CN100441467C - 尺蠖式爬行机器人装置 - Google Patents

尺蠖式爬行机器人装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100441467C
CN100441467C CNB2006100545653A CN200610054565A CN100441467C CN 100441467 C CN100441467 C CN 100441467C CN B2006100545653 A CNB2006100545653 A CN B2006100545653A CN 200610054565 A CN200610054565 A CN 200610054565A CN 100441467 C CN100441467 C CN 100441467C
Authority
CN
China
Prior art keywords
gripping mechanism
inchworm type
pair
locking device
robot device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006100545653A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1948076A (zh
Inventor
梁德沛
陈小安
宋岩
合烨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CNB2006100545653A priority Critical patent/CN100441467C/zh
Publication of CN1948076A publication Critical patent/CN1948076A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100441467C publication Critical patent/CN100441467C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种尺蠖式爬行机器人装置，由前卡紧装置、后卡紧装置、伸缩腰、安全锁紧装置等部分组成。利用交替工作的前后卡紧装置与能伸长和缩短的伸缩腰与配合，作尺蠖式前进。安全锁紧装置置于前后卡紧装置之间，在机器人失控时，起保护作用。卡紧装置由电机驱动，产生较大锁紧力，在空间任意方位均能有效工作。该机器人主要用于管内作业，作为管内运输或者检测的载体，更可广泛应用于爬行工业机器人领域。

