CN104475405A - 容器及管道爬壁清理机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种容器及管道爬壁清理机器人,具有清洗装置、左履带组件、右履带组件和传动机构,所述左履带组件、右履带组件设置在传动机构两侧并分别与传动机构传动连接,还具有连杆机构,所述左、右履带组件上设置有若干用于吸附在壁上的吸盘,所述左右履带组件中均设置所述连杆机构,所述传动机构驱动连杆机构对吸盘施加压力从而迫使吸盘紧贴管壁。本发明的吸盘不需要借助额外的设备来造成负压,仅仅只要采用纯机械式驱动来实现吸盘的吸附功能,不使用电磁力固定履带,不使用抽真空的方式固定吸盘,能够减少设备重量,降低设计和制造成本,减少故障率。
Description
技术领域
本发明涉及容器及管道清理设备技术领域,尤其是一种容器及管道爬壁清理机器人。
背景技术
压力容器及压力管道中,常要进行无损检测及探伤,对于一些较高的容器,直接由人工操作很不方便,而爬壁机器人,能够携带探头在容器及管道外壁爬行,则能给人们带来很大方便,实现无损检测的自动化。
管道机器人在我国还处于初级发展阶段,国内现有产品多是上个世纪进口设备的改进,也有些公司直接进口国外管道清理机器人,但其费用比较昂贵,一般企业也难以承受,而且清理效果也不是很理想,以上管道清理机器人主要有以下几种:真空吸附型、静电吸附型、微针吸附型、以及磁力吸附型等,而这些机器人都需要引入其他外加设备,目前还未有完全采用纯机械式的清理机器人,不引入任何外加设备完成管道吸附和行走功能的机器人研制目前处于研究空白。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术中清理机器人需要引入外加设备引起制造成本高的技术问题,本发明提供一种容器及管道爬壁清理机器人,它仅利用机械性能就能完成机器人在管道及容器内壁的表面吸附、行走等功能,并能够根据管壁内径调节角度而可适用于不同直径的管道。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种容器及管道爬壁清理机器人,具有清洗装置、左履带组件、右履带组件和传动机构,所述左履带组件、右履带组件设置在传动机构两侧并分别与传动机构传动连接,还具有连杆机构,所述左、右履带组件上设置有若干用于吸附在壁上的吸盘,所述左右履带组件中均设置所述连杆机构,所述传动机构驱动连杆机构对吸盘施加压力从而迫使吸盘紧贴管壁。本发明首选采用吸盘作为吸附管壁的结构,由于吸盘在负压情况下,可以牢牢吸附管壁,因此采用吸盘作为吸附结构,稳定性强,同时也易于替换,其次,对于如何将吸盘吸附在壁上,本发明采用的是将传动机构驱动连杆机构从而来压迫吸盘产生负压,本发明是采用纯机械方式完成吸盘的吸附,传动机构驱动连杆机构,将动力通过连杆之间的传递最终输出至吸盘,整个过程不涉及抽真空方式,不涉及电磁力固定履带,解决了现有技术中的问题。
进一步地,对连杆机构作进一步地说明,所述左履带组件和右履带组件结构相同,所述左履带组件包括:履带、前链轮、后链轮,所述履带两侧具有支撑杆,两侧的支撑杆前端和后端均通过转动轴并联,所述前链轮转动安装于履带前端的转动轴上,所述后链轮转动安装于履带后端的转动轴上,所述前链轮和后链轮均与履带啮合,所述前链轮的转动轴上同轴安装有第一前齿轮,所述第一前齿轮上啮合有第二前齿轮,所述第二前齿轮转动安装于相对靠内的支撑杆,还具有与第二前齿轮同轴安装于该支撑杆上的第三前齿轮,所述第三前齿轮上啮合有第四前齿轮,所述连杆机构包括前曲柄、第一前连杆、第二前连杆、第一T形杆、第一压块、第三前连杆、后曲柄、第一后连杆、第二后连杆、第二T形杆、第二压块和第三后连杆,所述第四前齿轮固定安装在前曲柄上,所述前曲柄两端转动安装在两支撑杆之间,所述前曲柄中部与第一前连杆一端铰接,所述第一前连杆另一端与第二前连杆一端铰接,所述第二前连杆另一端与第三前连杆一端铰接,第三前连杆另一端与第一压块的一端铰接,第一压块的下方为履带的背面,所述第一T形杆纵向部分的中部具有凸起的铰接部,所述铰接部与第二前连杆的中部相铰接,所述第一T形杆纵向部分的端部开设有导向孔,所述第一压块穿设于所述导向孔,所述第一T形杆的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆上;
