CN107355638A - 一种多驱动式管道机器人载体结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多驱动式管道机器人载体结构，包括一对定位在管道内部的前机壳与后机壳、设置在管道轴线上并且前后端分别可转动地定位在前机壳与后机壳中的转动轴以及固定在转动轴上并驱动转动轴旋转的叶轮；所述叶轮固定在转动轴的前端并且位于前机壳的内部，前机壳的内部设置有一个容纳叶轮的腔室，该腔室的前端开设有进水孔，腔室的后端开设有出水孔，位于腔室前端的转动轴上设置有锥形体，锥形体的前端倾斜面形成向进水孔的导流通道；本发明驱动力来源于水流对叶轮的冲击驱动转动轴旋转，使得按照前机壳与后机壳依次在管道中向前移动的方式行进在管道内，工作时间和移动距离均不受限制，可用于城市污水管道的检测和清淤工程。

Description

一种多驱动式管道机器人载体结构
技术领域
本发明涉及管道维护技术领域，特别是一种多驱动式管道机器人载体结构。
背景技术
目前主要使用管道机器人来维护管道，但是现有的管道机器人一般需要外加能源供给进行驱动，在管道内部的作业时间和行进距离受限较大，逆向气流前进时更显不足，针对这个问题，申请号为201310134317.X，发明名称为逆流前进式流体驱动管道机器人的专利，该逆流前进式流体驱动管道机器人在管道内气流的推动下，利用风轮驱动转动轴旋转，同时转动轴与后机壳之间形成配合，使得前后机壳以依次向前仲缩的方式行进在管道内，该行进方式的能量主要通过转化气流动能而来，但该管道机器人的使用具有很大的局限性：只能用于风管道，因为其动力源很单一，即管道内的风力，其他管道，例如城市污水、雨水管道内不适用；且需要管道内的风力较大才能驱动风轮转动，从而使整个机器人能够在管道内移动，如果风力不够，机器人没有足够的动力在管道内移动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种的多驱动式管道机器人载体结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种多驱动式管道机器人载体结构，包括一对定位在管道内部的前机壳与后机壳、设置在管道轴线上并且前后端分别可转动地定位在前机壳与后机壳中的转动轴、以及固定在转动轴上并驱动转动轴旋转的叶轮；所述叶轮固定在转动轴的前端并且位于前机壳的内部，前机壳的内部设置有一个容纳叶轮的腔室，该腔室的前端开设有进水孔，腔室的后端开设有出水孔，位于腔室前端的转动轴上设置有锥形体，锥形体的前端倾斜面形成向进水孔的导流通道；
所述转动轴的前端为光杆结构，后端为双向螺杆结构，后机壳转动连接于双向螺杆结构上，前机壳转动连接于光杆结构上，所述前机壳与后机壳的外圆周面上分别设置若干个用于阻止前机壳与后机壳后退的止锁机构。
本发明所述双向螺杆结构包括制于转动轴后部的双向螺杆以及定位于后机壳转动孔中并与双向螺杆滑动配合的滑块。
本发明所述转动轴的前端制有用于定位前机壳转动孔的阶梯轴。
本发明所述止锁机构包括若干个分别设置在前机壳与后机壳外圆周面上的定位槽、通过销钉可转动地铰接在定位槽中的凸齿轮、将凸齿轮顶压在管道内壁上的扭簧。
本发明所述前机壳上制有用于放置检测装置的空腔。
本发明采用上述方案后，具有如下技术效果：
本发明驱动力来源于水流对叶轮的冲击驱动转动轴旋转，无需外部能源供给，同时转动轴与后机壳之间形成配合，使得按照前机壳与后机壳依次在管道中向前移动的方式行进在管道内，工作时间和移动距离均不受限制，可用于城市污水管道的检测和清淤工程，另外，本发明的结构较为简单，生产成本也较低。
附图说明
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。
图1是本发明的主视剖面结构示意图。
图2是后机壳的左视结构示意图。
图3是转动轴的主视结构示意图。
图4是止锁机构的立体结构示意图。
图5是滑块与转动轴的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，一种多驱动式管道机器人载体结构，包括一对定位在管道内部的前机壳1与后机壳2、设置在管道轴线上并且前后端分别可转动地定位在前机壳1与后机壳2中的转动轴3、以及固定在转动轴3上并驱动转动轴旋转的叶轮4；所述叶轮4固定在转动轴3的前端并且位于前机壳1的内部，前机壳1的内部设置有一个容纳叶轮4的腔室，该腔室的前端开设有进水孔1-4，腔室的后端开设有出水孔1-5，位于腔室前端的转动轴3上设置有锥形体1-6，锥形体1-6的前端倾斜面形成向进水孔1-4的导流通道；
前端水流经锥形体的导流进入进水孔的流速较快，从进水孔进入叶轮所在腔室内，冲刷叶轮叶片，使叶轮高速旋转，驱动转动轴转动，
所述前机壳上制有用于放置检测装置的空腔1-2，所述多驱动式管道机器人载体结构承载检测装置在管道内移动，从而完成检测工作，前机壳上制有用于从前机壳前端通过水流的过水孔1-3，管道内的水流一部分经进水孔带动叶轮转动，另一部分需要经过水孔流走，防止因水流过大，对前机壳及整个装置带来较大前进阻力。
如图3所示，所述转动轴3的前端为光杆结构，后端为双向螺杆结构，后机壳2转动连接于双向螺杆结构上，前机壳1转动连接于光杆结构上，所述前机壳1与后机壳2的外圆周面上分别设置若干个用于阻止前机壳1与后机壳2后退的止锁机构。
如图3、5所示，所述双向螺杆结构包括制于转动轴3后部的双向螺杆3-1以及定位于后机壳转动孔2-2中并与双向螺杆滑动配合的滑块2-1。所述转动轴3的前端制有用于定位前机壳转动孔1-1的阶梯轴3-2。
如图5所示，双向螺杆上的两条螺纹(均为阴螺纹)为沿着整个螺杆正反布置的第一螺纹3-1-1和第二螺纹3-1-2，并且两条螺纹还在双向螺杆的两头进行光滑过渡连接，转动轴转动时，滑块先由第一螺纹带动沿着双向螺杆轴线正向滑动，当滑动至双向螺杆的一头时，由于转动轴以同一方向继续旋转，滑块由第二螺纹带动沿着双向螺杆轴线反向滑动，因此滑块在后机壳中沿着双向螺杆轴线方向进行往复移动。所述双向螺杆机构为现有成熟机构，可直接采用。
如图1、4所示，所述止锁机构包括若干个分别设置在前机壳与后机壳外圆周面上的定位槽5、通过销钉6可转动地铰接在定位槽中的凸齿轮7、将凸齿轮顶压在管道内壁上的扭簧8。所述止锁机构用于对管道内壁9施加一定的阻力，该阻力可防止前机壳与后机壳在管道中后退，优选在前机壳与后机壳的外圆周而上均分布着4个止锁机构，每个止锁机构包括设置在前机壳或后机壳外圆周面上的定位槽5、可转动地铰接在定位槽中的凸齿轮7、将凸齿轮顶压在管道内壁上的扭簧8；销钉6用于铰接凸齿轮，其轴线垂直于转动轴轴线，扭簧套装在销钉上，凸齿轮为偏心扇形齿块，齿边与铰接销孔距离较近的一侧应而向着前进方向，当前机壳或后机壳在管道中有后退的趋势时，凸齿轮圆周面上的齿边将紧紧顶压住管道内壁并形成较大的摩擦阻力，该摩擦阻力有助于前机壳或后机壳在管道中保持相对静止；当前机壳或后机壳在管道中有前进的趋势时，凸齿轮对管道内壁的压力将大大减小，因此凸齿轮与管道之间的摩擦阻力也将减小，该摩擦阻力不会影响前机壳或后机壳在管道中前进。
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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

