CN101722508B - 一种可在垂直管道内行走的机器人 - Google Patents

Abstract

一种可在垂直管道内行走的机器人。包括机体，四个行走履带足，连接机体和行走履带足的连接机构，电路，所述的电路含有控制电路；其特征在于，包括支撑履带足、能调节支撑履带足高低的高度调节机构、检测支撑履带足压力大小的压力检测部件；支撑履带足、高度调节机构、机体和行走履带足，四者从高到低依序设置；支撑履带足和高度调节机构连接，高度调节机构和机体连接，机体和行走履带足通过连接机构连接；压力检测部件设置在支撑履带足上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构或设置在行走履带足上；压力检测部件的接线端通过电线与控制电路相连接。本发明机器人的有益效果是；可以在垂直管道内行走。

Description

一种可在垂直管道内行走的机器人

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，特别是涉及一种可在垂直管道内行走的机器人。

背景技术

在中国国家知识产权局公布的专利文件中，有下列五个涉及机器人行走技术领域的专利文件：1.《自主变位四履带足机器人行走机构》(申请号99116942.5)；2.《高度可调的自主变位履带式管道机器人的行走机构》(申请号200310108577.6)；3.《自主变位四履带足管内机器人行走机构》(申请号03129154.6)；4.《一种关节履带式行走机构》(申请号200710047651.6)；5.《一种机械行走机构》(申请号200710047652.0)。

在上述公开的专利文件中，作为现有技术的自主变位四履带足管道机器人，其行走机构包括机体、四条完全相同摆腿、四个完全相同履带足。在四条摆腿中，每一条摆腿的上端与机体固定连接、下端各与一个履带足连接。

现有技术的机器人，其优点是越障能力强，适用于变截面形状的水平管道，可进行水平管道内的清扫、冲洗、刷漆之类作业。缺点是只能进行水平管道内作业，不能够进入垂直管道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术机器人不能够进入垂直管道的问题，提供一种可以在垂直管道内上下行走的新型机器人。

本发明提出了以下技术方案。

1.一种可在垂直管道内行走的机器人，包括机体，四个行走履带足，连接机体和行走履带足的连接机构，电路，所述的电路含有控制电路；包括，支撑履带足，能调节支撑履带足高低的高度调节机构，检测支撑履带足压力大小的压力检测部件；

支撑履带足、高度调节机构、机体和行走履带足，四者从高到低依序设置；支撑履带足和高度调节机构连接，高度调节机构和机体连接，机体和行走履带足通过连接机构连接；

压力检测部件设置在支撑履带足上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足上；压力检测部件的接线端通过电线与控制电路相连接；

所述的高度调节机构包括，调节电机，丝杆，前滑动支座，后滑动支座，前调节臂，后调节臂，左轨道圆棒，右轨道圆棒，以及一对啮合的主动齿轮和被动齿轮；所述的丝杆设置为四个形状结构，依序为圆柱体、正向旋转外螺纹、反向旋转外螺纹、圆柱体；

所述的前、后滑动支座，它们的形状结构是：每一滑动支座，其中间设置螺母体或开设螺孔，其两侧设置直线轴承；所述螺母体或螺孔的内螺纹与丝杆上的外螺纹、二者螺纹配合，所述直线轴承的内径尺寸与轨道圆棒的外径尺寸滑动配合；

所述的调节电机与机体固定联接，调节电机的输出轴与主动齿轮固定联接；主动齿轮和被动齿轮啮合连接，被动齿轮和丝杆固定联接；丝杆两端的圆柱体部位与机体转动连接，丝杆上正向旋转的外螺纹部位旋转穿过前滑动支座上的螺母体或螺孔、并与之旋转滑动连接；丝杆上反向旋转的外螺纹部位旋转穿过后滑动支座上的螺母体或螺孔、并与之旋转滑动连接；前滑动支座和前调节臂的下端转动连接，后滑动支座和后调节臂的下端转动连接；左、右轨道圆棒分别穿过前、后滑动支座两侧的直线轴承并与之滑动连接；左、右轨道圆棒的两端与机体固定联接；

所述的支撑履带足，其既与前调节臂转动连接、又与后调节臂转动连接；

所述的调节电机，其接线端通过电线与电路相连接。

2.所述的前调节臂和后调节臂，为相同形状结构的调节臂；所述的相同形状结构的调节臂，其每一个调节臂包括：设有圆孔的圆孔零件，圆筒体，压缩弹簧，十字部件，设置圆孔的限位零件，支撑零部件；

所述的圆筒体中，从左至右同轴开设三个不同孔径的小圆孔、中圆孔和大圆孔，且相邻的圆孔相通；

所述的十字部件，其从左到右同轴设置为长形圆柱体、扁形圆柱体、右部圆柱体；在三个圆柱体，居于中间的扁形圆柱体的直径最大；

圆孔零件位于圆筒体的左方、且二者固定联接；十字部件的长形圆柱体，其身体穿过压缩弹簧、其左端位于圆筒体的小圆孔内、且二者滑动连接；压缩弹簧，其位于圆筒体的中圆孔内、其左侧与中圆孔底部的环形台阶抵连接，其右侧与十字部件上的扁形圆柱体抵连接；扁形圆柱体位于圆筒体的大圆孔内、且二者滑动连接；限位零件设置在圆筒体的右端口部位、且二者固定连接；十字部件上的右部圆柱体从限位零件的圆孔中穿过；

所述的限位零件是钢丝挡圈或者是设有中心圆孔的圆块；所述的中心圆孔，其内径与所述右部圆柱体的外径，二者尺寸滑动配合；

前调节臂的右部圆柱体和后调节臂的右部圆柱体，该二者通过支撑零部件与支撑履带足连接。

3.所述的支撑零部件包括一根转动辊和两个开口框形部件；

每一开口框形部件，包括一根竖条和两根横条；所述的竖条，其中部与调节臂中十字部件上的右部圆柱体固定联接；所述的两根横条，其左端分别与竖条的上端、下端固定联接，其右端分别与转动辊的上端、下端连接，转动辊与支撑履带足转动连接。

4.所述的连接机构，包括一对完全相同且啮合的第一角度齿轮和第二角度齿轮，一对摆腿轴，四条摆腿，四个摆腿关节，一套摆腿角度调节锁定机构；

一对摆腿轴按纵向对称的方式设置在机体的下部，且每一摆腿轴的两端都与机体转动连接；每个角度齿轮单独与一个摆腿轴同轴固定联接；第一角度齿轮和第二角度齿轮啮合连接；

每一摆腿，其上端与摆腿轴固定联接，其下端通过摆腿关节与一个行走履带足固定联接；所述的摆腿关节设置锁紧螺栓；

所述的摆腿角度调节锁定机构，其一端与第一角度齿轮连接、其另一端与第二角度齿轮连接。

5.所述的摆腿角度调节锁定机构，包括第一锁紧杆，开设腰形槽孔的第二锁紧杆，锁紧螺钉，蝶形螺母；所述的锁紧螺钉和蝶形螺母，二者螺纹配合；

第一角度齿轮，在其偏心位置与第一锁紧杆的左端转动连接；第二角度齿轮，在其偏心位置与第二锁紧杆的右端转动连接；

锁紧螺钉从内往外穿过第一锁紧杆的右端和第二锁紧杆的槽孔、并在外侧与蝶形螺母固定螺纹联接。

6.所述的四个行走履带足和所述的支撑履带足，在该五个履带足中，它们共同具有如下的形状结构，

每一个履带足包括：足支架，微电机，一对啮合的主动伞齿轮和被动伞齿轮，轴承，伞齿轮轴，第一圆柱齿轮，第二圆柱齿轮，第三圆柱齿轮，齿轮转动轴，主动轴，主动带轮，从动带轮，从动轴，张紧块，收紧螺钉，履带，用于对外连接的转动轴；

