CN107143722A - 一种用于地下管道检测机器人的爬行装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人载体领域，具体的说，是一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，包括外壳，外壳内部设有驱动电机，所述驱动电机安装有主传动轴，主传动轴上设有齿轮，所述外壳任意一端安装有前置固定板，另一端安装有后置固定板，前置固定板和后置固定板通过转动轴分别安装有四个轮臂，轮臂上固定有滚轮，滚轮通过传动皮带与转动轴上的传动皮带齿轮连接；前置安装板和后置安装板上安装有副传动轴和轴承，副传动轴上设有齿轮，主转动轴的齿轮与副传动轴咬合，将动力分散给副传动轴，副传动轴连接轴承，轴承通过齿轮结构与转动轴连接，带动转动轴转动，从而使滚轮转动，轮臂上设有弹簧将轮臂向外撑开，使滚轮更好地与管道内壁接触。

Description

一种用于地下管道检测机器人的爬行装置

技术领域

本发明涉及机器人载体领域，尤其涉及一种管道检测载体装置，具体的说，是一种用于地下管道检测机器人的爬行装置。

背景技术

随着石油、化工、天然气和和工业的发展，以及管道监测会维修等工作的需要管道机器人也得到了更为深入的研究和广泛的额使用，针对各种生产设备的输送管道（水、气、油等），以及特殊设备（高压管道等）的安全检测及维护，管道机器人在实际应用中具有很重要的使用价值。通常地，现有管道机器人多采用以下几种运动结构，底部采用履带带动所述管道机器人在所述管道行走，所适用的管道种类少，不适用与垂直向上管道内的爬行，支撑杆结构，采用端部带有滚轮的折叠干结构将所述管道机器人支撑在所述管道中间行走，这种结构对管道的适用性差，由于机械结构的限制难以在管径很小的管道中应用，特别是在转弯处或者丁字路口转弯，轮式结构，采用传统的车轮移动或者车轮与管道内壁接触的方式，使管道机器人在管道内行驶，这种爬行结构在管道内爬行时，碰到管道变形或者，附着在管道壁的异物，将影响到机器人在管道内的爬行，甚至会导致机器人在管道内侧翻卡死等问题。目前形势管道机器人的驱动形式所产生的推进效果不佳，且换向结构空间大，成为了管道机器人所面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，该发明设计主要是一个载体，可以很好的在管道内爬行，有八组滚轮与管道比接触通过动力分配装置使得每个滚轮都可以转动，达到很好的推进效果，即使在转弯处有几个滚轮悬空该装置也能够很好的在管道内爬行。

对于本发明的用途进一步说明，本发明只是提供一种管道检测装置，并非用于实现检测的装置，因此，在本发明中不包括采集信息、图像的装置，以及用于处理、存储和传输的系统，只是提供一种用于承载上述采集信息装置的可移动载体。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，包括外壳，所述外壳内部设有固定安装座，用于安装驱动电机，外壳的两端安装有前置安装板和后置安装板，前置安装板和后置安装板上设有轴承安装座、副传动轴、轴承；安装在前置安装板和后置安装板的副传动轴朝向中心的一端设有锥形齿轮，副传动轴的另一端与轴承相连，同一平面安装在副传动轴上的锥形齿轮之间不相互咬合，主传动轴的任意一端与驱动电机相连，主传动轴的另一端设有锥形齿轮，所述主传动轴上的锥形齿轮与副传动轴上的锥形齿轮相互咬合，组成动力分配装置，主传动轴将驱动电机动力传输给动力分配装置，动力分配装置将动力同过副传动轴传输给轴承，轴承朝向转动轴的一侧设有锥形齿轮；滚轮通过轮轴固定在轮臂上，滚轮内侧设置有齿轮结构，齿轮结构通过传动皮带与转动轴两侧的传动皮带齿轮相连，轮臂和转动轴固定在轴承安装座上，转动轴设有锥形齿轮，轴承的锥形齿轮与转轴动的锥形齿轮咬合，将动力传输给转动轴，转动轴带动两侧的齿轮转动，齿轮带动传动皮带转动，传动皮带带动滚轮转动，轮臂上装有弹力弹簧支撑轴，前置安装板上轮臂的弹力弹簧一端安装在外壳上，弹力弹簧的另一端通过弹力弹簧支撑轴与轮臂相连，后置安装板的轴承安装座朝向与轮臂的伸展方向，后弹力弹簧任意一端通过弹力弹簧支撑轴与轮臂相连，后弹力弹簧的另一端固定在与后置安装板动力分配装置相反的一侧，本发明设有八组驱动轮，前置安装板上等圆心角安装四组驱动轮，后置安装板上等圆心角安装四组驱动轮，从前置安装板的轴向观看，八组驱动轮呈等圆心角分布。

