[發(fā)明專利]一種彎曲管道行走機器人及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110582915.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113294625A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙春;張磊;唐剛強;郝牧宇;王延杰;駱敏舟
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了機器人領(lǐng)域的一種彎曲管道行走機器人及方法，包括驅(qū)動車廂、從動車廂；所述驅(qū)動車廂與從動車廂通過萬向節(jié)連接；所述驅(qū)動車廂設(shè)有主動輪、機身調(diào)整機構(gòu)；驅(qū)動車廂外沿管道圓周方向環(huán)繞設(shè)有多個減震機構(gòu)；所述減震機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸安裝有主動輪；輪轂電機驅(qū)動所述主動輪轉(zhuǎn)動；所述機身調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動減震機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，并驅(qū)控所述主動輪轉(zhuǎn)向；本發(fā)明當機器人遇到凹凸地面，車輪通過轉(zhuǎn)動軸的伸縮，車輪直接通過凹凸地面通過；當遇到障礙物不能直接走過時，機身調(diào)整機構(gòu)驅(qū)控所述主動輪轉(zhuǎn)向，探測機器人的機身旋轉(zhuǎn)一定的角度，使障礙物由兩個輪子中間的空隙中穿過，實現(xiàn)機器人在管道內(nèi)運動中避讓障礙物，避免機器人卡在管道中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種彎曲管道行走機器人及方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，管道輸送技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在輸電線路、石油、天然氣、化工原料以及生活用水等方面。常年的使用使得管道的經(jīng)常出現(xiàn)問題，極易引起輸送效率低下，因此管道常年需要工作人員進行檢修。由于管道大多是埋在地下，管道口徑較大的管道可以通過工作人員進入進行檢修，但是當管道口徑較小時，工作人員就難以進入，這給管道檢修帶來非常大的難度。近幾年，隨著計算機技術(shù)、機電技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外的管道機器人技術(shù)不斷有新的技術(shù)突破。各個研究機構(gòu)開發(fā)了各種管道機器人，其行走方式主要為輪式、履帶式、蠕動式等，雖然這些管道機器人在直管道中具有非常好的性能，但是在管道中遇到障礙物，機器人容易會被卡住。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種彎曲管道行走機器人及方法，實現(xiàn)機器人在管道內(nèi)運動中避讓障礙物，避免機器人卡在管道中。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種彎曲管道行走機器人，包括驅(qū)動車廂、從動車廂；所述驅(qū)動車廂與從動車廂通過萬向節(jié)連接；

所述驅(qū)動車廂包括主動輪、機身調(diào)整機構(gòu)；驅(qū)動車廂外沿管道圓周方向環(huán)繞設(shè)有多個減震機構(gòu)；所述減震機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸安裝有主動輪；輪轂電機驅(qū)動所述主動輪轉(zhuǎn)動；所述機身調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動減震機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，并驅(qū)控所述主動輪轉(zhuǎn)向；

所述機身調(diào)整機構(gòu)包括主動錐齒輪、從動錐齒輪；電機驅(qū)動所述主動錐齒輪轉(zhuǎn)動；所述主動錐齒輪與多個從動錐齒輪嚙合；各所述從動錐齒輪設(shè)置于的相應(yīng)的轉(zhuǎn)動軸一端，各所述主動輪設(shè)置于相應(yīng)的轉(zhuǎn)動軸另一端。

優(yōu)選的，所述減震機構(gòu)包括安裝體、轉(zhuǎn)動軸、安裝架；所述轉(zhuǎn)動軸包括連接部、沿軸向滑動的伸縮部；所述連接部轉(zhuǎn)動連接于所述安裝體上；所述安裝體固定設(shè)置于所述驅(qū)動車廂或從動車廂上；所述伸縮部設(shè)置于所述連接部的軸向孔內(nèi)；所述連接部的軸向孔內(nèi)設(shè)有向外擠壓滑動軸的彈簧；所述伸縮部設(shè)有用于安裝主動輪或從動輪的安裝架。

優(yōu)選的，所述連接部的軸向孔為橢圓形孔或多邊形孔。

優(yōu)選的，所述連接部一端通過第一端蓋固定于安裝體內(nèi)；所述第一端蓋通過螺釘連接于安裝體上，所述連接部另一端設(shè)有限制伸縮部的第二端蓋；所述第二端蓋通過螺釘連接于所述連接部上。

優(yōu)選的，所述電機通過電機支架安裝于驅(qū)動車廂內(nèi)；所述主動錐齒輪設(shè)置于傳動軸上；所述傳動軸通過軸承座安裝于驅(qū)動車廂內(nèi)；所述電機上設(shè)有第一齒輪；所述傳動軸上設(shè)有第二齒輪；所述第一齒輪與第二齒輪嚙合。

優(yōu)選的，所述電機與所述傳動軸并列設(shè)置。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動車廂與多個從動車廂依次連接；所述從動車廂之間通過萬向節(jié)連接。

優(yōu)選的，所述從動車廂沿管道圓周方向環(huán)繞設(shè)有多個減震機構(gòu)；所述減震機構(gòu)的轉(zhuǎn)動軸安裝有從動輪。

優(yōu)選的，所述從動車廂環(huán)繞設(shè)有兩圈從動輪；所述從動輪為橡膠輪。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動車廂、從動車廂上設(shè)有攝像頭、位置傳感器、照明燈。

優(yōu)選的，安裝架通過螺栓與伸縮部固定連接，且通過工業(yè)膠緊固。