微电机与足支架固定联接，微电机的输出轴既与主动伞齿轮固定联接、又通过轴承与足支架转动连接；被动伞齿轮既与主动伞齿轮啮合连接、又与伞齿轮轴固定联接；伞齿轮轴的两端与足支架转动连接；第一圆柱齿轮与伞齿轮轴固定联接；第二圆柱齿轮既与第一圆柱齿轮啮合连接、又与足支架通过齿轮转动轴转动连接；第三圆柱齿轮既与第二圆柱齿轮啮合连接、又与主动轴固定联接；主动轴的两端与足支架转动连接；

主动带轮与主动轴固定联接；从动带轮与从动轴连接；从动轴与张紧块转动连接；张紧块和足支架通过收紧螺钉固定连接；履带包裹在主动带轮和从动带轮的外表面；

转动轴与足支架转动连接；转动轴的端部从足支架上伸出；

所述的微电机，其接线端通过电线与电路相连接。

7.所述的机器人包括高度调节机构，该机构包括前调节臂和后调节臂，每一个调节臂包括支撑零部件；所述的支撑零部件包括两个开口框形部件；

所述的支撑履带足的足支架，具有左侧壁和右侧壁；在其一个侧壁上设有大圆孔、在其另一个侧壁上设有小圆孔；

所述的支撑履带足的转动轴，位于大小圆孔内、并且两端分别从小圆孔和大圆孔处向外伸出；转动轴伸出的两端与所述的两个开口框形部件转动连接；所述的转动轴取代转动辊；

所述的支撑履带足上设置压力检测部件；所述的压力检测部件为管形压力传感器，其设置在足支架的大圆孔处；进一步讲，管形压力传感器，其设置在转动轴和足支架之间，其内径与转动轴的外径尺寸配合，其外径与足支架上的大圆孔内径尺寸配合；

所述的管形压力传感器，其接线端通过电线与电路相连。

8.所述的压力检测部件，是以下二者中的任意一者，

a.一体化的压力传感器；所述的一体化是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路设置在一个安装体中，压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接，所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；一体化压力传感器的接线端与控制电路通过电线相连接；

b.分体式的压力传感器；所述的分体式的压力传感器是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路分开设置；所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接；压力传感器的电路与控制电路通过线路连接、或者压力传感器的电路设置在控制电路内；压力传感器的检测探头设置在支撑履带足上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足上。

本发明的有益效果是：发明的机器人既可在水平管道内行走、又可依靠支撑履带足在垂直管道内上下行走，从而解决了现有技术机器人无法在垂直管道中行走的重大技术问题。此外，本发明的优点还有：a.可以手动调节两侧摆腿夹角，使机器人适应矩形或圆形截面的管道；b.本发明的支撑履带足，其高低尺寸可调，从而使机器人可以进入不同口径的垂直管道。c.在水平管道和垂直管道连通变换的弧形弯道处、在大、小口径管道相交的突变台阶处，本发明利用履带足具有的自主变位功能，可实现机器人的自主过渡行走。

附图说明

图1是实施例一中发明机器人的立体示意图之一；

图2是实施例一中发明机器人的立体示意图之二；

图3是实施例一中发明机器人的主视示意图；

图4是图3的俯视示意图；

图5是图3的左视示意图；

图6是实施例一中的滑动支座主视示意图；

图7是图6的左视示意图；

图8是实施例一中圆孔零件和圆筒体的示意图；

图9是实施例一中十字部件的示意图；

图10是实施例一中调节臂、竖条和横条的结构示意图；

图11是实施例一中履带足的立体示意图之一；

图12是实施例一中履带足的立体示意图之二；

图13是实施例二中支撑履带足的立体示意图；

图14是实施例二中压力传感器安装结构示意图；

图15是实施例三中的示意图；

图16是实施例四中的示意图；

图17至图20是实施例五中的示意图之一至示意图之四；

图21至图26是实施例六中的示意图之一至示意图之六。

图中标号说明：

1.机体；2.行走履带足；2-1.行走履带足；2-2.行走履带足；2-3.行走履带足；3.支撑履带足；5.调节电机；6.主动齿轮；7.被动齿轮；8.丝杆；9.前滑动支座；10.后滑动支座；11.前调节臂；12.后调节臂；13.左轨道圆棒；14.右轨道圆棒；15.螺母体；16.直线轴承；16-1.直线轴承；17.圆孔零件18.圆筒体；18-1.小圆孔；18-2.中圆孔；18-3.大圆孔；19.压缩弹簧；20.十字部件；20-1.长形圆柱体；20-2.扁形圆柱体；20-3.右部圆柱体；21.限位零件；23.竖条；24.横条；24-1.横条；25.第一角度齿轮；26.第二角度齿轮；27.摆腿轴；27-1.摆腿轴；28.摆腿；28-1.摆腿；28-2.摆腿；28-3.摆腿；29.摆腿关节；29-1.摆腿关节；29-2.摆腿关节；29-3.摆腿关节；30.第一锁紧杆；31.第二锁紧杆；33.蝶形螺母；34.足支架；35.微电机；36主动伞齿轮；37.被动伞齿轮；39.伞齿轮轴；40.第一圆柱齿轮；41.第二圆柱齿轮；42.第三圆柱齿轮；43.齿轮转动轴；44.主动轴；45.主动带轮；50.履带；51.转动轴；52.管形压力传感器；53.内侧卡簧；54.间隔片；55.外侧卡簧；56.管壁；57.传感器检测探头。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

下面，先对本发明的机器人作总体的说明、介绍和解释。

本发明的一种可在垂直管道内行走的机器人，包括：包括机体1，四个行走履带足2，连接机体1和行走履带足2的连接机构，电路，所述的电路含有控制电路；与众不同的是，还包括，支撑履带足3，能调节支撑履带足3高低的高度调节机构，检测支撑履带足3压力大小的压力检测部件。

支撑履带足3、高度调节机构、机体1和行走履带足2，四者从高到低依序设置；支撑履带足3和高度调节机构连接，高度调节机构和机体1连接，机体1和行走履带足2通过连接机构连接。

压力检测部件设置在支撑履带足3上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足2上；压力检测部件的接线端通过电线与控制电路相连接。

现有技术中的机器人有四个行走履带足2，可以在水平管道内行走，在坡度不大的管道内也可勉强行走；如果管道坡度很大，则无法行走、因为它会摔下来；如果是垂直管道，则现有技术的机器人是根本无法攀爬的。

本发明的机器人在垂直管道内行走时，除了使用四个行走履带足2外，还使用了支撑履带足3。

在垂直管道内，支撑履带足3对管壁56施加压力，即一个支撑履带足3和四个行走履带足2，该五个履带足和管壁56之间产生的摩擦力，可以确保机器人不会掉下来；同时，因四个行走履带足2和一个支撑履带足3都装有履带行走机构，所以本发明的机器人还可以在垂直管道内行走。