所述后链轮的转动轴上同轴安装有第一后齿轮,所述第一后齿轮上啮合有第二后齿轮,所述第二后齿轮转动安装于相对靠内支撑杆,还具有与第二后齿轮同轴安装于该支撑杆的第三后齿轮,所述第三后齿轮上啮合有第四后齿轮,所述第四后齿轮固定安装在后曲柄上,所述后曲柄两端转动安装在两支撑杆之间,所述后曲柄中部与第一后连杆一端铰接,所述第一后连杆另一端与第二后连杆一端铰接,所述第二后连杆另一端与第三后连杆一端铰接,第三后连杆另一端与第二压块一端铰接,所述第二压块另一端下方为履带的背面,所述第二T形杆纵向部分的中部具有凸起的铰接部,所述铰接部与第二后连杆的中部相铰接,所述第二T形杆纵向部分的端部也开设有导向孔,所述第二压块穿设于所述导向孔,所述第二T形杆的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆上;
所述传动机构一端与左履带组件的第二前齿轮、第二后齿轮传动连接,传动机构另一端与右履带组件的第二前齿轮、第二后齿轮传动连接。
在上述的说明中,左右履带组件结构相同且对称分布,在左右履带组件内设置的连杆机构也是结构相同的,对于连杆机构的运动说明:以左履带组件为例,连杆机构的前曲柄的动力来源于第四前齿轮,第四前齿轮在动力传入后,前曲柄作规律性转动,从而引起第一前连杆联动,由于第一T形杆为固定,第二前连杆的中部与第一T形杆的凸起部相铰接,那么第一前连杆随着前曲柄的运动作跳动后,第二前连杆将围绕其中间铰接点作规律性摆动,由于第一压块与第二前连杆相铰接,第一压块是穿设于第一T形杆的导向孔中的,那么第一压块则仅保留了轴向的自由度,因此第一压块在第二前连杆的摆动下将作沿导向孔的直线运动,第一压块的前端则可以将传递过来的动力直接压迫在履带上,从而作用于履带下的吸盘,造成负压进而吸附管壁,其他位置处的连杆机构同上,不再赘述。
为了提供合适的动力,能够驱动整个机器人运转,对左右履带组件的传动采取多级齿轮啮合,对左右履带组件之间的运动联接则采用万向轴,具体为:
所述传动机构包括前电机、后电机、用于控制左履带组件运动的左传动机构和用于控制右履带组件运动的右传动机构,所述左传动机构和右传动机构的结构相同,所述左传动机构包括:前万向轴和后万向轴,所述前电机固定安装在支撑杆上,前电机的输出端安装有前输出齿轮,所述前万向轴的一端固定安装有前从动齿轮,所述前万向轴上还安装有前离合齿轮,所述前离合齿轮可在前万向轴上滑动,所述前输出齿轮与前从动齿轮啮合,所述前离合齿轮可与第二前齿轮啮合;
所述后电机固定安装在支撑杆上,后电机的输出端安装有后输出齿轮,所述后万向轴的一端固定安装有后从动齿轮,所述后万向轴上还安装有后离合齿轮,所述后离合齿轮可在后万向轴上滑动,所述后输出齿轮与后从动齿轮啮合,所述后离合齿轮可与第二后齿轮啮合;
所述左传动机构的前万向轴与右传动机构的前万向轴通过万向节联接,所述左传动机构的后万向轴与右传动机构的后万向轴通过万向节联接。
为了适应不同的管径,可以对左右履带组件构成的角度进行调节,具体为:位于左、右履带组件之间还设置有角度调节装置,所述角度调节装置包括左撑杆、右撑杆和丝杆,所述左撑杆一端固定安装在左履带组件靠内的支撑杆上,所述右撑杆一端固定安装在右履带组件靠内的支撑杆上,所述左撑杆另一端与右撑杆另一端相互铰接,所述左撑杆和右撑杆上均设置有螺母座,所述丝杆两端螺纹旋向相反,丝杆两端分别与左、右撑杆上的螺母座螺纹连接,所述丝杆中部设置有旋钮。
