CN102691854A - 一种快速可靠刹车的气动管道内行走器 - Google Patents

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Abstract

一种能实现可靠刹车的气动管道内行走器，包括车架、刹车块、驱动轮和行走轮，车架上沿车架的中心轴方向依次布置两个行走轮、刹车块、驱动轮和两个行走轮，从轴向上看行走轮位于车架的下半圆，刹车块和驱动轮位于车架的上半圆；径向分布为两个行走轮关于Y轴对称，行走轮安装在车架上，驱动轮与驱动传动机构连接，刹车块与刹车传动机构连接，中心轴座与车架中心轴固定连接，车架中心轴上可滑动套装上滑套和下滑套，下滑套的下端与驱动气缸的伸缩杆固定连接，上滑套的上端与刹车气缸的伸缩杆固定连接气马达包括气马达轴，气马达轴、回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达传递到驱动轮上。本发明能可靠刹车、安全性良好。

Description

一种快速可靠刹车的气动管道内行走器
技术领域
本发明涉及一种管道内行走装置。
背景技术
管道机器人是管道施工中必备的一种工具，管道的封闭性以及工作环境决定了管道施工的艰难性。从结构形式来看，主要分为轮式管道机器人、脚式管道机器人、履带式管道机器人和蠕动式管道机器人。轮式管道机器人通常采用气动方式。已有的气动管道内行走器在坡路行走时刹车非常不可靠，一方面刹车能力弱，另一方面刹车控制阀与行走控制阀互锁的方式造成的可靠性差。
发明内容
为了克服已有气动管道内行走器在坡路行走时刹车能力的不足，本发明提供一种能可靠刹车、安全性良好的气动管道内行走器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种能实现可靠刹车的气动管道内行走器，包括车架、刹车块、驱动轮和行走轮，所述车架上沿车架的中心轴方向依次布置两个行走轮、刹车块、驱动轮和两个行走轮，从轴向上看行走轮位于车架的下半圆，刹车块和驱动轮位于车架的上半圆；径向分布为两个行走轮关于Y轴对称，行走轮安装在车架上，所述驱动轮与驱动传动机构连接，所述驱动传动机构包括驱动支撑臂、下滑套和车架中心轴，驱动轮通过一个销轴安装在驱动支撑臂的一端，驱动支撑臂的另一端通过铰链与下滑套联接，所述驱动支撑臂可转动地安装在驱动回转轴上，所述驱动回转轴安装在车架上；所述刹车块与刹车传动机构连接，所述刹车传动机构包括刹车支撑臂、上滑套和车架中心轴，刹车块通过一个销轴安装在刹车支撑臂的一端，刹车支撑臂的另一端通过铰链与上滑套联接，所述刹车支撑臂可转动地安装在刹车回转轴上，所述刹车回转轴安装在车架上；所述中心轴座与车架中心轴固定连接，所述车架中心轴安装在车架上，所述车架中心轴上可滑动套装上滑套和下滑套，所述下滑套的下端与驱动气缸的伸缩杆固定连接，所述驱动气缸安装在车架上，所述上滑套的上端与刹车气缸的伸缩杆固定连接，所述刹车气缸安装在车架上；气马达固定在车架上，所述气马达包括气马达轴，所述气马达轴、回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达传递到驱动轮上。
进一步，所述刹车块和驱动轮为一个，从轴向上看，所述驱动轮与行走轮之间的夹角为120°、所述刹车块与行走轮之间的夹角为120°。
再进一步，所述刹车块、驱动轮有两个，径向分布为两个行走轮的夹角为120°，两个驱动轮之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，两个刹车片之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，从轴向上看，所述驱动轮与相邻行走轮的夹角为60°，所述刹车片与相邻行走轮的夹角为60°；每个驱动轮分别与驱动支撑臂连接，每个刹车片分别与刹车支撑臂连接。
所述车架为圆柱笼形车架。
本发明的有益效果主要表现在：（1）采用压缩空气作动力，清洁高效，符合HSE施工管理要求，适合在危险场合工作。
（2）这种驱动轮的连杆滑套传动机构可以大大增加轮与管道壁的正压力，轮作用在管道壁上的压力值不仅取决于气缸的推力，而且随着支撑臂和管道壁的法向夹角的减小而增大数倍甚至更多。
（4）这种刹车块的连杆滑套传动机构可以大大增加刹车力，并且通过控制刹车气缸活塞杆的位置能实现刹车力的控制。
(5)这种刹车块的连杆滑套传动机构有很高的刹车力增益，通过高速气动开关阀控制刹车气缸能实现间歇刹车，在下坡行走时具有很高的可靠性，能有效地防止溜坡。
附图说明
图1是一种快速可靠刹车的气动管道内行走器的结构图。
图2是图1的A向布置视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图2，一种快速可靠刹车的气动管道内行走器，包括车架1、刹车块2、驱动轮3和行走轮4，所述车架1上沿车架的中心轴线依次布置两个行走轮4、刹车块2、驱动轮3和两个行走轮4，从轴向上看行走轮4位于车架1的下半圆，刹车块2和驱动轮3位于车架1的上半圆；径向分布为两个行走轮4关于Y轴对称，行走轮4安装在车架1上，所述驱动轮3与驱动传动机构连接，所述驱动传动机构包括驱动支撑臂5、下滑套7和车架中心轴11，驱动轮3通过一个销轴安装在驱动支撑臂5的一端，驱动支撑臂5的另一端通过铰链与下滑套7联接，所述驱动支撑臂5可转动地安装在驱动回转轴上，所述驱动回转轴安装在车架1上；所述刹车块2与刹车传动机构连接，所述刹车传动机构包括刹车支撑臂8、上滑套9和车架中心轴11，刹车块2通过一个销轴安装在刹车支撑臂8的一端，刹车支撑臂8的另一端通过铰链与上滑套9联接，所述刹车支撑臂8可转动地安装在刹车回转轴上，所述刹车回转轴安装在车架1上；中心轴座10与车架中心轴11固定连接，所述车架中心轴11安装在车架1上，所述车架中心轴11上可滑动套装上滑套9和下滑块7，所述下滑套7的下端与驱动气缸12的伸缩杆固定连接，所述驱动气缸12安装在车架1上，所述上滑套9的上端与刹车气缸13的伸缩杆固定连接，所述刹车气缸13安装在车架1上；气马达6固定在车架1上，所述气马达6包括气马达轴，所述气马达轴、回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达6传递到驱动轮3上。
所述刹车块2和驱动轮3为一个，从轴向上看，所述驱动轮与行走轮之间的夹角为120°、所述刹车块与行走轮之间的夹角为120°。
或者是：所述刹车块2、驱动轮3有两个，径向分布为两个行走轮的夹角为120°，两个驱动轮之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，两个刹车片之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，从轴向上看，所述驱动轮与相邻行走轮的夹角为60°，所述刹车片与相邻行走轮的夹角为60°；每个驱动轮分别与驱动支撑臂连接，每个刹车片分别与刹车支撑臂连接。当然，根据需要，所述刹车块、驱动轮也可以为四个或更多偶数个。
所述车架1为圆柱笼形车架。
本实施例中，该行走器具有圆柱笼形车架，自上而下沿车架的中心轴方向依次布置两个行走轮、两个刹车块、两个驱动轮和两个行走轮，径向分布如右图所示，两个行走轮的夹角为120°并关于Y轴对称，两个驱动轮（两个刹车块）的夹角也为120°并关于Y轴对称，驱动轮与行走轮的夹角为60°。4个行走轮直接安装在车架上。两个驱动轮分别通过销轴安装在驱动轮支撑臂的一端，驱动轮支撑臂可以绕固定在车架上的回转轴转动，支撑臂的另一端通过铰链与下滑套7联接。气马达安装在机架上，气马达轴、轮支撑臂回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达传递到驱动轮上，车架安装了2套驱动轮及其驱动支撑臂。两个刹车块分别通过销轴安装在刹车块支撑臂的一端，刹车块支撑臂可以绕固定在车架上的回转轴转动，刹车块支撑臂的另一端通过铰链与上滑套9联接。
若固定在中心轴座上的驱动气缸12活塞杆伸出时，推动下滑套7并使轮支撑臂转动，驱动轮随着轮支撑臂的运动压在管道壁上，同时，也使4个行走轮轮子压在管道壁上。当气马达转动时，通过链传动带动驱动轮转动，从而牵引车架在管道内行走。当气缸1活塞杆退回，滑套随着活塞杆的退回拉动轮支撑臂使驱动轮脱离管道壁。
若固定在中心轴座上的刹车气缸13活塞杆伸出时，推动上滑套9并使刹车块支撑臂转动，刹车块随着刹车块支撑臂的运动压在管道壁上，使行走器停止。当气缸2活塞杆退回，滑套随着活塞杆的退回拉动刹车块支撑臂使刹车块脱离管道壁。