Description

尺蠖式爬行机器人装置
技术领域：
本发明主要应用于管内作业，目的在于提供一种可作为管内运载的工具使用，携带各种附件进行管内运输或管内检测等，亦能广泛应用于各工业领域的爬行机器人装置。
背景技术；
管道移动机器人是爬行机器人的重点研究领域之一。随着我国经济的发展，在石油、化工、能源、冶金、国防以及航空航天等行业中管道在大量的使用，对管内作业要求日渐提高。近年来，管内移动机器人发展迅速，如《管内行走机器人》(专利号：CN95100242.2，1996.01.17，李元宗.史贵柱.郑利红等)提到的左右两个结构完全相同的行走单元，每个单元均有三只可径向伸缩的脚和三条可在轴向截面内左右摆动的腿，左右单元的脚交替踩住和离开管壁，靠腿的摆动使机器人向左或向右移动，左右两单元之间由万向联轴节相联。但结构复杂，制造工艺要求较高。《一种蠕动管内行走机构》(专利号：CN93224363.0，1994.8.17，于殿勇.孙序梁)所述的机构有一斜坡钢体，在其上面有压缩弹簧和钢柱，钢柱在外罩槽内自由滑动，机构就是靠钢柱与斜面及管壁圆的相互作用实现超越行走的，克服了轮式、履带式机构牵引力与附着力的矛盾，可以提高机构的牵引力。机器人头部和尾部都采用单方向超越行走机构，只可以单方向行走，行走的适应性受到限制。
发明内容：
本发明针对上述问题，提出了一种尺蠖式爬行机器人装置，来实现在一个管道状的通道内做无限长的直线运动，特别是该装置的移动功能不受管道空间位置影响。
为了实现发明目的，本发明涉及的尺蠖式爬行工业机器人装置的技术方案是：主要由置于前后端的两段主体(即卡紧装置)，连接前后端的伸缩腰，位移检测系统及安装在后端的安全锁紧装置等部分组成，其特征是利用交替工作的两段主体与能伸长和缩短的伸缩腰配合，作尺蠖式前进，它可在圆形管道或其他规则断面的管道中作为检测、传送的载体，运行距离不受限制，管道轴线可处在空间任意方位，均能有效的工作。
本发明可用于操作平台处于空间的任意方位，相较于其它传送装置，更便于在南北极区域使用。但此时有安全问题，为保证在卡紧装置失控时，机器人突然下落，造成事故，本发明增设了无源自动安全锁紧装置。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：可实现在规则形状任意长的管道内运输重物，或其它任意方向传送重物；与同功能的其它机构，能获得更大的锁紧力，从而可传送较重的物体；采用多个卡爪时，有自动均化各爪紧力的作用；当管道线上设有闸门等障碍时，只要通口足够大，亦能顺利的通过；配合适当的检测系统，可将重物送到指定的位置或对管壁进行检测；具有机械自锁功能，即使在断电的情况下，也能长时间保持其现有位置；设置的无源自动锁紧安全装置可确保处于垂直方向工作时不因失控而发生事故；结构简单紧凑，操作方便，还可以根据使用要求，作各种变形设计，具有较高的技术经济效果。
附图说明：
图1为尺蠖式爬行工业机器入装置结构图
图2为尺蠖式传送原理图
图3为卡紧装置方案之一图
图4为卡紧装置方案之二图
图5为卡紧装置方案之三图
图6为安全锁紧装置原理图
在图1，图2，图3，图4，图5及图6中零件顺序编号：
上列图中1-附件，2-竖直圆形管道，3-卡紧装置基体，4-卡爪，5-平面螺旋盘，6-小齿轮，7-直线轴承，8-步进电机，9-双螺母，10-滚动丝杆，11-数字式位移传感器，12-步进电机，13-力传感器(装在卡爪内)，14-管道支承，15-复位弹簧，16-定位爪，17-惯性球，18-圆弧凸轮，19-端盖，20-附件(物体或检测装置)，21-卡紧装置1，22-安全锁紧装置，23-伸缩腰，24-卡紧装置2，25-圆弧凸轮，26-液性介质，27-柱塞，28-驱动螺杆，29-支承小轴，30-定位环，31-安全装置基体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明所涉及的尺蠖式爬行工业机器人装置具体方案进一步说明：该装置由两端主体和连接两端主体的可伸缩的腰组成，在两段主体中有卡紧装置。采用尺蠖式爬行工作原理：工作原理如附图2所示。卡紧装置(21)锁紧，卡紧装置(24)放松，腰部伸长，将卡紧装置(24)由位置1推到位置2，然后锁紧卡紧装置(24)，放松卡紧装置(21)，腰部缩短，同时拖动卡紧装置(21)及附件从位置3到位置4，重复上述过程。则机器人拖动附件不断的作尺蠖式前进，直到由传感器控制的要求位置为止。卡紧装置(24)起运输作用，卡紧装置(21)是在附件前进一步后起锁紧作用，以便改变卡紧装置(24)的位置，实现下一步运动。卡紧装置的锁紧力由力传感器控制，可根据负荷大小调整。
1.卡紧装置。卡紧装置有机械式和液压式两种。机械式卡紧装置采用平面螺旋副，驱动在圆周上均布的三个卡爪压向管壁，达到锁紧的目的。平面螺旋盘的回转，靠机电-齿轮副或电机-凸轮副驱动。如附图3，附图4所示。液压式卡紧装置采用液性介质弹性卡紧原理。可在管壁的一个环形带上获得较大且均布作用的锁紧力，如附图5所示。平面螺旋副有很大的力放大比(数十倍)，可获得数百公斤的锁紧力，从而可提升较重的物体，水平传送时能拖动的负荷更大。
2.伸缩腰。采用滚珠丝杠副，螺母和丝杠分别与前后两个卡紧装置相连，同一电机驱动。两者交替前进，则可使用尺蠖式前进。仅需一短丝杠，就能获得无限长的位移。
3.安全锁紧装置：为在任何情况下可靠的实现安全保障，此装置必须是无源的和自动的。我们提出了如附图6所示的安全装置。其工作原理是：当诊断设备发生下落时，惯性球停滞不动，相对于支点作顺时针摆动，拔出锥形定位指，环形楔块(即偏心圆弧凸轮)，在偏心质量的重力作用下，作逆时针旋转，楔入安全装置与管壁之间，同时在管壁与楔块表面间的摩擦力作用下，越楔越紧，达到迅速锁紧。如要恢复正常工作状态，只需令卡紧装置略为上升，则可在摩擦力作用下，退出楔块，并在重力和复位弹簧作用下，使安全装置回复初始状态。
本发明采用平面螺旋副，且有优良的机械自锁功能。液压夹紧亦有自锁功能，在断电时也不会自动下落。这是另一道安全措施。

