CN104165257B - 定步长伸缩式自动行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定步长伸缩式自动行走机构，属于自动行走技术领域，特别涉及管道内壁检测用定步长伸缩式自动行走技术。本定步长伸缩式自动行走机构采用带有弹性支撑结构和锁紧机构的前壳体后壳体组成，前壳体与后壳体通过螺杆电机、螺套及导柱连接在一起；前进时，前壳体锁紧机构松开，后壳体锁紧机构锁紧，螺杆电机旋转，推动前壳体部分前进，到达规定的距离后，前壳体锁紧机构锁紧，后壳体锁紧机构松开，螺杆电机旋转，后壳体部分前进，这样就完成一个行走循环。本发明具有良好的维修性和互换性，能够很好的自动行走，每次行走距离一致性好，自动化程度高、定位精度好，可靠性高；同时省时、省力、省人工，保证光电仪器检测管道内壁表面质量准确、全面。

Description

定步长伸缩式自动行走机构

技术领域

本发明属于自动行走技术领域，涉及自动行走技术，特别涉及管道内壁检测用定步长伸缩式自动行走技术。

背景技术

管道内壁检测是管道维护、保养过程中的一项重要内容 , 关系到管道使用安全。由于管道内壁口径小、身管长，在检修时很难观察到管道内壁，对内壁的疵病缺少相应的检测手段。目前管道生产维修、检测使用检测设备为专用光学窥膛镜，在检测管道内部是需要用推杆把光学窥膛镜推进管道内进行观察，随着检测深度的加长，需要很多节推杆连接起来使用，费时、费力，需要多个人协同工作才能完成，并且定位精度低、观察不全面，不能很好的满足管道内壁检测需。

发明内容

本发明克服上述行走的不足，提供一种定步长伸缩式自动行走机构，特别适用于口径小、管道长、内壁光滑等圆管内的行走。

为达到上述目的，本技术方案如下：一种定步长伸缩式自动行走机构，包括前壳体和后壳体，所述前壳体内设有螺杆电机，螺杆电机的输出端连接有螺杆，后壳体上固定设有螺套，所述螺杆伸出前壳体并与螺套配合，前壳体和后壳体内分别设有各自的壳体与管壁间的锁紧机构。

进一步的，所述的自动行走机构还包括分别设置在前壳体和后壳体内的弹性支撑机构。

进一步的，所述的弹性支撑机构包括固定板以及活动板，其中固定板固定在对应壳体内，活动板套设在固定板上，两者可相互滑动，固定板上铰接长支撑杆的一端，长支撑杆的另一端伸出壳体并与管壁对应触及，活动板上铰接设有小支撑杆的一端，小支撑杆的另 一端铰接在长支撑杆上；活动板以及固定板之间设有弹性装置。

进一步的，所述长支撑杆伸出壳体的一端的头部铰接设有磙子。

进一步的，所述的锁紧机构包括位于对应壳体内的锁紧电机以及其带动的凸轮，与凸轮配合有至少一个顶杆，壳体上设有与顶杆对应的供顶杆伸缩的通孔 ；锁紧电机带动凸轮转动，凸轮外顶顶杆，顶杆外伸与管壁接触锁死 ；锁紧电机反转凸轮带动顶杆回收，顶杆与管壁脱离解锁；顶杆端部设有导向装置。

进一步的，所述的顶杆上设有复位装置。

进一步的，所述的复位装置为扭簧；所述的扭簧固定在导向装置与顶杆间。

进一步的，顶杆与凸轮之间设有磙子，磙子通过销轴固定在顶杆的下端。

进一步的，所述的顶杆设有三个，每个顶杆的外端面粘附有橡胶垫，三个顶杆以壳体轴心均匀设置；凸轮上设有与此三个顶杆对应的凸起。

进一步的，所述的导向装置包括套设于顶杆的远离凸轮的端部外的导套，导套固定在壳体上。

本发明的工作原理及工作过程如下： 本定步长伸缩式自动行走机构主要包括前、后壳体，前壳体与后壳体通过螺杆电机、螺 套连接在一起 ；前进时，前壳体锁紧机构松开，后壳体锁紧机构锁紧，螺杆电机旋转，推动前 壳体部分前进，到达规定的距离后，前壳体锁紧机构锁紧，后壳体锁紧机构松开，螺杆电机 旋转，后壳体部分前进，这样就完成一个行走循环，然后进入下一个行走循环，周而复始，直 到检测完整个管道为止。