进一步的说明，本发明驱动电机安装主传动轴将动力通过由五个锥形齿轮组成的动力分装置分配给八个副传动轴，副传动轴连接轴承，轴承的锥形齿轮与轴承安装座的转动轴上的锥形齿轮组成动力传输装置，将动力传给转动轴，转动轴通过传动皮带将动力传给滚轮，带动滚轮转动，前置固定板和后置固定板上的副传动轴与主传动轴的连接方式和轴承与转动轴的连接方式一致，为了适应不同直径的管道，八组轮臂上分别设有一个弹力弹簧，使轮臂具有弹性，增大滚轮与管壁之间的摩擦力。

优选地，所述驱动电机两端设有两个主传动轴，两个主传动轴上安装有锥形齿轮，所述外壳与前置安装板和后置安装板的连接方式为螺栓铆接。

优选地，所述动力分配装置为由五个锥形齿轮组成，副传动轴安装的齿轮为锥形齿轮，主传动轴安装的齿轮为锥形齿轮，轴承上安装的齿轮为锥形齿轮。

优选地，所述前置安装板外形为八边形，四个轴承安装座分别固定在前置安装板的八个角，所述后置安装板的轴承安装座之间设有缺口。

优选地，所述前置安装板和后置安装板的轴承安装座为一体式连接，前置安装板和后置安装板上设有耳座，耳座上设有孔洞，用于固定轴承。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，设有八组滚轮，轮臂上设有弹簧，使轮臂具有具有弹性，可以适用不同直径的管道，使滚轮能够很好的与管道内壁接触，在管道中的即使有几个滚轮悬空，也能够很好的在管道内爬行。

（2）本发明一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，驱动电机通过动力分配装置，将动力分配给每一个滚轮，使每个滚轮都能够转动，能够为爬行装置提供足够的动力，解决在管道内爬行因动力不足卡死问题。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的外观图；

图3为本发明的动力分配装置局部放大图；

图4为本发明的转动轴局部放大图；

图5为本发明的轴测图；

其中1-前置安装板，2-轮臂，3-滚轮，4-锥形齿轮，5-传动皮带，6-前弹力弹簧，7-轴承安装座，8-副传动轴，9-主传动轴，10-传动皮带齿轮，11-轴承，12-驱动电机，13-后置安装板，14-后弹力弹簧，15-弹力弹簧支撑轴，16-轮轴，17-转动轴，18外壳。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，包括外壳18，所述外壳18内部设有固定安装座，用于安装驱动电机12，外壳18的两端安装有前置安装板1和后置安装板13，前置安装板1和后置安装板13上设有轴承安装座7、副传动轴8、轴承11，安装在前置安装板1和后置安装板13的副传动轴8朝向中心的一端设有锥形齿轮，另一端与轴承11相连，同一平面安装在副传动轴8上的锥形齿轮之间不相互咬合，主传动轴9的任意一端与驱动电机12相连，主传动轴9的另一端设有锥形齿轮与副传动轴8上的锥形齿轮相互咬合，组成动力分配装置，主传动轴9将驱动电机12的动力传输给动力分配装置，动力分配装置将动力通过副传动轴传8输给轴承11，轴承11朝向转动轴17的一侧设有锥形齿轮4；滚轮3通过轮轴16固定在轮臂2上，滚轮3内侧设置有齿轮结构，齿轮结构通过传动皮带5与转动轴17两侧的传动皮带齿轮10相连，轮臂2和转动轴17固定在轴承安装座7上，转动轴17设有锥形齿轮，轴承11的锥形齿轮与转轴动17的锥形齿轮咬合，轴承11将动力传输给转动轴17，转动轴17带动两侧的齿轮转动，齿轮带动传动皮带5转动，传动皮带5带动滚轮3转动，轮臂2上装有弹力弹簧支撑轴15，固定在前置固定板1的轮臂2上的弹簧称为前弹力弹簧6，前弹力弹簧6任意一端通过弹簧支撑轴15与轮臂2相连，前弹力弹簧6另一端通过固定座与外壳1相连，后置安装板13的轴承安装座7朝向与轮臂2的伸展方向相反，后弹力弹簧14任意一端通过弹力弹簧支撑轴15与轮臂2相连，后弹力弹簧14另一端固定在后置安装板13与动力分配装置相反的一侧。

为了提供给爬行装置提供足够的爬行动力，本发明一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，设有驱动电机12，驱动电机12设有主传动轴9，主传动轴9连接的齿轮与四个副传动轴8的齿轮咬合，通过齿轮传动，将动力分别传输到同一平面不相咬合的副传动轴8上，前置固定板1和后置固定板13与主传动轴9的连接方式一致，为了使传动轴更好的传动，副传动轴8连接轴承11，轴承11设有齿轮与转动轴17的齿轮咬合，转动轴17两端设有传动皮带齿轮10，与轮臂2固定在轴承安装座7上，轮臂2固定滚轮3，滚轮3两端有齿轮结构，传动皮带5将滚轮3两侧的齿轮与转动轴17两端的皮带传送齿轮连接在一起，转动轴17转动，带动传动皮带5转动，传动皮带带动滚轮3转动，驱动电机12通过传动机构将动力作用在滚轮上，使每个滚轮都可以转动，提高了爬行装置的灵活性，即使在管道中爬行中有几个轮子处于悬空状态，其它滚轮转动依然可以提供足够的动力。