Claims (3)

1.一种尺蠖式爬行机器人装置，主要由前卡紧装置、后卡紧装置、伸缩腰、安全锁紧装置组成，其特征是伸缩腰与前后卡紧装置相连接，利用交替工作的前后卡紧装置与能伸长和缩短的伸缩腰配合，作尺蠖式前进，安全锁紧装置置于前后卡紧装置之间，前后卡紧装置分别由电机驱动产生较大的锁紧力，使其在空间任意方位均能有效工作，前后卡紧装置使用平面螺旋副，平面螺旋副的回转由齿轮副或凸轮机构驱动，伸缩腰采用滚动丝杆副，由电机(12)驱动的丝杆(10)与螺母(9)交替配合，实现伸缩；安全锁紧装置为无源，包括保持平衡的惯性球(17)、实现定位的定位爪(16)和定位环(30)、偏心楔紧的圆弧凸轮(18)和复位弹簧(15)，当尺蠖式爬行机器人装置发生下落时，惯性球(17)停滞不动，相对于支点作顺时针摆动，拔出定位爪，偏心楔紧的圆弧凸轮(18)在偏心质量的重力作用下，作逆时针旋转，楔入安全锁紧装置与管壁之间，同时在管壁与圆弧凸轮(18)表面间的摩擦力作用下，越楔越紧，达到迅速锁紧，如要恢复正常工作状态，只需令卡紧装置略为上升，则可在摩擦力作用下，退出圆弧凸轮(18)，并在重力和复位弹簧(15)的作用下，使安全锁紧装置回复初始状态。
2.根据权利要求1所述的尺蠖式爬行机器人装置，其特征是平面螺旋副的回转采用电机经偏心圆弧凸轮驱动。
3.根据权利要求1所述的尺蠖式爬行机器人装置，其特征是前后卡紧装置的锁紧方式采用电机经柱塞驱动液性介质，使卡紧装置的基体外圆四周的薄壁发生弹性变形来实现。
CNB2006100545653A 2006-11-03 2006-11-03 尺蠖式爬行机器人装置 Expired - Fee Related CN100441467C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100545653A CN100441467C (zh) 2006-11-03 2006-11-03 尺蠖式爬行机器人装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100545653A CN100441467C (zh) 2006-11-03 2006-11-03 尺蠖式爬行机器人装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1948076A CN1948076A (zh) 2007-04-18
CN100441467C true CN100441467C (zh) 2008-12-10

Family

ID=38017726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100545653A Expired - Fee Related CN100441467C (zh) 2006-11-03 2006-11-03 尺蠖式爬行机器人装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100441467C (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102967503A (zh) * 2012-11-09 2013-03-13 济南时代试金试验机有限公司 卧式拉压试验机横梁夹紧移动装置及方法
CN104627266B (zh) * 2015-03-06 2016-11-16 中国科学院合肥物质科学研究院 运行在核聚变舱中的多段蠕动式蛇形机器人的控制方法
CN104690734B (zh) * 2015-03-06 2016-03-30 中国科学院合肥物质科学研究院 运行在核聚变舱中的仿蠕虫机器人行走机构及控制方法
CN105598959B (zh) * 2016-02-19 2019-01-11 上海交通大学 基于电活性聚合物的仿生变形环节机器人
CN107539386B (zh) * 2016-06-23 2019-08-20 中国人民解放军军械工程学院 一种基于复合凸轮的扁平蠕动爬行系统
CN107380290B (zh) * 2017-07-28 2019-08-02 江苏大学 一种电磁驱动的软体爬行机器人
CN110123645B (zh) * 2019-05-20 2021-12-07 青岛市妇女儿童医院（青岛市妇幼保健院、青岛市残疾儿童医疗康复中心、青岛市新生儿疾病筛查中心） 一种内置辅助导引器的胃管
CN114987640B (zh) * 2022-06-14 2023-04-07 常州大学 一种用于光伏板组清洗机器人的气动爬行驱动机构