支撑履带足3向管壁56施加的压力，其大小应控制在一个合适的范围之内。压力太小，造成摩擦力不足，机器人可能就要摔下来；压力太大，造成摩擦力太大，不仅造成能量的浪费，而且使机器人难以动弹；退一步说，即使可以动弹、也将导致机器人的零部件磨损加快。

本发明中的高度调节机构，在电路的指挥下，它不仅可以抬起支撑履带足3向管壁56施加压力，而且可以对压力的大小进行调节和控制。调节和控制压力的大小，需要使用压力检测部件，压力检测部件如果检测到了压力的大小，也就间接地检测到了摩擦力的大小。

压力检测部件可以设置在支撑履带足3上，也可以或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足2上。

压力检测部件的接线端通过电线与控制电路相连接。这样，电路通过电线向压力检测部件输送电能；压力检测部件通过电线向电路实时输送检测到的压力信号。

为了实现压力检测的目的，压力检测部件不仅存在设置的处所多样化，而且还存在种类、结构、形式的多样化，比如，压力检测部件以直接的形式测量压力的大小，还可以用间接的方法测量压力的大小，下面分别予以简单的介绍。

1.以直接形式测量压力大小的压力检测部件----压力传感器，是一种非常成熟的产品，市场上有很多型号、规格的现成压力传感器产品供选购。

压力传感器通常有以下两种。

第一种是采用一体化形式的压力传感器。即从厂家买来的产品是一个小盒子或安装体等，其内部已安装了检测压力大小的探测头和压力传感器自我配套的检测电路，使用前只要把该小盒子等安装到压力传递的路径中即可。比如：有三根连接的大、中、小棒，压力按大、中、小棒的顺序进行传递，如果需要检测中棒所受到的压力，可以有多种安装方法，比如以下的a、b、c三种方法：a.将大棒与小盒子的一端连接、小盒子的另一端再与中棒连接；b.也可以将小棒与小盒子的一端连接、小盒子的另一端再与中棒连接；c.甚至还可以将中棒设计为两段，再按以下顺序连接：大棒、中棒的一段、小盒子的一侧、小盒子的另一侧、中棒的另一段、小棒，连接后再进行测量。

第二种是采用分体化形式的压力传感器，即从厂家买来的产品是由电线连接的两个部分，其一是压力传感器自我配套的检测电路，其二是检测压力大小的探测部件；该探测部件为应变片，如电阻应变片、电容应变片、电感应变片、半导体应变片等。我们建议选用电阻应变片的压力传感器。在安装时，使用厂家配套提供的粘和剂，将电阻应变片紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。压力传感器中自我配套的检测电路，对电阻应变片的信号进行放大、整形等处理，并送往机器人的电路作后续处理。

2.以间接形式测量压力大小的压力检测部件，通过其他物理量的变化，可以计算或推知压力的大小。

比如，在本发明专利的进一步技术方案中，使用了前、后调节臂11、12，调节臂中使用了压缩弹簧19，当支撑履带足3受力后，压缩弹簧19的长度就可以发生变化，压力越大、压缩弹簧19就被压缩得越短，因此，可以通过对压缩弹簧19长度的变化检测，得知支撑履带足3的受力大小。

进一步计算说明。比如，压缩弹簧19在松弛状态为10厘米，正常的被压缩量为4厘米，如果被压缩量为3厘米以下的，可以认定为压力不足，如果被压缩量为5厘米以上的，可以认定为压力太大。压力不足或压力太大的，都可以通过高度调节机构进行调整。

还有，压缩弹簧的两端是分别与两个零部件相顶形成抵连接状态的，当支撑履带足3受到的压力越大、该两个零部件就越靠拢，所以可以通过使用一个位置检测传感器，检测该两个零部件的靠拢程度，从而得知或计算出支撑履带足3受到的压力大小。

根据以上提示，可以知道，以间接形式测量压力大小的压力检测部件还有很多，通过对其他物理量变化的测量，最后可以得知或计算出压力的大小。

本发明机器人中的电路，在所述的电路中含有控制电路。在实施、制造本发明的机器人时，电路中应当使用智能部件；所谓的“智能部件”是指含有CPU处理器的部件、机构或装置。也就是讲，电路中应当使用单片机或者使用可编程序控制器或者使用计算机，等等。建议使用计算机，这样可以对设计、调试和变更带来很大的方便；可以通过软件程序对机器人进行控制。

上面，对本发明的机器人作了总体的说明、介绍和解释。下面，再对本发明机器人进一步的技术方案作说明、介绍和解释。

1.进一步的技术方案。

所述的高度调节机构包括，调节电机5，一对啮合的主动齿轮6和被动齿轮7，丝杆8，前滑动支座9，后滑动支座10，前调节臂11，后调节臂12，左轨道圆棒13，右轨道圆棒14。

所述的丝杆8设置为四个形状结构，依序为圆柱体、正向旋转外螺纹、反向旋转外螺纹、圆柱体。对于前面文字描述的丝杆8，可以使用车床和磨床在一根圆棒上加工出来。正向旋转外螺纹和反向旋转外螺纹，其方向是人为定义的，比如左旋为正向、则右旋就为反向；反过来，定义右旋为正向、则左旋就为反向。

所述的前、后滑动支座9、10，它们的形状结构是：每一滑动支座，其中间设置螺母体15或开设螺孔，其两侧设置直线轴承16；所述螺母体15或螺孔的内螺纹与丝杆8上的外螺纹、二者螺纹配合，所述直线轴承16的内径尺寸与轨道圆棒的外径尺寸滑动配合。

所述的调节电机5与机体1固定联接，调节电机5的输出轴与主动齿轮6固定联接；主动齿轮6和被动齿轮7啮合连接，被动齿轮7和丝杆8固定联接；丝杆8两端的圆柱体部位与机体1转动连接，丝杆8上正向旋转的外螺纹部位旋转穿过前滑动支座9上的螺母体15或螺孔，并且丝杆8与前滑动支座9旋转滑动连接；丝杆8上反向旋转的外螺纹部位旋转穿过后滑动支座10上的螺母体15或螺孔，并且丝杆8与后滑动支座10旋转滑动连接；前滑动支座9和前调节臂11的下端转动连接，后滑动支座10和后调节臂12的下端转动连接；左、右轨道圆棒13、14分别穿过前、后滑动支座9、10两侧的直线轴承16并与之滑动连接；左、右轨道圆棒13、14的两端与机体1固定联接。

所述的支撑履带足3，其既与前调节臂11转动连接、又与后调节臂12转动连接。

所述的调节电机5，其接线端通过电线与电路相连接。

2.进一步的技术方案。

所述的前调节臂11和后调节臂12，为相同形状结构的调节臂；所述的相同形状结构的调节臂，其每一个调节臂包括：设有圆孔的圆孔零件17，圆筒体18，压缩弹簧19，十字部件20，设置圆孔的限位零件21，支撑零部件。