Claims (5)

1.一种多驱动式管道机器人载体结构，其特征在于：包括一对定位在管道内部的前机壳(1)与后机壳(2)、设置在管道轴线上并且前后端分别可转动地定位在前机壳(1)与后机壳(2)中的转动轴(3)、以及固定在转动轴(3)上并驱动转动轴旋转的叶轮(4)；所述叶轮(4)固定在转动轴(3)的前端并且位于前机壳(1)的内部，前机壳(1)的内部设置有一个容纳叶轮(4)的腔室，该腔室的前端开设有进水孔(1-4)，腔室的后端开设有出水孔(1-5)，位于腔室前端的转动轴(3)上设置有锥形体(1-6)，锥形体(1-6)的前端倾斜面形成向进水孔(1-4)的导流通道；
所述转动轴(3)的前端为光杆结构，后端为双向螺杆结构，后机壳(2)转动连接于双向螺杆结构上，前机壳(1)转动连接于光杆结构上，所述前机壳(1)与后机壳(2)的外圆周面上分别设置若干个用于阻止前机壳(1)与后机壳(2)后退的止锁机构。
2.根据权利要求1所述的多驱动式管道机器人载体结构，其特征在于：所述双向螺杆结构包括制于转动轴(3)后部的双向螺杆(3-1)以及定位于后机壳转动孔(2-2)中并与双向螺杆滑动配合的滑块(2-1)。
3.根据权利要求2所述的多驱动式管道机器人载体结构，其特征在于：所述转动轴(3)的前端制有用于定位前机壳转动孔(1-1)的阶梯轴(3-2)。
4.根据权利要求1所述的多驱动式管道机器人载体结构，其特征在于：所述止锁机构包括若干个分别设置在前机壳与后机壳外圆周面上的定位槽(5)、通过销钉(6)可转动地铰接在定位槽中的凸齿轮(7)、将凸齿轮顶压在管道内壁上的扭簧(8)。
5.根据权利要求1所述的多驱动式管道机器人载体结构，其特征在于：所述前机壳上制有用于放置检测装置的空腔(1-2)。
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