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0338439A (ja) * 1989-07-04 1991-02-19 Osaka Gas Co Ltd 自走式昇降装置
JPH05294234A (ja) * 1991-09-27 1993-11-09 Osaka Gas Co Ltd 走行装置
JPH068819A (ja) * 1992-06-26 1994-01-18 Fujikura Ltd 管路内走行装置
CN1114926A (zh) * 1995-01-19 1996-01-17 太原工业大学 管内行走机器人
JPH08324422A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Fujikura Ltd 管路内自動走行装置
CN2376363Y (zh) * 1999-06-11 2000-05-03 上海交通大学 并联偏动式形状记忆合金蠕动机构
CN1349870A (zh) * 1996-10-08 2002-05-22 精工电子有限公司 传动装置及其驱动方法,以及使用传动装置的小型机床
CN2525338Y (zh) * 2000-12-28 2002-12-11 上海大学 电磁力驱动式细小管内移动器
CN1586942A (zh) * 2004-07-09 2005-03-02 北京工业大学 单电机单驱动直进轮式小型管道机器人移动机构
CN2719507Y (zh) * 2004-04-07 2005-08-24 陈炯 管内机器人
CN1680078A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 陈炯 管内机器人

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0338439A (ja) * 1989-07-04 1991-02-19 Osaka Gas Co Ltd 自走式昇降装置
JPH05294234A (ja) * 1991-09-27 1993-11-09 Osaka Gas Co Ltd 走行装置
JPH068819A (ja) * 1992-06-26 1994-01-18 Fujikura Ltd 管路内走行装置
CN1114926A (zh) * 1995-01-19 1996-01-17 太原工业大学 管内行走机器人
JPH08324422A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Fujikura Ltd 管路内自動走行装置
CN1349870A (zh) * 1996-10-08 2002-05-22 精工电子有限公司 传动装置及其驱动方法,以及使用传动装置的小型机床
CN2376363Y (zh) * 1999-06-11 2000-05-03 上海交通大学 并联偏动式形状记忆合金蠕动机构
CN2525338Y (zh) * 2000-12-28 2002-12-11 上海大学 电磁力驱动式细小管内移动器
CN2719507Y (zh) * 2004-04-07 2005-08-24 陈炯 管内机器人
CN1680078A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 陈炯 管内机器人
CN1586942A (zh) * 2004-07-09 2005-03-02 北京工业大学 单电机单驱动直进轮式小型管道机器人移动机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN1948076A (zh) 2007-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100441467C (zh) 尺蠖式爬行机器人装置
CN110486570B (zh) 一种仿生管道爬行机器人
CN201707606U (zh) 用于无人搬运车上的万向与定向轮自动切换装置
CN105135151A (zh) 一种具有主动适应和自适应功能的履带式管道机器人
CN109808651B (zh) 一种基于光机电的生产装置
CN104802875A (zh) 一种六足仿生爬行机器人
CN106379433A (zh) 一种基于偏心非圆齿轮驱动的单腿跳跃机构
CN206857693U (zh) 挡料翻转一体机构
CN201074812Y (zh) 带走偏自保护推料小车
CN208486630U (zh) 载车板移动系统和车辆搬运系统
CN101628486B (zh) 移动工作台的驱动装置
CN102085887A (zh) 一种对八足步行汽车改进的方法
CN203381702U (zh) 单腿跳跃机器人
CN102050411A (zh) 一种用于航空遥感器的地面升降机
CN205977179U (zh) 井场自动注药机
CN105474520A (zh) 用于由在路上移动的车辆产生电力的设备
CN200988718Y (zh) 一种双导轨垂直提升上料机
CN103696598A (zh) 立体停车场的提升装置
CN111395200B (zh) 一种利用齿轮传动的桥梁顶推组件
CN210531472U (zh) 制动力增强装置
CN213922832U (zh) 一种轨道转换动作装置
CN210893915U (zh) 一种用于装载机驱动桥的检测装置
CN201496201U (zh) 行走液压马达减速机总成
CN106194116A (zh) 井场自动注药装置
CN203211417U (zh) 仿生六轮腿全驱动行走机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081210

Termination date: 20101103