所述的圆筒体18中，从左至右同轴开设三个不同孔径的小圆孔18-1、中圆孔18-2和大圆孔18-３，且相邻的圆孔相通。

所述的十字部件20，其从左到右同轴设置为长形圆柱体20-1、扁形圆柱体20-2、右部圆柱体20-3；在三个圆柱体，居于中间的扁形圆柱体20-2的直径最大。

圆孔零件17位于圆筒体18的左方、且二者固定联接；十字部件20的长形圆柱体20-1，其身体穿过压缩弹簧19、其左端位于圆筒体18的小圆孔18-1内、且二者滑动连接；压缩弹簧19，其位于圆筒体18的中圆孔18-2内、其左侧与中圆孔18-2底部的环形台阶抵连接，其右侧与十字部件20上的扁形圆柱体20-2抵连接；扁形圆柱体20-2位于圆筒体18的大圆孔18-3内、且二者滑动连接；限位零件21设置在圆筒体18的右端口部位、且二者固定连接；十字部件20上的右部圆柱体20-3从限位零件21的圆孔中穿过。

所述的限位零件21是钢丝挡圈或者是设有中心圆孔的圆块；所述的中心圆孔，其内径与所述右部圆柱体20-3的外径，二者尺寸滑动配合。

采用钢丝挡圈的好处是方案实现较方便，只要购买现成的钢丝挡圈就可以；采用有中心圆孔的圆块，其好处是十字部件20左右移动平稳、顺畅。也就是讲，对十字部件20而言，不仅其左端位于圆筒体18的小圆孔18-1内滑动、其扁形圆柱体20-2位于圆筒体18的大圆孔18-3内滑动，而且其右部圆柱体20-3也在圆块的中心圆孔内滑动。

中心圆孔的内径与右部圆柱体20-3的外径，二者尺寸滑动配合，是指二者的尺寸配合为很小间隙的配合。另外，为了取得较好的效果，设有中心圆孔的圆块应该设计、制造为有一定的厚度。

前调节臂11的右部圆柱体20-3和后调节臂12的右部圆柱体20-3，该二者通过支撑零部件与支撑履带足3连接。

3.进一步的技术方案。

所述的支撑零部件包括一根转动辊和两个开口框形部件。

每一开口框形部件，包括一根竖条23和两根横条24；所述的竖条23，其中部与调节臂中十字部件20上的右部圆柱体20-3固定联接；所述的两根横条24，其左端分别与竖条23的上端、下端固定联接，其右端分别与转动辊的上端、下端连接，转动辊与支撑履带足3转动连接。

4.进一步的技术方案。

所述的连接机构，包括一对完全相同且啮合的第一角度齿轮25和第二角度齿轮26，一对摆腿轴27，四条摆腿28，四个摆腿关节29，一套摆腿角度调节锁定机构。

一对摆腿轴27按纵向对称的方式设置在机体1的下部，且每一摆腿轴27的两端都与机体1转动连接；每个角度齿轮单独与一个摆腿轴27同轴固定联接；第一角度齿轮25和第二角度齿轮26啮合连接。

每一摆腿28，其上端与摆腿轴27固定联接，其下端通过摆腿关节29与一个行走履带足2固定联接；所述的摆腿关节29设置锁紧螺栓。

所述的摆腿角度调节锁定机构，其一端与第一角度齿轮25连接、其另一端与第二角度齿轮26连接。

5.进一步的技术方案。

所述的摆腿角度调节锁定机构，包括第一锁紧杆30，开设腰形槽孔的第二锁紧杆31，锁紧螺钉，蝶形螺母33；所述的锁紧螺钉和蝶形螺母33，二者螺纹配合；

第一角度齿轮25，在其偏心位置与第一锁紧杆30的左端转动连接；第二角度齿轮26，在其偏心位置与第二锁紧杆31的右端转动连接；

锁紧螺钉从内往外穿过第一锁紧杆30的右端和第二锁紧杆31的槽孔、并在外侧与蝶形螺母33固定螺纹联接。

6.进一步的技术方案。

所述的四个行走履带足2和所述的支撑履带足3，在该五个履带足中，它们共同具有如下的形状结构，

每一个履带足包括：足支架34，微电机35，一对啮合的主动伞齿轮36和被动伞齿轮37，轴承，伞齿轮轴39，第一圆柱齿轮40，第二圆柱齿轮41，第三圆柱齿轮42，齿轮转动轴43，主动轴44，主动带轮45，从动带轮，从动轴，张紧块，收紧螺钉，履带50，用于对外连接的转动轴51；

微电机35与足支架34固定联接，微电机35的输出轴既与主动伞齿轮36固定联接、又通过轴承与足支架34转动连接；被动伞齿轮37既与主动伞齿轮36啮合连接、又与伞齿轮轴39固定联接；伞齿轮轴39的两端与足支架34转动连接；第一圆柱齿轮40与伞齿轮轴39固定联接；第二圆柱齿轮41既与第一圆柱齿轮40啮合连接、又与足支架34通过齿轮转动轴43转动连接；第三圆柱齿轮42既与第二圆柱齿轮41啮合连接、又与主动轴44固定联接；主动轴44的两端与足支架34转动连接；

主动带轮45与主动轴44固定联接；从动带轮与从动轴连接；从动轴与张紧块转动连接；张紧块和足支架34通过收紧螺钉固定连接；履带50包裹在主动带轮45和从动带轮的外表面；

转动轴51与足支架34转动连接；转动轴51的端部从足支架34上伸出；

所述的微电机35，其接线端通过电线与电路相连接。

7.进一步的技术方案。

所述的支撑履带足3的足支架34，具有左侧壁和右侧壁；在其一个侧壁上设有大圆孔、在其另一个侧壁上设有小圆孔；

所述的支撑履带足3的转动轴51，位于大小圆孔内、并且两端分别从小圆孔和大圆孔处向外伸出；转动轴51伸出的两端与所述的两个开口框形部件转动连接；所述的转动轴51取代转动辊；

所述的支撑履带足3上设置压力检测部件；所述的压力检测部件为管形压力传感器52，其设置在足支架34的大圆孔处；进一步讲，管形压力传感器52，其设置在转动轴51和足支架34之间，其内径与转动轴51的外径尺寸配合，其外径与足支架34上的大圆孔内径尺寸配合；

所述的管形压力传感器52，其接线端通过电线与电路相连。

8.进一步的技术方案。

所述的压力检测部件，是以下二者中的任意一者，

a.一体化的压力传感器；所述的一体化是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路设置在一个安装体中，压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接，所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；一体化压力传感器的接线端与控制电路通过电线相连接；

b.分体式的压力传感器；所述的分体式的压力传感器是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路分开设置；所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接；压力传感器的电路与控制电路通过线路连接、或者压力传感器的电路设置在控制电路内；压力传感器的检测探头设置在支撑履带足3上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足2上。

实施例一

结合图1至图12共12幅图进行说明。

图1是本实施例中发明机器人的立体示意图之一；图2是本实施例中发明机器人的立体示意图之二；图3是本实施例中发明机器人的主视示意图；图4是图3的俯视示意图；图5是图3的左视示意图；图6是本实施例中的滑动支座主视示意图；图7是图6的左视示意图；图8是本实施例中圆孔零件17和圆筒体18的示意图；图9是本实施例中十字部件20的示意图；图10是本实施例中的调节臂、竖条23和横条24的结构示意图；图11是本实施例中履带足的立体示意图之一；图12是本实施例中履带足的立体示意图之二。