Claims (3)

1.一种快速可靠刹车的气动管道内行走器，其特征在于：所述行走器包括车架、刹车块、驱动轮和行走轮，所述车架上沿车架的中心轴线依次布置2个行走轮、刹车块、驱动轮和2个行走轮，从轴向上看行走轮位于车架的下半圆，刹车块和驱动轮位于车架的上半圆；径向分布为2个行走轮关于Y轴对称，行走轮安装在车架上，所述驱动轮与驱动传动机构连接，所述驱动传动机构包括驱动支撑臂、下滑套和车架中心轴，驱动轮通过一个销轴安装在驱动支撑臂的一端，驱动支撑臂的另一端通过铰链与下滑套联接，所述驱动支撑臂可转动地安装在驱动回转轴上，所述驱动回转轴安装在车架上；所述刹车块与刹车传动机构连接，所述刹车传动机构包括刹车支撑臂、上滑套和车架中心轴，刹车块通过一个销轴安装在刹车支撑臂的一端，刹车支撑臂的另一端通过铰链与上滑套联接，所述刹车支撑臂可转动地安装在刹车回转轴上，所述刹车回转轴安装在车架上；中心轴座与车架中心轴固定连接，所述车架中心轴安装在车架上，所述车架中心轴上可滑动套装上滑套和下滑套，所述下滑套与驱动气缸的伸缩杆固定连接，所述驱动气缸安装在车架上，所述上滑套的上端与刹车气缸的伸缩杆固定连接，所述刹车气缸安装在车架上；气马达固定在车架上，所述气马达包括气马达轴，所述气马达轴、回转轴和驱动轮轴上安装链轮，通过链传动将动力从气马达传递到驱动轮上。
2.如权利要求1所述的带刹车功能的气动管道内行走器，其特征在于：所述刹车块和驱动轮为一个，从轴向上看，所述驱动轮与行走轮之间的夹角为120°、所述刹车块与行走轮之间的夹角为120°。
3.如权利要求1所述的带刹车功能的气动管道内行走器，其特征在于：所述刹车块、驱动轮有2个，径向分布为2个行走轮的夹角为120°，2个驱动轮之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，2个刹车片之间的夹角也为120°并关于Y轴对称，从轴向上看，所述驱动轮与相邻行走轮的夹角为60°，所述刹车片与相邻行走轮的夹角为60°；每个驱动轮分别与驱动支撑臂连接，每个刹车片分别与刹车支撑臂连接。
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