(dǎo)向輪，分別安裝在前支撐和后支撐的外端，并且有一段距離，用來容納前、后支撐的伸縮運(yùn)動。導(dǎo)向輪安裝在導(dǎo)向架上，圓周方向均布3個，導(dǎo)向輪與管內(nèi)壁面接觸且有一定的擠壓力，導(dǎo)向輪可旋轉(zhuǎn)，允許機(jī)器人在管內(nèi)沿軸向運(yùn)動，并且阻止機(jī)器人在管內(nèi)沿周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。