在本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，发明的机器人，包括机体1，四个行走履带足2，连接机体1和行走履带足2的连接机构，电路；其中，所述的电路含有控制电路，使用了计算机、并编写了软件程序参与控制。另外，还特别包括有：支撑履带足3，能调节支撑履带足3高低的高度调节机构，检测支撑履带足3压力大小的压力检测部件。

下面，对有关的各机构、零部件分别予以介绍和说明。

1.高度调节机构。

高度调节机构包括，调节电机5，一对啮合的主动齿轮6和被动齿轮7，丝杆8，前滑动支座9，后滑动支座10，前调节臂11，后调节臂12，左轨道圆棒13，右轨道圆棒14。

调节电机5与机体1固定联接，调节电机5的输出轴与主动齿轮6固定联接；主动齿轮6和被动齿轮7啮合连接，被动齿轮7和丝杆8固定联接；前滑动支座9和前调节臂11的下端转动连接，后滑动支座10和后调节臂12的下端转动连接；左、右轨道圆棒13、14分别穿过前、后滑动支座9、10两侧的直线轴承16并与之滑动连接；左、右轨道圆棒13、14的两端与机体1固定联接；

前、后滑动支座9、10，它们的形状结构相同，也就是讲，每一滑动支座的中间设有螺孔(如果设置螺母体，也是需要发挥螺孔的作用)、每一滑动支座的两侧设置直线轴承16；螺孔内旋入了丝杆8，直线轴承16中各穿有轨道圆棒。

丝杆8由一根圆棒上加工制造，其形状结构依序为圆柱体、左旋外螺纹、右旋外螺纹、圆柱体。丝杆8两端的圆柱体部位与机体1转动连接，丝杆8上左旋的外螺纹部位穿过前滑动支座9上的螺母体15、丝杆8上右旋的外螺纹部位穿过后滑动支座10上的螺母体15。

所述的支撑履带足3，其既与前调节臂11转动连接、又与后调节臂12转动连接；

所述的调节电机5，其接线端通过电线与电路相连接。

2.高度调节机构中的调节臂。

前调节臂11和后调节臂12，为相同形状结构的调节臂；即：每一个调节臂包括：设有圆孔的圆孔零件17，圆筒体18，压缩弹簧19，十字部件20，设置圆孔的限位零件21，支撑零部件。

在圆筒体18中，从左至右同轴开设三个不同孔径的小圆孔18-1、中圆孔18-2和大圆孔18-3，且相邻的圆孔相通。

十字部件20从左到右的形状结构是，同轴设置：长形圆柱体20-1、扁形圆柱体20-2、右部圆柱体20-3。在三个圆柱体当中，居于中间的扁形圆柱体20-2的直径最大。

圆孔零件17位于圆筒体18的左方、二者焊接。十字部件20的长形圆柱体20-1，其身体穿过压缩弹簧19、其左端位于圆筒体18的小圆孔18-1内、且二者滑动连接；压缩弹簧19，其位于圆筒体18的中圆孔18-2内、其左侧与中圆孔18-2底部的环形台阶抵连接，其右侧与十字部件20上的扁形圆柱体20-2抵连接；扁形圆柱体20-2位于圆筒体18的大圆孔20-3内、且二者滑动连接；限位零件21是设有中心圆孔的圆块，它设置在圆筒体18的右端口部位、且二者固定联接；十字部件20上的右部圆柱体20-3从圆块的圆孔中穿过，且二者滑动连接。

圆孔外的右部圆柱体20-3，在受到压力时会将十字部件20向左推移，推力越大、移动越多；同时，压缩弹簧19也给十字部件20一个向右的反推动力，压缩弹簧19被压缩得越紧、其反推动力越大。

另外，十字部件20的左、右移动都有一个极限的位置：向左移动时，扁形圆柱体20-2碰到大圆孔18-3的底部环形台阶后就无法进一步移动；向右移动时，扁形圆柱体20-2碰到圆块后就停止。

前调节臂11的右部圆柱体20-3和后调节臂12的右部圆柱体20-3，该二者通过支撑零部件与支撑履带足3连接。

3.连接调节臂和连接支撑履带足3支撑零部件。

在本实施例的机器人中，支撑零部件包括一根转动辊和两个开口框形部件。

每一开口框形部件，包括一根竖条23和两根横条24。竖条23的中部与调节臂中十字部件20上的右部圆柱体20-3固定联接；两根横条24，其左端分别与竖条23的上端、下端固定联接，其右端分别与转动辊的上端、下端连接，转动辊与支撑履带足3转动连接。

4.连接行走履带足2和机体1的连接机构。

连接机构，包括一对完全相同且啮合的第一角度齿轮25和第二角度齿轮26，一对摆腿轴27，四条摆腿28，四个摆腿关节29，一套摆腿角度调节锁定机构。

一对摆腿轴27按纵向对称的方式设置在机体1的下部，且每一摆腿轴27的两端都与机体1转动连接；每个角度齿轮单独与一个摆腿轴27同轴固定联接；第一角度齿轮25和第二角度齿轮26啮合连接。每一摆腿28，其上端与摆腿轴27固定联接，其下端通过摆腿关节29与一个行走履带足2固定联接；所述的摆腿关节29设置锁紧螺栓。当摆腿轴27发生转动时，那么，与它固定联接的摆腿28也必然随之发生角度的变化。

摆腿角度调节锁定机构，包括第一锁紧杆30，开设腰形槽孔的第二锁紧杆31，锁紧螺钉，蝶形螺母33；所述的锁紧螺钉和蝶形螺母33，二者螺纹配合。第一角度齿轮25，在其偏心位置与第一锁紧杆30的左端转动连接；第二角度齿轮26，在其偏心位置与第二锁紧杆31的右端转动连接。锁紧螺钉从内往外穿过第一锁紧杆30的右端和第二锁紧杆31的槽孔、并在外侧与蝶形螺母33固定螺纹联接。

本实施例的机器人，根据行走的管道不同，可以对行走履带足2的角度进行人工事先设置。比如，行走在平面上、或者行走在方形管道中，应当将行走履带足2设置为平行的；如果行走在圆形管道中，应将行走履带足2设置为对称设置为斜形的、其倾斜的角度应当与接触处的管道圆弧形吻合，以求行走履带足2能够与圆形管道有最大的接触面积。

第一角度齿轮25和第二角度齿轮26完全相同、并且二者啮合，其好处是，能够保证左、右行走履带足2的倾斜角度完全相同、对称。

使用蝶形螺母33，可以方便地进行松懈或锁紧工作。

五.行走履带足2和支撑履带足3。

一个机器人使用四个行走履带足2和一个支撑履带足3，在该五个履带足中，它们共同具有如下的形状结构，每一个履带足包括：足支架34，微电机35，一对啮合的主动伞齿轮36和被动伞齿轮37，轴承，伞齿轮轴39，第一圆柱齿轮40，第二圆柱齿轮41，第三圆柱齿轮42，齿轮转动轴43，主动轴44，主动带轮45，从动带轮，从动轴，张紧块，收紧螺钉，履带50，用于对外连接的转动轴51。