为了给机器人提供监测功能,还具有工作台和支架,所述支架的两腿分别架设于左撑杆和右撑杆,所述工作台固定安装于支架顶部,所述工作台上安装有监测装置。
为了方便机器人行进时的清扫,所述清洗装置包括左清洗装置和右清洗装置,所述左清洗装置设置于左履带组件的前端,所述右清洗装置设置于右履带组件的前端,所述左清洗装置和右清洗装置结构相同并相互对称,所述左、右清洗装置均包括:第五前齿轮、主动带轮、主动齿轮、从动齿轮、第一辊轴、第二辊轴、刮板和固定杆,所述左履带组件的第一前齿轮与第五前齿轮啮合,所述第五前齿轮与主动带轮同轴安装于相对靠内的支撑杆上,所述第一辊轴和第二辊轴并列排布,并转动安装于左履带组件两侧的支撑杆之间,第一辊轴和第二辊轴上均设置有毛刷,所述第一辊轴的一端固定安装主动齿轮,所述第二辊轴的同一端固定安装从动齿轮,所述主动齿轮和从动齿轮啮合,所述主动带轮与第一辊轴带传动;
所述左履带组件两侧的其中一支撑杆的前端固定安装所述固定杆,所述刮板固定安装于固定杆的另一端下方。
为了便于连杆机构对履带进行施压,从而给吸盘造成负压,所述履带包括:两根链条,所述链条由若干链节相互串联构成,两根链条中相对应的链节之间安装有销轴,所述吸盘均匀并排分布于每个销轴贴地的面上。
为了便于离合齿轮的离合动作,所述前离合齿轮与前万向轴通过花键连接,所述后离合齿轮与后万向轴通过花键连接。
为了方便人员调节丝杆,所述旋钮与丝杆为一体结构,旋钮为圆柱形,旋钮的圆柱面上设有滚花结构。
本发明的有益效果是,本发明具有如下优点:
1)、本发明的吸盘不需要借助额外的设备来造成负压,仅仅只要采用纯机械式驱动来实现吸盘的吸附功能,不使用电磁力固定履带,不使用抽真空的方式固定吸盘,能够减少设备重量,降低设计和制造成本,减少故障率;
2)、本发明的机器人具有角度调节功能,能够调节左右履带组件之间张开的角度,从而适应不同管径的需要;
3)、本发明的清扫效果好,其中刮板可以提高清扫力度,从而利于后方吸盘的吸附。
4)、本发明设有工作台,工作台上有与其他设备结合的接口装置,其他检测仪器,监控设备,控制装置可以嵌入工作台中,这样就可以把爬壁清扫机器人当作底层载体,执行嵌入设备的检测、监控等高级功能。
5)、本发明前进时可进行方向微调,有效避障。装在左右万向轴上的滑移齿轮通过控制前离合齿轮与第二前齿轮的啮合与否,来分别控制左右链轮的转动与停止,从而控制前进方向,在遇到障碍物后,可改变方向,避开障碍物,继续前进。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的正面总装图;
图2是本发明的背面总装图;
图3是本发明的前传动机构轮系图;
图4是本发明的后传动机构轮系图;
图5是本发明的角度调节装置的结构示意图;
图6是本发明的角度调节装置的俯视图;
图7是本发明的清洗装置的结构示意图;
图8是本发明的连杆机构的结构示意图;
图9是本发明的吸附机构的结构示意图;
图10是本发明的T形杆的结构示意图;
图中:1.吸盘,2.履带,3.前链轮,4.后链轮,5.支撑杆,6.第一前齿轮,7.第二前齿轮,8.第三前齿轮,9.第四前齿轮,10.前曲柄,11.第一前连杆,12.第二前连杆,13.第一T形杆,14.第一压块,15.后曲柄,16.第一后连杆,17.第二后连杆,18.第二T形杆,19.第二压块,20.铰接部,21.导向孔,22.第一后齿轮,23.丝杆,24.第二后齿轮,25.第三后齿轮,26.第四后齿轮,27.前电机,28.后电机,29.前万向轴,30.后万向轴,31.前输出齿轮,32.前从动齿轮,33.前离合齿轮,34.后输出齿轮,35.后从动齿轮,36.后离合齿轮,37.万向节,38.左撑杆,39.右撑杆,40.螺母座,41.旋钮,42.工作台,43.支架,44.第五前齿轮,45.主动带轮,46.主动齿轮,47.从动齿轮,48.第一辊轴,49.第二辊轴,50.刮板,51.固定杆,52.毛刷,53.链条,54.链节,55.销轴,56.第三前连杆,57.第三后连杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