为了适应不同的管道直径和凹凸不平的管道内壁面，本发明一种用于地下管道机器人的爬行装置，设有驱动电机12，驱动电机12设有主传动轴9，主传动轴9连接的齿轮与四个副传动轴8的齿轮咬合，通过齿轮传动，将动力分别传输到同一平面不相咬合的副传动轴8上，前置固定板1和后置固定板13与主传动轴9的连接方式一致，为了使传动轴更好的传动，副传动轴8连接轴承11，轴承11设有齿轮与转动轴17的齿轮咬合，转动轴17两端设有传动皮带齿轮10，与轮臂2固定在轴承安装座7上，轴承11的齿轮与转动轴17的齿轮咬合，带动转动轴17转动，转动轴17通过传动皮带5带动滚轮3转动，为了让爬行装置在移动过程中滚轮3可以附着在管道内壁上，每个轮臂2上设有弹力弹簧支撑轴15，前置固定板1的轮臂2上安装有前弹力弹簧6，后置固定板13的轮臂2上安装有后弹力弹簧14，弹力弹簧对轮臂2有一个远离外壳18的弹力，在正常状态下，轮臂2受到弹力，处于最大扩张状态，在管道内壁爬行过程中随着管道直径的变化，轮臂2受弹力附着在管道内壁上，为了让爬行装置在管道内爬行的稳定，从前置固定板1的安装轴承安装座相反的一面轴向观察，八个轮臂呈等圆心角分布。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于地下管道检测机器人的爬行装置，其特征在于，所述爬行装置包括：外壳（18），所述外壳（18）内部设有固定安装座，用于安装驱动电机（12），外壳（18）的两端安装有前置安装板（1）和后置安装板（13），所述前置安装板（1）和后置安装板（13）上设有轴承安装座（7）、副传动轴（8）、轴承（11）；安装在前置安装（1）和后置安装板（13）上的副传动轴（8）朝向主传动轴（9）一端设有齿轮，副传动轴（8）的另一端与轴承（11）相连，同一平面安装在副传动轴（8）上的齿轮之间不相互咬合，所述主传动轴（9）的任意一端与驱动电机（12）相连，主传动轴（9）另一端设有齿轮与副传动轴（8）上的齿轮相互咬合，组成动力分配装置，主传动轴（9）将驱动电机（12）的动力传输给副传动轴（8），轴承（11）朝向转动轴（17）的一侧设有齿轮；滚轮（3）通过轮轴（16）固定在轮臂（2）上，滚轮（3）通过传动皮带（5）与转动轴（17）两侧的传动皮带齿轮（10）相连，轮臂（2）和转动轴（17）固定在轴承安装座（7）上，所述转动轴（17）设有锥形齿轮（4），轴承（11）的齿轮与转轴动（17）的锥形齿轮咬合，轴承（11）将动力传输给转动轴（17），转动轴（17）带动两侧的传动皮带齿轮（10）转动，传动皮带齿轮（10）带动传动皮带（5）转动，传动皮带（5）带动滚轮（3）转动，所述轮臂（2）上装有弹力弹簧支撑轴（15），固定在前置固定板（1）的轮臂（2）上的弹簧称为前弹力弹簧（6），前弹力弹簧（6）任意一端通过弹簧支撑轴（15）与轮臂（2）相连，另一端与外壳（1）相连，所述后置安装板（13）上的轴承安装座（7）朝向与轮臂（2）的朝向相反，后弹力弹簧（14）任意一端通过弹力弹簧支撑轴（15）与轮臂（2）相连，后弹力弹簧（14）的另一端固定在后置安装板（13）暴露在外壳（18）外面的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述驱动电机（12）两端设有两个主传动轴（9），两个主传动轴（9）上安装有锥形齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述动力分配装置为由五个锥形齿轮组成，副传动轴（8）安装的齿轮为锥形齿轮，主传动轴（9）安装的齿轮为锥形齿轮，轴承（11）上安装的齿轮为锥形齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述前置安装板（1）外形为八边形，四个轴承安装座（7）呈对称式分别固定在前置安装板（1）和后置安装板（13）的四个边，所述后置安装板（13）的轴承安装座（7）之间设有缺口。

5.根据权利要求1所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述前置安装板（1）和后置安装板（13）与轴承安装座（7）为一体式连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述传动皮带（5）为齿轮皮带。

7.根据权利要求1所述的一种用于地下管道检测机器人爬行装置，其特征在于，所述滚轮（3）左右两侧设有齿轮结构。