微电机35与足支架34固定联接，微电机35的输出轴既与主动伞齿轮36固定联接、又通过轴承与足支架34转动连接；被动伞齿轮37既与主动伞齿轮36啮合连接、又与伞齿轮轴39固定联接；伞齿轮轴39的两端与足支架34转动连接；第一圆柱齿轮40与伞齿轮轴39固定联接；第二圆柱齿轮41既与第一圆柱齿轮40啮合连接、又与足支架34通过齿轮转动轴43转动连接；第三圆柱齿轮42既与第二圆柱齿轮41啮合连接、又与主动轴44固定联接；主动轴44的两端与足支架34转动连接。

主动带轮45与主动轴44固定联接；从动带轮与从动轴连接；从动轴与张紧块转动连接；张紧块和足支架34通过收紧螺钉固定联接；履带50包裹在主动带轮45和从动带轮的外表面。

转动轴51与足支架34转动连接；转动轴51的端部从足支架上伸出。

所述的微电机35，其接线端通过电线与电路相连接。

在小型化的机器人中，足支架34空间尺寸受到很大的限制，不可设计得很大，然而，采用的微电机35其功率又有一定的要求，太小的话驱动功率不能满足要求，因此对传送的动力需要改变方向等，所以提出使用一对伞齿轮和三个圆柱齿轮的技术方案。

张紧块和足支架34通过收紧螺钉固定联接的好处是，可以通过旋动收紧螺钉，调节履带50的张紧程度。

转动轴51最好设计成前后受到的重力大致平衡，以使履带足转动灵活，并在行走的过程中，如果遇到障碍或其他变化的情况，可以自主的转动履带足，顺利地爬上台阶或走过凹陷之处。

实施例二

结合图13和图14进行说明。图13是本实施例中支撑履带足3的立体示意图，图14是本实施例中压力传感器的安装结构示意图。

先对图中的标号进行说明：23是竖条；24是横条；24-1是横条；50是履带；51是转动轴；52是管形压力传感器；53是内侧卡簧；54是间隔片；55是外侧卡簧。

上述的管形压力传感器52，是一体化的压力传感器，即在该传感器中有压力检测探头和电路，电路中包含放大电路、整形电路和输出电路。一体化的管形压力传感器52，它的接线端与控制电路通过电线相连接，可以随时向控制电路报告检测到的压力信息。

在支撑履带足3的足支架34上，具有左侧壁和右侧壁；在左面侧壁开设了大圆孔、在右面侧壁上开设了小圆孔。

一根支撑履带足3的转动轴51，牙的两端分别从小圆孔和大圆孔处向外伸出；转动轴51伸出的两端与两个开口框形部件转动连接；并且，转动轴51取代了转动辊；

支撑履带足3足支架34的大圆孔处设置了管形压力传感器52，即管形压力传感器52设置在转动轴51和足支架34之间，情况如图所示。

上述的管形压力传感器52，有现成的产品出售。购入的管形压力传感器52，应考虑尺寸的配合问题。

管形压力传感器52内径与转动轴51的外径尺寸的配合，管形压力传感器52外径与足支架34上的大圆孔内径尺寸的配合，该两处的配合，可以设计、制造为间隙配合，或者应当至少有一处为间隙配合。

上述两处的配合如果全部采用过盈紧配合的话，可能会出现管形压力传感器52误报告的现象，即：在支撑履带足3并没有对管壁56施加压力的情况下，而管形压力传感器52却错误地向控制电路传送信号，报告已经检测到大压力了。

在管形压力传感器52的内径和外径全部采用间隙配合的情况下，为了限制管形压力传感器52可能出现的左右移动，可以采取若干措施。比如在图14中，管形压力传感器52的右侧设置了内侧卡簧53此处也可以将转动轴51设计为凸起轴肩来取代内侧卡簧53，管形压力传感器52的左侧向外依次设置了间隔片54、横条24-1和外侧卡簧55；间隔片54可以避免两根横条24之间的碰撞，外侧卡簧55可以限制管形压力传感器52和横条24向左移动。

实施例三

结合图15进行说明。图15是本实施例三中的示意图。先对图中的标号进行说明：28是摆腿；29是摆腿关节；34是足支架；35是微电机；50是履带；51是转动轴。

在本实施例中，摆腿28的上端与摆腿轴27固定联接，如果摆腿轴27发生转动、则摆腿28的开合角度也发生变化。摆腿28的下端与摆腿关节29固定联接，摆腿28的下端螺孔处旋入了锁紧螺栓；松开此锁紧螺栓，就可以调整摆腿28与摆腿关节29之间的相对角度。调整完毕锁定此锁紧螺栓，摆腿28与摆腿关节29之间的相对角度就被固定。

摆腿关节29还与履带足上的转动轴51连接。

实施例四

图16本是实施例四中的示意图。先对图中的标号进行说明：28是摆腿；29是摆腿关节；34是足支架；51是转动轴；57是传感器检测探头。

在本实施例中，在行走履带足2上安装了分体式的压力传感器。在该分体式的压力传感器中，压力传感器的检测探头和电路是分开的(图16中只画了传感器检测探头57、未画传感器的电路部分)。压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接。在本实施例中，压力传感器的电路设置在控制电路内部、并通过线路与控制电路的其它部分连接。

还有，摆腿28的上端与摆腿轴27固定联接，摆腿28的下端通过摆腿关节29与一个行走履带足2固定联接。

在摆腿28下端和摆腿关节29的连接处，图16中所画的螺孔处设置了锁紧螺栓。松开和锁定此锁紧螺栓，可以对行走履带足2和摆腿轴27之间的角度进行调节；也就是讲，如果操作人员需要调整行走履带足2和摆腿轴27之间的角度，只要松开锁紧螺栓，对角度进行调整变动，然后再锁定此锁紧螺栓即可。

实施例五

结合图17至图20共四幅图进行说明。

图17至图20是本实施例中的四幅示意图。图中的标号56是管道的管壁。

以下介绍几种机器人的工作情况。

工作情况1。结合图17进行说明。图17所示的是，机器人在狭窄的垂直管道内行走的情况，此时，高度调节机构相对地收拢，但是，仍然要保证支撑履带足3以及四个行走履带足2对管壁56保持的足够压力，以便依靠由此产生的附着力，让机器人在垂直管道内行走，确保不会下滑或下坠。

工作情况2。结合图18进行说明。图所示的是，机器人在较宽的垂直管道内行走的情况，此时，高度调节机构相对地撑起，依然需要保证支撑履带足3以及四个行走履带足2对管壁56保持的足够压力，以便依靠由此产生的附着力，让机器人在垂直管道内行走，确保不会下滑或下坠。

工作情况3。结合图19进行说明。图19所示的是，机器人在圆形截面的管道内行走的情况。对于这种情况，应该根据行走的管道口径大小的不同，事先对行走履带足2的角度进行人工设置，即应该将行走履带足2设置为对称斜形的、其倾斜的角度应当与接触处的管道圆弧形吻合，以求得行走履带足2能够与圆形管道有最大的接触面积。设置时，先松开蝶形螺母33，再调整第一角度齿轮25和第二角度齿轮26、也既调整了一对摆腿轴27，从而使摆腿28的角度得到了调整，最后再锁紧蝶形螺母33。调整的结果必然是对称的，这是由于第一角度齿轮25和第二角度齿轮26完全相同并啮合的性质决定的。行走时，高度调节机构撑起、保证支撑履带足3以及四个行走履带足2对管壁56保持的足够和合适的压力。如有需要，还可以一并调整行走履带足2的倾斜角度，即松开摆腿28下端和摆腿关节29之间的锁紧螺栓，进行调整后再锁定。