为方便说明,本实施例中,以面向机器人正面时设定为左右,即人站在机器人前,人的左手为机器人的左侧,人的右手为机器人的右侧
参见图1图2,一种容器及管道爬壁清理机器人,具有清洗装置、左履带组件、右履带组件和传动机构,左履带组件、右履带组件设置在传动机构两侧并分别与传动机构传动连接,其特征在于:还具有连杆机构,左、右履带组件上设置有若干用于吸附在壁上的吸盘1,左右履带组件中均设置连杆机构,传动机构驱动连杆机构对吸盘1施加压力从而迫使吸盘1紧贴管壁。
履带的吸附:
左履带组件和右履带组件结构相同,参见图1-4,左履带组件包括:履带2、前链轮3、后链轮4,履带2两侧具有支撑杆5,两侧的支撑杆5前端和后端均通过转动轴并联,前链轮3转动安装于履带2前端的转动轴上,后链轮4转动安装于履带2后端的转动轴上,前链轮3和后链轮4均与履带2啮合,前链轮3的转动轴上同轴安装有第一前齿轮6,第一前齿轮6上啮合有第二前齿轮7,第二前齿轮7转动安装于相对靠内的支撑杆5,还具有与第二前齿轮7同轴安装于该支撑杆5上的第三前齿轮8,第三前齿轮8上啮合有第四前齿轮9;
参见图8,连杆机构包括前曲柄10、第一前连杆11、第二前连杆12、第一T形杆13、第一压块14、第三前连杆56、后曲柄15、第一后连杆16、第二后连杆17、第二T形杆18、第二压块19和第三后连杆57,第四前齿轮9固定安装在前曲柄10上,前曲柄10两端转动安装在两支撑杆5之间,前曲柄10中部与第一前连杆11一端铰接,第一前连杆11另一端与第二前连杆12一端铰接,第二前连杆12另一端与第三前连杆56铰接,第三前连杆56另一端与第一压块14的一端铰接,第一压块14的下方为履带2的背面,参见图10,第一T形杆13纵向部分的中部具有凸起的铰接部20,铰接部20与第二前连杆12的中部相铰接,第一T形杆13纵向部分的端部开设有导向孔21,第一压块14穿设于导向孔21,第一T形杆13的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆5上;
参见图4图8,后链轮4的转动轴上同轴安装有第一后齿轮22,第一后齿轮22上啮合有第二后齿轮24,第二后齿轮24转动安装于相对靠内支撑杆5,还具有与第二后齿轮24同轴安装于该支撑杆5的第三后齿轮25,第三后齿轮25上啮合有第四后齿轮26,第四后齿轮26固定安装在后曲柄15上,后曲柄15两端转动安装在两支撑杆5之间,后曲柄15中部与第一后连杆16一端铰接,第一后连杆16另一端与第二后连杆17一端铰接,第二后连杆17另一端与第三后连杆57一端铰接,第三后连杆57另一端与第二压块19一端铰接,第二压块19另一端下方为履带2的背面,第二T形杆18纵向部分的中部具有凸起的铰接部20,该铰接部20与第二后连杆17的中部相铰接,参见图10,第二T形杆18纵向部分的端部也开设有导向孔21,第二压块19穿设于导向孔21,第二T形杆18的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆5上;
参见图1图2,传动机构一端与左履带组件的第二前齿轮7、第二后齿轮24传动连接,传动机构另一端与右履带组件的第二前齿轮7、第二后齿轮24传动连接。
