[發明專利]一種彎曲管道行走機器人及方法

在審

• 申請號: 202110582915.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113294625A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 趙春;張磊;唐剛強;郝牧宇;王延杰;駱敏舟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L55/34;F16F15/02;B25J5/00;B25J11/00;F16L101/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，包括驅動車廂（3）、從動車廂（2）；所述驅動車廂（3）與從動車廂（2）通過萬向節（1）連接；

所述驅動車廂（3）包括主動輪（31）、機身調整機構；驅動車廂（3）外沿管道圓周方向環繞設有多個減震機構（4）；所述減震機構（4）的轉動軸安裝有主動輪（31）；輪轂電機驅動所述主動輪（31）轉動；所述機身調整機構驅動減震機構的轉動軸（41）轉動，并驅控所述主動輪轉向；

所述機身調整機構包括主動錐齒輪（38）、從動錐齒輪（37）；電機驅動所述主動錐齒輪轉動（38）；所述主動錐齒輪（38）與多個從動錐齒輪（37）嚙合；各所述從動錐齒（37）輪設置于的相應的轉動軸（41）一端，各所述主動輪（31）設置于相應的轉動軸（41）另一端。

2.根據權利要求1所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述減震機構包括安裝體（44）、轉動軸（41）、安裝架（45）；所述轉動軸（41）包括連接部（41a）、沿軸向滑動的伸縮部（41b）；所述連接部（41a）轉動連接于所述安裝體（44）上；所述安裝體（44）固定設置于所述驅動車廂或從動車廂上；所述伸縮部（41b）設置于所述連接部（41a）的軸向孔內；所述連接部（41a）的軸向孔內設有向外擠壓滑動軸的彈簧（43）；所述伸縮部（41b）設有用于安裝主動輪或從動輪的安裝架（45）。

3.根據權利要求2所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述連接部（41a）的軸向孔為橢圓形孔或多邊形孔。

4.根據權利要求2所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述連接部（41a）一端通過第一端蓋（42）固定于安裝體內；所述第一端蓋（42）通過螺釘連接于安裝體上，所述連接部（41a）另一端設有限制伸縮部的第二端蓋（46）；所述第二端蓋（46）通過螺釘連接于所述連接部（41a）上。

5.根據權利要求1所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述電機通過電機（32）支架安裝于驅動車廂（3）內；所述主動錐齒輪（38）設置于傳動軸（35）上；所述傳動軸（35）通過軸承座（36）安裝于驅動車廂（3）內；所述電機（32）上設有第一齒輪（33）；所述傳動軸上設有第二齒輪（34）；所述第一齒輪（33）與第二齒輪（34）嚙合。

6.根據權利要求2所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述驅動車廂（3）與多個從動車廂（2）依次連接；所述從動車廂之間通過萬向節連接。

7.根據權利要求1或6所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述從動車廂（2）沿管道圓周方向環繞設有多個減震機構（4）；所述減震機構的轉動軸安裝有從動輪。

8.根據權利要求1所述的一種彎曲管道行走機器人，其特征在于，所述驅動車廂（3）、從動車廂（2）上設有攝像頭、位置傳感器、照明燈。

9.一種彎曲管道行走機器人的方法，其特征在于，所述方法包括：

將彎曲管道行走機器人由管道端口放入，將驅動車廂（3）和從動車廂（2）的車輪貼合在管壁上；

當遇到直角彎，根據對主動輪進行差速控制，使得驅動車廂進行轉彎；

當遇到管道凸起時，轉動軸（41）會在壓力的作用下收縮，使驅動車廂（3）和從動車廂（2）的車輪能夠從凸起（7）上方通過；

當遇到管道凹坑時，轉動軸（41）會在彈簧的作用下伸長，使驅動車廂和從動車廂的車輪能夠平穩通過凹坑；

當遇到障礙物不能直接走過時，機身調整機構驅控所述主動輪轉向，將主動輪（31）行走方向與管道（5）軸線垂直，主動輪（31）行走，探測機器人的機身旋轉，主動輪避開障礙物；然后機身調整機構驅控所述主動輪轉向，將主動輪（31）行走方向與管道軸線平行，主動輪行走，障礙物（6）由兩主動輪和兩從動輪中間的空隙中穿過。