所述的行走机构还包括有弹性支撑机构，本弹性支撑机构可以很好的与锁定机构进行配合，且之间并无相互影响，另一方面，弹性支撑机构将壳体撑起，减小管壁与壳体之间的摩擦力，使得前进更为顺畅。

本弹性机构包括固定板以及活动板，两者之间可相互滑动并设有弹性机构，通过弹性结构使得固定板上的长支撑杆一直与管壁有个弹性接触力，满足需要。

在长支撑杆的端部设有磙子，这样由静摩擦改为动摩擦，进一步降低了摩擦力，从而达到行走自由方便的目的。

互锁式定位机构主要包括包括锁止电机，锁止电机带动有凸轮，与凸轮配合有顶杆，当带动机带动凸轮转动时，凸轮外顶顶杆，顶杆与管道内壁接触并卡紧达到锁止的目的，电机反转，顶杆回收从而使之原理管道内壁并达到解锁的目的。

顶杆上设有复位装置，这样，当需要解锁时，凸轮反转后，顶杆在复位装置的回复力的作用下回位。

顶杆与凸轮之间设有磙子，磙子通过销轴固定在顶杆的下端，这样凸轮转动时，将静摩擦改为滚动摩擦，一方面减少磨损，另一方面增加运行的顺畅性。

所述的顶杆设有三个，均匀设置，这样，整个摄像设备在管道内壁将有三个点与可管道内壁进行接触并锁死，锁止效果更好。

综上，本发明定步长伸缩式自动行走机构，各组成零件之间通过螺钉连接，具有良好的维修性和互换性，能够很好的自动行走，每次行走距离一致性好，自动化程度高、定位精度高，可靠性高 ；同时省时、省力、省人工，保证光电仪器检测管道内壁表面质量准确、全面。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图 ；

图 1 本发明定步长伸缩式自动行走机构结构示意图 ；

其中 ：2-锁紧机构，3-前壳体，4-后壳体，5-螺杆电机，6-螺杆，7-螺套，8-弹簧，10-固定板，11- 导柱，12- 导套，13- 活动板，14- 长支撑杆，15- 小支撑杆，16- 磙子，17-圆柱销。

具体实施方式

下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种定步长伸缩式自动行走机构，包括前壳体3和后壳体4，所述前壳体 3 内设有螺杆电机 5，螺杆电机 5 的输出端连接有螺杆 6，后壳体 4 上固定设有螺套7，所 述螺杆 6 伸出前壳体 3 并与螺套 7 配合，前后壳体内分别设有各自的壳体与管壁间的锁紧 机构 2。

所述的自动行走机构还包括分别设置在前壳体 3 和后壳体 4 内的弹性支撑机构： 包括固定板 10 以及活动板 13，其中固定板 10 固定在对应壳体内，前固定板固定在前壳体 内、后固定板固定在后壳体内，活动板13通过配合的导套12和导柱11套设在固定板10上， 两者可相互滑动，固定板10上铰接有长支撑杆14，长支撑杆14的另一端伸出壳体触并与管 壁对应触及，活动板 13 上铰接设有小支撑杆 15 的一端，小支撑杆 15 的另一端铰接在长支撑杆 14 上。