以左履带组件的前端为例(后端结构相同,运动原理相同),传动机构将动力传给第二前齿轮7,此时第二前齿轮7可带动两种机构的运动,其一为履带的行走:第二前齿轮7带动第一前齿轮6转动,从而引起前链轮3的转动;其二为吸盘1的吸附:第二前齿轮7引起第三前齿轮8的同步转动,与之啮合的第四前齿轮9开始转动,从而前曲柄10作转动,前曲柄10的运动可引起第一前连杆11、第二前连杆12的连杆运动,由于第一T形杆13是固定在两支撑杆5之间的,其上的导向孔21作导向作用,可以帮助第一压块14作直线方向的运动,第一压块14向下直接压在销轴55的背面,从而最终压迫吸盘1,产生负压,从而可以使得履带紧紧贴住管壁。
左右履带组件的运动传递:
参见图1-4,传动机构包括前电机27、后电机28、用于控制左履带组件运动的左传动机构和用于控制右履带组件运动的右传动机构,左传动机构和右传动机构的结构相同,左传动机构包括:前万向轴29和后万向轴30,前电机27固定安装在支撑杆上,前电机27的输出端安装有前输出齿轮31,前万向轴29的一端固定安装有前从动齿轮32,前万向轴29上还安装有前离合齿轮33,前离合齿轮33可在前万向轴29上滑动,前输出齿轮31与前从动齿轮32啮合,前离合齿轮33可与第二前齿轮7啮合;
后电机28固定安装在相对靠内的支撑杆5上,后电机28的输出端安装有后输出齿轮34,后万向轴30的一端固定安装有后从动齿轮35,后万向轴30上还安装有后离合齿轮36,后离合齿轮36可在后万向轴30上滑动,后输出齿轮34与后从动齿轮35啮合,后离合齿轮36可与第二后齿轮24啮合;
左传动机构的前万向轴29与右传动机构的前万向轴29通过万向节37联接,左传动机构的后万向轴30与右传动机构的后万向轴30通过万向节37联接。
以前电机27的驱动作运动说明,前电机27将转矩输送给前输出齿轮31,带动前万向轴29上的从动齿轮32,通过前离合齿轮33的动作,可以选择“离”、“合”两种状态,“离”指前离合齿轮33与第二前齿轮7不啮合,“合”指两者啮合,本发明中采用离合齿轮,目的在于机器人在管道中的避障碍物,具体来说:当机器人前方出现障碍物时,此时左侧的前离合齿轮33与第二前齿轮7不啮合,后离合齿轮36与第二后齿轮24不啮合,也就是此时电机的动力无法传递给左履带组件,即左履带组件此时无法移动,为停止状态,而位于右侧的右履带组件在万向节37的作用下,电机的动力传递给了右侧的前万向轴29和后万向轴30,从而整个机器人此时是以左侧为旋转中心,进行旋转运动,也就是说此时可以认为是机器人右转,此步目的在于避开前方的障碍物,选择绕开,当整个机器人的行走方向上无障碍物时,左侧的离合齿轮全部与第二前齿轮7和第二后齿轮24啮合,此时保持直行一段距离,然后再把右侧的离合齿轮全部脱开,而左侧的不变,那么机器人本身将作左转运动,转动至合适位置后,右侧的离合齿轮再次全部合上,从而左右履带组件再次一起行走,此时则已经顺利绕开障碍物了。
由于容器及管道的清理往往受到管径大小的影响,因此不可能仅针对一种管径而设计一种单一的清理机器人,而应该是具有普遍性,因此,本实施例中对这一问题作了进一步地改进:
左右履带组件的角度调节:
参见图5图6,位于左、右履带组件之间还设置有角度调节装置,角度调节装置包括左撑杆38、右撑杆39和丝杆40,左撑杆38一端固定安装在左履带组件靠内的支撑杆5上,右撑杆39一端固定安装在右履带组件靠内的支撑杆5上,左撑杆38另一端与右撑杆39另一端相互铰接,左撑杆38和右撑杆39上均设置有螺母座40,丝杆23两端螺纹旋向相反,丝杆23两端分别与左、右撑杆上的螺母座40螺纹连接,丝杆23中部设置有旋钮41,该旋钮可以用于调节,当左右履带组件的张开角度较大时,拨动旋钮41,由于丝杆23的两端螺纹旋向不同,那么拨动旋钮41只可能产生两边的左撑杆38和右撑杆39相向或相背的运动,显然要调整两者的张开角度,拨动旋钮41,导致螺母座相向运动,从而引起左撑杆38和右撑杆39相互聚拢,而左撑杆38和右撑杆39分别固定在左履带组件和右履带组件,因此左履带组件和右履带组件的张开角度就会变小,从而可以适应更小的管径,方便机器人进入。
