[發明專利]一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構

在審

• 申請號: 202110506197.6
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113513657A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 陳國華;丁宇軒;張愛軍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F17D5/00;F16L101/12;F16L101/30
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本發明公開了一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，包括車體、變徑桿組、輔助越障擺臂輪，車體的兩側分別設有一組運動系統，每組運動系統包括一個磁吸履帶輪裝置，磁吸履帶輪裝置包括磁吸履帶以及設于磁吸履帶輪裝置的內部的傳動機構，磁吸履帶和安裝于車體底部的失電型電磁鐵對金屬管道產生磁吸力，磁吸履帶輪裝置與車體之間采用銷連接與彈簧連接結合的方式，角度可變，變徑桿組安裝于車體上方，變徑桿組末端設有輔助越障擺臂輪。本發明提供的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，不僅兼具垂直障礙、蝶閥越障功能以及豎直管道爬行功能，還具有整體結構簡單、易于控制等優點，具有良好的應用前景，值得推廣。

技術領域

本發明屬于管道機器人領域，具體涉及一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構。

背景技術

履帶式管道越障行走機構是一種能夠在金屬管道內移動并翻閱障礙的設備，是管道檢測和清掃的重要自動化裝備之一。目前現有的履帶式管道越障機器人產品存在以下缺陷：(1)具備豎直管道爬行功能的機器人功耗大，因為其結構復雜，不能做出復雜變形，因此無法翻越管道內的垂直障礙以及蝶閥障礙；(2)可以翻越管道內的垂直障礙以及蝶閥障礙的機器人不具備豎直管道爬行功能；(3)此類機器人還存在著對管道管徑的適應性較差的缺點，在一些特定尺寸的管道中無法應用。

發明內容

為了解決現有技術存在的不足，本發明提供一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，為滿足管道檢測和清掃等工作提供裝備，創新設計了行走機構輔助越障擺臂輪結構以及磁吸履帶輪結構，基于該輔助越障擺臂輪結構以及磁吸履帶輪結構的行走機構不僅兼具垂直障礙、蝶閥越障功能以及豎直管道爬行功能，還具有整體結構簡單、易于控制等優點，具有良好的應用前景，值得推廣。

為解決上述問題，本發明具體采用以下技術方案：

一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，包括車體、變徑桿組、輔助越障擺臂輪，所述車體的兩側分別設有一組運動系統，每組運動系統包括一個磁吸履帶輪裝置，所述磁吸履帶輪裝置內設有控制兩組運動系統中履帶轉動的第一傳動機構以及控制一側運動系統中履帶轉動的第二傳動機構，所述第一傳動機構設于磁吸履帶輪裝置內部，所述第二傳動機構與所述第一傳動機構互為鏡像。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，所述磁吸履帶輪裝置包括承重輪、磁吸履帶、側向連接板以及傳動機構，所述傳動機構包括驅動直流電機、錐齒輪副以及由直流驅動電機驅動的主動輪，所述第一傳動機構包括第一直流驅動電機、第一錐齒輪副以及由第一直流驅動電機驅動的第一主動輪。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，所述磁吸履帶輪裝置與車體之間采用銷連接與彈簧連接結合的方式，所述磁吸履帶輪裝置與車體之間角度可變。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，所述側向連接板安裝于磁吸履帶輪裝置內側，兩端安裝于驅動輪軸和承重輪軸外側的軸承上，所述側向連接板內側上端以及下端分別設有兩個同軸心吊耳，左右吊耳之間間隔100mm，上下吊耳之間間隔40mm。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，所述車體側面上端以及下端分別設有兩個同軸心吊耳，左右吊耳之間間隔100mm，上下吊耳之間間隔50mm。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，側向連接板內側上端吊耳與所述車體側面上端吊耳采用銷連接，側向連接板內側下端吊耳與所述車體側面下端吊耳采用彈簧連接，所述磁吸履帶輪裝置與車體之間角度可隨管道壁面對車體產生的支撐力方向改變。

前述的一種用于金屬管道的履帶式機器人越障行走機構，其特征在于，所述磁吸履帶包括永磁鐵片、履帶節以及連接履帶節的細軸，所述永磁鐵片內嵌于履帶節內部。