活动板 13 以及固定板 10 之间设有弹性装置，比如弹簧 8。

长支撑杆 14 伸出壳体的一端的头部通过圆柱销 17 铰接设有磙子 16。

锁紧机构 2，包括位于各自壳体内通过螺钉设有的电机固定板，电机固定板上固定 有锁紧电机，本实施例采用步进电机的形式，步进电机由步进电机驱动器 4 驱动，步进电机的输出端带动有凸轮，与凸轮的外圆配合有至少一个顶杆。

本实施例中优选顶杆的数量为三个，三个顶杆沿壳体凸轮的轴心均匀分布，相互间隔 120°，这样凸轮的外圆上与三个顶杆对应设有三个凸起。

每个顶杆的外端，即远离凸轮的一端外部套设有导套，导套固定在壳体上，顶杆的在外端面粘附有橡胶垫。

顶杆的内端，即靠近凸轮的一端底部通过销轴设有磙子，磙子的外周面与凸轮的外圆面接触并配合。

为保证顶杆能够正常回位，在顶杆与导套之间设有扭簧。

该互锁式定位机构锁紧时，步进电机带动凸轮正向转动，三个顶杆同时伸出，顶在管道的内壁上，从而实现互锁式定位 ；解锁时，步进电机 3 带动凸轮反向转动，三个顶杆在 扭簧的作用下同时缩回，实现解锁。

该互锁式定位机构，定位精度高，耐冲击、振动，具有良好的维修性和互换性，可靠性好。

前进时，前壳体锁紧机构松开，后壳体锁紧机构锁紧，螺杆电机旋转，推动前壳体部分前进，到达规定的距离后，前壳体锁紧机构锁紧，后壳体锁紧机构松开，螺杆电机旋转，后壳体部分前进，这样就完成一个行走循环，然后进入下一个行走循环，周而复始，直到检测完整个管道为止。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种定步长伸缩式自动行走机构，包括前壳体和后壳体，其特征在于 ：所述前壳体内设有螺杆电机，螺杆电机的输出端连接有螺杆，后壳体上固定设有螺套，所述螺杆伸出前壳体并与螺套配合，前壳体和后壳体内分别设有各自的壳体与管壁间的锁紧机构；所述的自动行走机构还包括分别设置在前壳体和后壳体内的弹性支撑机构；所述的弹性支撑机构包括固定板以及活动板，其中固定板固定在对应壳体内，活动板套设在固定板上，两者可相互滑动，固定板上铰接长支撑杆的一端，长支撑杆的另一端伸出壳体并与管壁对应触及，活动板上铰接设有小支撑杆的一端，小支撑杆的另一端铰接在长支撑杆上 ；活动板以及固定板之间设有弹性装置；所述的锁紧机构包括位于对应壳体内的锁紧电机以及其带动的凸轮，与凸轮配合有至少一个顶杆，壳体上设有与顶杆对应的供顶杆伸缩的通孔 ；锁紧电机带动凸轮转动，凸轮外顶顶杆，顶杆外伸与管壁接触锁死 ；锁紧电机反转凸轮带动顶杆回收，顶杆与管壁脱离解锁 ；顶杆端部设有导向装置。

2.根据权利要求 1所述的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于：所述长支撑杆伸出壳体的一端的头部铰接设有磙子。

3.根据权利要求 1所述的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于：所述的顶杆上设有复位装置。

4.根据权利要求 3的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于：所述的复位装置为扭簧 ；所述的扭簧固定在导向装置与顶杆间。

5.根据权利要求1所述的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于：顶杆与凸轮之间设有磙子，磙子通过销轴固定在顶杆的下端。

6.根据权利要求 1或 5所述的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于：所述的顶杆设有三个，每个顶杆的外端面粘附有橡胶垫，三个顶杆以壳体轴心均匀设置；凸轮上设有与此三个顶杆对应的凸起。

7.根据权利要求 1 的定步长伸缩式自动行走机构，其特征在于 ：所述的导向装置包括套设于顶杆的远离凸轮的端部外的导套，导套固定在壳体上。