参见图1图2,为了用来与检测和探伤装置相配合,发挥爬壁机器人作为辅助部件的功能,本实施例中在机器人上设置了相应的工作平台部分,具体包括工作台42和支架43,支架43的两腿分别架设于左撑杆38和右撑杆39,工作台42固定安装于支架43顶部,工作台42上安装有监测装置。
清洗部分:
参见图7,清洗是本发明机器人的重点部分,其清洗目的一方面是为了清洗管壁,另一方面也是为了能够使得后方的吸盘更容易吸附在管壁上,本发明的清洗装置包括左清洗装置和右清洗装置,左清洗装置设置于左履带组件的前端,右清洗装置设置于右履带组件的前端,左清洗装置和右清洗装置结构相同并相互对称,左、右清洗装置均包括:第五前齿轮44、主动带轮45、主动齿轮46、从动齿轮47、第一辊轴48、第二辊轴49、刮板50和固定杆51,左履带组件的第一前齿轮6与第五前齿轮44啮合,第五前齿轮44与主动带轮45同轴安装于相对靠内的支撑杆5上,第一辊轴48和第二辊轴49并列排布,并转动安装于左履带组件两侧的支撑杆5之间,第一辊轴48和第二辊轴49上均设置有毛刷52,第一辊轴48的一端固定安装主动齿轮46,第二辊轴49的同一端固定安装从动齿轮47,主动齿轮46和从动齿轮47啮合,主动带轮45与第一辊轴48带传动;
左履带组件两侧的其中一支撑杆5的前端固定安装固定杆51,刮板50固定安装于固定杆51的另一端下方。以左清洗装置为例,第五前齿轮44的动力来源于第一前齿轮,第五前齿轮44转动后,主动带轮45也将转动,通过带传动引起第一辊轴48的转动,由于第一辊轴48上同轴安装主动齿轮46,而第二辊轴49上同轴安装从动齿轮47,主动齿轮46与从动齿轮47相互啮合,从而第一辊轴48可以带动第二辊轴49转动,从而套装在其上的毛刷52可以转动,从而清洗管壁,上述的刮板50可以进一步地对管壁进行清洗,以保证后续吸盘吸附时壁面的光洁度,以提高吸盘吸附的稳定性和可靠性,此处刮板50与固定杆51可以采用螺栓固定,因而刮板的角度也是可调的,可根据需要调整。
参见图9,本实施例中吸盘1是均匀分布在履带表面的,履带包括:两根链条53,链条53由若干链节54相互串联构成,两根链条53中相对应的链节54之间安装有销轴55,吸盘1均匀并排分布于每个销轴55贴地的面上,本实施例中吸盘在销轴55贴地面上分布三个。
为便于离合齿轮的离合动作,前离合齿轮33与前万向轴29通过花键连接,后离合齿轮36与后万向轴30通过花键连接。
参见图5图6,为了方便人手去拨动旋钮,旋钮41与丝杆23为一体结构,旋钮41为圆柱形,旋钮41的圆柱面上设有滚花结构,滚花结构可以加强摩擦力,方便旋转旋钮41。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种容器及管道爬壁清理机器人,具有清洗装置、左履带组件、右履带组件和传动机构,所述左履带组件、右履带组件设置在传动机构两侧并分别与传动机构传动连接,其特征在于:还具有连杆机构,所述左、右履带组件上设置有若干用于吸附在壁上的吸盘(1),所述左右履带组件中均设置所述连杆机构,所述传动机构驱动连杆机构对吸盘(1)施加压力从而迫使吸盘(1)紧贴管壁。