工作情况4。结合图20进行说明。图20所示的是，机器人在垂直管道和水平管道的过渡弧形弯管中运动的情况。此时，1.支撑履带足3顶着小拐弧形处：2.四个行走履带足2顶着大拐弧形处；需要保证支撑履带足3以及四个行走履带足2对管壁56保持的足够和合适的压力。

实施例六

结合图21至图26共六幅图进行说明。图21至图26本是实施例中的六幅示意图。

在本实施例，使用实施例一中描述的机器人。

在使用机器人之前，先进行摆腿28的调节。调节步骤如下：松开碟形螺母33，调节摆腿28的张开角度，左面和右面的摆腿轴27反向转动，第一角度齿轮25和第二角度齿轮26啮合保证左右摆腿28的角度相同，调整到合适的角度后，拧紧蝶形螺母33，机器人摆腿28的角度就被固定。

机器人在垂直管道内行走时，在电路的控制、指挥下，会自动对高度调节机构的压力状态进行监视和调节；也就是讲：支撑履带足3对管壁56的压力大小，受到电路的监视和调节。以需要加大压力为例，当控制电路发出加大压力的命令时，即输出正向驱动的电压至调节电机5，调节电机5正向旋转，主动齿轮6驱动与之啮合的被动齿轮7同时旋转，带动丝杆8旋转，丝杆8驱动前滑动支座9和后滑动支座10沿轨道方向相向移动，前、后调节臂11、12的下端随各自转动连接的前、后滑动支座9、10移动而相向移动，从而，与前、后调节臂11、12的上端转动连接的支撑履带足3作抬高移动，支撑履带足3对管壁56的压力逐步增大，传感器不断检测和报告支撑履带足3对管壁56的压力，当检测到的压力值符合要求后，调节电机5停转，支撑履带足3的压力调节完成。

在图21中，机器人所在管道下段较宽上段较窄，机器人在向上行进的过程中，先在大口径的管道内行走，此时，相对于图中的绘制情况而言：支撑履带足3上的履带作逆时针转动、行走履带足2上的履带作顺时针的转动。行走到小口径的管道口位置，如图21所示，这时管道尺寸的突变对于机器人行走相当于遇到了障碍物，一个垂直突起的台阶形障碍物。

因为：a.行走履带足2上的履带还在作顺时针转动；b.支撑履带足3和后面的行走履带足2的共同推力；c.障碍物和前面的行走履带足2之间产生摩擦力；

所以前面的行走履带足2，其前端上翘(如图22)、即作逆时针的转动；当越过台阶形障碍物后，前面的行走履带足2顺时针转动、恢复原来的竖直状态。

在前面的行走履带足2爬越障碍物的过程中，机体1也随之产生一个逐渐变大的倾斜角度θ(如图23)，由此造成高度调节机构受到的压力增大，前、后调节臂11、12中的压缩弹簧19受力压缩，两个调节臂变短，支撑履带足3压力传感器读数变大，控制电路收到压力传感器送来的信息后、再发出控制信号，命令调节电机5回转，前滑动支座9和后滑动支座10向两侧滑动一定距离，压力传感器读数恢复到原来的数值时，调节电机5停转，这样可以保证机器人与管壁56之间有足够的压力，以产生足够的附着力。

接着，当支撑履带足3、后面的行走履带足2在爬越障碍物时，也会出现类似以上描述的动作情况，并可顺利地进入上段较窄管道；具体的过程和动作先后等，可以参照上面的分析方法进行展开，这里就不重复赘述了。在分析时，可以结合图24、图25、图26进行。

从上面的介绍中可以知道，本发明的机器人能够实现变径管道中的作业。

本发明的机器人，需要根据使用的目的，在其机体1上安装了有关的装置、机构等，以便本机器人驮运到作业处，再由将这些装置、机构等进行工作。因此，本发明特别适用于在中央空调管道以及其它的管道中使用，比如，使用在除尘管道、输送管道，对管道内进行检查、清洗、喷涂等作业。

Claims (8)

1.一种可在垂直管道内行走的机器人，包括机体(1)，四个行走履带足(2)，连接机体(1)和行走履带足(2)的连接机构，电路，所述的电路含有控制电路；其特征在于，

包括，支撑履带足(3)，能调节支撑履带足(3)高低的高度调节机构，检测支撑履带足(3)压力大小的压力检测部件；

支撑履带足(3)、高度调节机构、机体(1)和行走履带足(2)，四者从高到低依序设置；支撑履带足(3)和高度调节机构连接，高度调节机构和机体(1)连接，机体(1)和行走履带足(2)通过连接机构连接；

压力检测部件设置在支撑履带足(3)上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构上或设置在行走履带足(2)上；压力检测部件的接线端通过电线与控制电路相连接；

所述的高度调节机构包括，调节电机(5)，丝杆(8)，前滑动支座(9)，后滑动支座(10)，前调节臂(11)，后调节臂(12)，左轨道圆棒(13)，右轨道圆棒(14)，以及一对啮合的主动齿轮(6)和被动齿轮(7)；所述的丝杆设置为四个形状结构，依序为圆柱体、正向旋转外螺纹、反向旋转外螺纹、圆柱体；

所述的前、后滑动支座(9、10)，它们的形状结构是：每一滑动支座，其中间设置螺母体(15)或开设螺孔，其两侧设置直线轴承(16)；所述螺母体(15)或螺孔的内螺纹与丝杆(8)上的外螺纹、二者螺纹配合，所述直线轴承(16)的内径尺寸与轨道圆棒的外径尺寸滑动配合；

所述的调节电机(5)与机体(1)固定联接，调节电机(5)的输出轴与主动齿轮(6)固定联接；主动齿轮(6)和被动齿轮(7)啮合连接，被动齿轮(7)和丝杆(8)固定联接；丝杆(8)两端的圆柱体部位与机体(1)转动连接，丝杆(8)上正向旋转的外螺纹部位旋转穿过前滑动支座(9)上的螺母体(15)或螺孔、并与之旋转滑动连接；丝杆(8)上反向旋转的外螺纹部位旋转穿过后滑动支座(10)上的螺母体(15)或螺孔、并与之旋转滑动连接；前滑动支座(9)和前调节臂(11)的下端转动连接，后滑动支座(10)和后调节臂(12)的下端转动连接；左、右轨道圆棒(13、14)分别穿过前、后滑动支座(9、10)两侧的直线轴承(16)并与之滑动连接；左、右轨道圆棒(13、14)的两端与机体(1)固定联接；

所述的支撑履带足(3)，其既与前调节臂(11)转动连接、又与后调节臂(12)转动连接；

所述的调节电机(5)，其接线端通过电线与电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，

所述的前调节臂(11)和后调节臂(12)，为相同形状结构的调节臂；所述的相同形状结构的调节臂，其每一个调节臂包括：设有圆孔的圆孔零件(17)，圆筒体(18)，压缩弹簧(19)，十字部件(20)，设置圆孔的限位零件(21)，支撑零部件；