2.如权利要求1所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述左履带组件和右履带组件结构相同,所述左履带组件包括:履带(2)、前链轮(3)、后链轮(4),所述履带(2)两侧具有支撑杆(5),两侧的支撑杆(5)前端和后端均通过转动轴并联,所述前链轮(3)转动安装于履带(2)前端的转动轴上,所述后链轮(4)转动安装于履带(2)后端的转动轴上,所述前链轮(3)和后链轮(4)均与履带(2)啮合,所述前链轮(3)的转动轴上同轴安装有第一前齿轮(6),所述第一前齿轮(6)上啮合有第二前齿轮(7),所述第二前齿轮(7)转动安装于相对靠内的支撑杆(5),还具有与第二前齿轮(7)同轴安装于该支撑杆(5)上的第三前齿轮(8),所述第三前齿轮(8)上啮合有第四前齿轮(9),所述连杆机构包括前曲柄(10)、第一前连杆(11)、第二前连杆(12)、第一T形杆(13)、第一压块(14)、第三前连杆(56)、后曲柄(15)、第一后连杆(16)、第二后连杆(17)、第二T形杆(18)和第二压块(19)、第三后连杆(57),所述第四前齿轮(9)固定安装在前曲柄(10)上,所述前曲柄(10)两端转动安装在两支撑杆(5)之间,所述前曲柄(10)中部与第一前连杆(11)一端铰接,所述第一前连杆(11)另一端与第二前连杆(12)一端铰接,所述第二前连杆(12)另一端与第三前连杆(56)一端铰接,第三前连杆(56)与第一压块(14)的一端铰接,第一压块(14)的下方为履带(2)的背面,所述第一T形杆(13)纵向部分的中部具有凸起的铰接部(20),所述铰接部(20)与第二前连杆(12)的中部相铰接,所述第一T形杆(13)纵向部分的端部开设有导向孔(21),所述第一压块(14)穿设于所述导向孔(21),所述第一T形杆(13)的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆(5)上;
所述后链轮(4)的转动轴上同轴安装有第一后齿轮(22),所述第一后齿轮(22)上啮合有第二后齿轮(24),所述第二后齿轮(24)转动安装于相对靠内支撑杆(5),还具有与第二后齿轮(24)同轴安装于该支撑杆(5)的第三后齿轮(25),所述第三后齿轮(25)上啮合有第四后齿轮(26),所述第四后齿轮(26)固定安装在后曲柄(15)上,所述后曲柄(15)两端转动安装在两支撑杆(5)之间,所述后曲柄(15)中部与第一后连杆(16)一端铰接,所述第一后连杆(16)另一端与第二后连杆(17)一端铰接,所述第二后连杆(17)另一端与第三后连杆(57)的一端铰接,第三后连杆(57)的另一端与第二压块(19)一端铰接,所述第二压块(19)另一端下方为履带(2)的背面,所述第二T形杆(18)纵向部分的中部具有凸起的铰接部(20),该铰接部(20)与第二后连杆(17)的中部相铰接,所述第二T形杆(18)纵向部分的端部也开设有导向孔(21),所述第二压块(19)穿设于所述导向孔(21),所述第二T形杆(18)的横向两端分别固定安装在两边的支撑杆(5)上;
所述传动机构一端与左履带组件的第二前齿轮(7)、第二后齿轮(24)传动连接,传动机构另一端与右履带组件的第二前齿轮(7)、第二后齿轮(24)传动连接。
3.如权利要求2所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述传动机构包括前电机(27)、后电机(28)、用于控制左履带组件运动的左传动机构和用于控制右履带组件运动的右传动机构,所述左传动机构和右传动机构的结构相同,所述左传动机构包括:前万向轴(29)和后万向轴(30),所述前电机(27)固定安装在支撑杆上,前电机(27)的输出端安装有前输出齿轮(31),所述前万向轴(29)的一端固定安装有前从动齿轮(32),所述前万向轴(29)上还安装有前离合齿轮(33),所述前离合齿轮(33)可在前万向轴(29)上滑动,所述前输出齿轮(31)与前从动齿轮(32)啮合,所述前离合齿轮(33)可与第二前齿轮(7)啮合;
所述后电机(28)固定安装在相对靠内的支撑杆(5)上,后电机(28)的输出端安装有后输出齿轮(34),所述后万向轴(30)的一端固定安装有后从动齿轮(35),所述后万向轴(30)上还安装有后离合齿轮(36),所述后离合齿轮(36)可在后万向轴(30)上滑动,所述后输出齿轮(34)与后从动齿轮(35)啮合,所述后离合齿轮(36)可与第二后齿轮(24)啮合;
所述左传动机构的前万向轴(29)与右传动机构的前万向轴(29)通过万向节(37)联接,所述左传动机构的后万向轴(30)与右传动机构的后万向轴(30)通过万向节(37)联接。
4.如权利要求3所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:位于左、右履带组件之间还设置有角度调节装置,所述角度调节装置包括左撑杆(38)、右撑杆(39)和丝杆(23),所述左撑杆(38)一端固定安装在左履带组件靠内的支撑杆(5)上,所述右撑杆(39)一端固定安装在右履带组件靠内的支撑杆(5)上,所述左撑杆(38)另一端与右撑杆(39)另一端相互铰接,所述左撑杆(38)和右撑杆(39)上均设置有螺母座(40),所述丝杆(23)两端螺纹旋向相反,丝杆(23)两端分别与左、右撑杆上的螺母座(40)螺纹连接,所述丝杆(23)中部设置有旋钮(41)。
5.如权利要求4所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:还具有工作台(42)和支架(43),所述支架(43)的两腿分别架设于左撑杆(38)和右撑杆(39),所述工作台(42)固定安装于支架(43)顶部,所述工作台(42)上安装有监测装置。
6.如权利要求1所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述清洗装置包括左清洗装置和右清洗装置,所述左清洗装置设置于左履带组件的前端,所述右清洗装置设置于右履带组件的前端,所述左清洗装置和右清洗装置结构相同并相互对称,所述左、右清洗装置均包括:第五前齿轮(44)、主动带轮(45)、主动齿轮(46)、从动齿轮(47)、第一辊轴(48)、第二辊轴(49)、刮板(50)和固定杆(51),所述左履带组件的第一前齿轮(6)与第五前齿轮(44)啮合,所述第五前齿轮(44)与主动带轮(45)同轴安装于相对靠内的支撑杆(5)上,所述第一辊轴(48)和第二辊轴(49)并列排布,并转动安装于左履带组件两侧的支撑杆(5)之间,第一辊轴(48)和第二辊轴(49)上均设置有毛刷(52),所述第一辊轴(48)的一端固定安装主动齿轮(46),所述第二辊轴(49)的同一端固定安装从动齿轮(47),所述主动齿轮(46)和从动齿轮(47)啮合,所述主动带轮(45)与第一辊轴(48)带传动;
所述左履带组件两侧的其中一支撑杆(5)的前端固定安装所述固定杆(51),所述刮板(50)固定安装于固定杆(51)的另一端下方。
7.如权利要求2所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述履带包括:两根链条(53),所述链条(53)由若干链节(54)相互串联构成,两根链条(53)中相对应的链节(54)之间安装有销轴(55),所述吸盘(1)均匀并排分布于每个销轴(55)贴地的面上。
8.如权利要求3所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述前离合齿轮(33)与前万向轴(29)通过花键连接,所述后离合齿轮(36)与后万向轴(30)通过花键连接。
9.如权利要求4所述的容器及管道爬壁清理机器人,其特征在于:所述旋钮(41)与丝杆(23)为一体结构,旋钮(41)为圆柱形,旋钮(41)的圆柱面上设有滚花结构。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
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