所述的圆筒体中，从左至右同轴开设三个不同孔径的小圆孔(18-1)、中圆孔(18-2)和大圆孔(18-3)，且相邻的圆孔相通；

所述的十字部件(20)，其从左到右同轴设置为长形圆柱体(20-1)、扁形圆柱体(20-2)、右部圆柱体(20-3)；在三个圆柱体，居于中间的扁形圆柱体(20-2)的直径最大；

圆孔零件(17)位于圆筒体(18)的左方、且二者固定联接；十字部件(20)的长形圆柱体(20-1)，其身体穿过压缩弹簧(19)、其左端位于圆筒体(18)的小圆孔(18-1)内、且二者滑动连接；压缩弹簧(19)，其位于圆筒体(18)的中圆孔(18-2)内、其左侧与中圆孔(18-2)底部的环形台阶抵连接，其右侧与十字部件(20)上的扁形圆柱体(20-2)抵连接；扁形圆柱体(20-2)位于圆筒体(18)的大圆孔(18-3)内、且二者滑动连接；限位零件(21)设置在圆筒体(18)的右端口部位、且二者固定连接；十字部件(20)上的右部圆柱体(20-3)从限位零件(21)的圆孔中穿过；

所述的限位零件(21)是钢丝挡圈或者是设有中心圆孔的圆块；所述的中心圆孔，其内径与所述右部圆柱体(20-3)的外径，二者尺寸滑动配合；

前调节臂(11)的右部圆柱体(20-3)和后调节臂(12)的右部圆柱体(20-3)，该二者通过支撑零部件与支撑履带足(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，

所述的支撑零部件包括一根转动辊和两个开口框形部件；

每一开口框形部件，包括一根竖条(23)和两根横条(24)；所述的竖条(23)，其中部与调节臂中十字部件(20)上的右部圆柱体(20-3)固定联接；所述的两根横条(24)，其左端分别与竖条(23)的上端、下端固定联接，其右端分别与转动辊的上端、下端连接，转动辊与支撑履带足(3)转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，

所述的连接机构，包括一对完全相同且啮合的第一角度齿轮(25)和第二角度齿轮(26)，一对摆腿轴(27)，四条摆腿(28)，四个摆腿关节(29)，一套摆腿角度调节锁定机构；

一对摆腿轴(27)按纵向对称的方式设置在机体(1)的下部，且每一摆腿轴(27)的两端都与机体(1)转动连接；每个角度齿轮单独与一个摆腿轴(27)同轴固定联接；第一角度齿轮(25)和第二角度齿轮(26)啮合连接；

每一摆腿(28)，其上端与摆腿轴(27)固定联接，其下端通过摆腿关节(29)与一个行走履带足(2)固定联接；所述的摆腿关节(29)设置锁紧螺栓；

所述的摆腿角度调节锁定机构，其一端与第一角度齿轮(25)连接、其另一端与第二角度齿轮(26)连接。

5.根据权利要求4所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，所述的摆腿角度调节锁定机构，包括第一锁紧杆(30)，开设腰形槽孔的第二锁紧杆(31)，锁紧螺钉，蝶形螺母(33)；所述的锁紧螺钉和蝶形螺母(33)，二者螺纹配合；

第一角度齿轮(25)，在其偏心位置与第一锁紧杆(30)的左端转动连接；第二角度齿轮(26)，在其偏心位置与第二锁紧杆(31)的右端转动连接；

锁紧螺钉从内往外穿过第一锁紧杆(30)的右端和第二锁紧杆(31)的槽孔、并在外侧与蝶形螺母(33)固定螺纹联接。

6.根据权利要求1所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，所述的四个行走履带足(2)和所述的支撑履带足(3)，在该五个履带足中，它们共同具有如下的形状结构，

每一个履带足包括：足支架(34)，微电机(35)，一对啮合的主动伞齿轮(36)和被动伞齿轮(37)，轴承，伞齿轮轴(39)，第一圆柱齿轮(40)，第二圆柱齿轮(41)，第三圆柱齿轮(42)，齿轮转动轴(43)，主动轴(44)，主动带轮(45)，从动带轮，从动轴，张紧块，收紧螺钉，履带(50)，用于对外连接的转动轴(51)；

微电机(35)与足支架(34)固定联接，微电机(35)的输出轴既与主动伞齿轮(36)固定联接、又通过轴承与足支架(34)转动连接；被动伞齿轮(37)既与主动伞齿轮(36)啮合连接、又与伞齿轮轴(39)固定联接；伞齿轮轴(39)的两端与足支架(34)转动连接；第一圆柱齿轮(40)与伞齿轮轴(39)固定联接；第二圆柱齿轮(41)既与第一圆柱齿轮(40)啮合连接、又与足支架(34)通过齿轮转动轴(43)转动连接；第三圆柱齿轮(42)既与第二圆柱齿轮(41)啮合连接、又与主动轴(44)固定联接；主动轴(44)的两端与足支架(34)转动连接；

主动带轮(45)与主动轴(44)固定联接；从动带轮与从动轴连接；从动轴与张紧块转动连接；张紧块和足支架(34)通过收紧螺钉固定连接；履带(50)包裹在主动带轮(45)和从动带轮的外表面；

转动轴(51)与足支架(34)转动连接；转动轴(51)的端部从足支架(34)上伸出；

所述的微电机(35)，其接线端通过电线与电路相连接。

7.根据权利要求3所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，

所述的机器人包括高度调节机构，该机构包括前调节臂(11)和后调节臂(12)，每一个调节臂包括支撑零部件；所述的支撑零部件包括两个开口框形部件；

所述的支撑履带足(3)的足支架(34)，具有左侧壁和右侧壁；在其一个侧壁上设有大圆孔、在其另一个侧壁上设有小圆孔；

所述的支撑履带足(3)的转动轴(51)，位于大小圆孔内、并且两端分别从小圆孔和大圆孔处向外伸出；转动轴(51)伸出的两端与所述的两个开口框形部件转动连接；所述的转动轴(51)取代转动辊；

所述的支撑履带足(3)上设置压力检测部件；所述的压力检测部件为管形压力传感器(52)，其设置在足支架(34)的大圆孔处；进一步讲，管形压力传感器(52)，其设置在转动轴(51)和足支架(34)之间，其内径与转动轴(51)的外径尺寸配合，其外径与足支架(34)上的大圆孔内径尺寸配合；

所述的管形压力传感器(52)，其接线端通过电线与电路相连。

8.根据权利要求1所述的一种可在垂直管道内行走的机器人，其特征在于，所述的压力检测部件，是以下二者中的任意一者，

a.一体化的压力传感器；所述的一体化是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路设置在一个安装体中，压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接，所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；一体化压力传感器的接线端与控制电路通过电线相连接；

b.分体式的压力传感器；所述的分体式的压力传感器是指：压力传感器的检测探头和压力传感器的电路分开设置；所述的压力传感器的电路包括放大电路、整形电路和输出电路；压力传感器的检测探头和压力传感器的电路通过线路连接；压力传感器的电路与控制电路通过线路连接、或者压力传感器的电路设置在控制电路内；压力传感器的检测探头设置在支撑履带足(3)上或设置在高度调节机构上或设置在连接机构或设置在行走履带足(2)上。

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