CN107701855B - 一种驱动滚筒的壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动滚筒的壳体，壳体为筒状，壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片。外壳固定套设在驱动滚筒外部，管道机器人工作时，外壳随驱动滚筒一起转动，当机器人的滚筒与管道的内壁或管中淤泥等接触时，螺旋叶片与管道内壁或淤泥摩擦，驱动管道机器人前进，接触面积大，不会打滑；当机器人的滚筒悬浮在水中时，螺旋叶片相当于螺旋桨，螺旋叶片转动向后排水驱动管道机器人前进。螺旋叶片磨损量大、磨损快，当螺旋叶片过量磨损后，驱动能力大打折扣，所以应定期更换。通过将壳体与驱动滚筒分体设计，只要定期更换外壳，而不需要更换驱动滚筒，大大降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动滚筒的壳体。
背景技术
市政管道环境非常恶劣，长期使用后容易发生腐蚀、疲劳破坏或者使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等，特别是水类管道，还容易堵塞等事故。因此管道的管内探测、清淤是一项十分重要的实用工程，目前管内探测、清污大多还采用人工进行操作，受管道尺寸、环境恶劣等因素限制，导致工作强度大、工作效率低，基于该问题，目前出现了管道机器人，比如：滚轮式、螺旋滚筒式等。针对螺旋滚筒式管道机器人，螺旋滚筒作为机器人的驱动部件，螺旋滚筒转动时与管道内壁或淤泥等摩擦，驱动管道机器人前进，现有的螺旋滚筒的外壳和滚筒本体为一体结构，外壳磨损大属于易耗件，导致更换成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动滚筒的壳体，解决现有技术中螺旋滚筒的外壳和滚筒本体为一体结构，更换成本高的技术问题。
本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种驱动滚筒的壳体，壳体为筒状，壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片。外壳固定套设在驱动滚筒外部，管道机器人工作时，外壳随驱动滚筒一起转动，当机器人的滚筒与管道的内壁或管中淤泥等接触时，螺旋叶片与管道内壁或淤泥摩擦，驱动管道机器人前进，接触面积大，不会打滑；当机器人的滚筒悬浮在水中时，螺旋叶片相当于螺旋桨，螺旋叶片转动向后排水驱动管道机器人前进。螺旋叶片磨损量大、磨损快，当螺旋叶片过量磨损后，驱动能力大打折扣，所以应定期更换。通过将壳体与驱动滚筒分体设计，只要定期更换外壳，而不需要更换驱动滚筒，大大降低成本。
进一步改进，所述壳体外周面凸凹不平，具有螺旋凹槽和螺旋凸起，经过壳体轴线的平面与壳体外周面的交线为正弦曲线；所述螺旋叶片位于凸起上。
因为管道内会存在部分淤泥，管道机器人在在管道中行走时，壳体的部下会陷入淤泥中，壳体外周面与淤泥充分接触，通过将壳体表面设计为凸凹不平，增加了壳体与管道内比的接触面，增大摩擦力，防止打滑，提高驱动性能。
进一步改进，所述螺旋叶片端面轮廓成顶部的水平线和两侧对称的弧线；
在螺旋叶片端面所在的平面中，以两侧弧线的对称轴为y轴，螺旋凸起的顶点连线为x轴，建立轴角坐标系，
则螺旋叶片端面轮廓所对应函数为：
其中，y、x的单位均为厘米。
所述螺旋叶片的螺距为2-10cm，适当增大螺距可以提高管道机器人前进速度；螺距过大则与管道内壁的接触面积小，摩擦力不足。螺旋叶片的高度不能太高，也不能太矮，太矮，磨损快，则需要经常更换；螺旋叶片的高度太大，壳体体积大，管道机器人整体重心变高，稳定性差。螺旋叶片的宽度太宽，则重量重，驱动性能下降；宽度太宽太小，则易磨损，且强度不够，碰撞到硬物易断裂。
所以满足上式关系的螺旋叶片，使用寿命长，结构稳定，与壳体连接牢靠。
进一步改进，所述壳体的外周面的叶片为连续螺旋状。
进一步改进，所述螺旋叶片由多个螺旋状叶片单元组成，多个螺旋状叶片单元呈螺旋状固定设置在壳体外周面，相邻螺旋状叶片单元之间存在间距，螺旋状叶片单元和螺旋叶片的螺距相同。
进一步改进，所述螺旋叶片的顶面设置有防滑纹，防止打滑空转，增加摩擦力。
进一步改进，所述壳体为一体成型结构，其内腔直筒结构，如果驱动滚筒为柱状体，则装配时很方便，只需要外壳套在驱动滚筒上即可。
进一步改进，所述壳体为的内腔，以及外不形状均为锥梭形。锥梭形设计，管道机器人在工作工程中，壳体的中部与管壁接触，两端翘起，防止卡堵，利于管道机器人前进。
进一步改进，所述壳体为两体式，壳体被与其轴线垂直的平面分为两半，或者壳体沿轴向分为两半。两体式，对于非柱状的驱动滚筒便于安装、拆卸。
进一步改进，所述壳体上开设有用于固定壳体和驱动滚筒的螺纹孔，通过螺钉固定壳体和驱动滚筒，便于拆装。
进一步改进，所述壳体内壁设置有多个与驱动滚筒相配合的定位件，驱动滚筒上对应位置开设有定位卡槽，装配时将定位件插入定位卡槽中，防止管道机器人工作时，壳体与驱动滚筒发生相对转动。
进一步改进，所述壳体的两端设置有封头板，防止水或污物等进入壳体与驱动滚筒之间的间隙中。
进一步改进，所述壳为不锈钢、碳纤维或者树脂材质制成，耐磨，强度高，韧性好，不易锈蚀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过将壳体与驱动滚筒分体设计，只要定期更换外壳，而不需要更换驱动滚筒，大大降低成本。
2、壳体为两体式，便于安装、拆卸，且利于加工。
3、通过将壳体表面设计为凸凹不平，增加了壳体与管道内比的接触面，增大摩擦力，防止打滑，提高驱动性能。
4、通过在螺旋叶片的顶面设置有防滑纹，防止打滑空转，增加摩擦力。
附图说明
图1为实施例一中所述驱动滚筒的壳体的结构图。
图2为实施例二中所述驱动滚筒的壳体的主视图。
图3为实施例二中所述驱动滚筒的壳体的立体图。
图4为施例四中驱动滚筒的壳体的结构图。
图5为螺旋叶片端面轮廓所对应函数曲线。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
如图1所示，一种驱动滚筒的壳体1，壳体1为筒状，壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片2。壳体为一体成型结构，直筒结构，如果驱动滚筒为柱状体，则装配时很方便，只需要外壳套在驱动滚筒上即可。壳体1的外周面的叶片为连续螺旋状。所述螺旋叶片的螺距为5cm，螺旋叶片的高度为3cm，螺旋叶片的宽度为2cm。
实施例二：
在本实施例中，所述壳体被与其轴线垂直的平面分为两半，为两个直筒，装配时，将两个半壳体分别从端部套设在驱动滚筒上。壳体1的外周面的叶片为连续螺旋状。在其他实施例中，壳体被与其轴线垂直的平面分为两个圆台状壳体。
实施例三：
如图2、3所示，在本实施例中，所述壳体1沿轴向分为两半。所述壳体的内壁为光滑弧面，所述壳体上开设有用于固定壳体和驱动滚筒的螺纹孔3，通过螺钉固定壳体和驱动滚筒，便于拆装。壳体1的外周面的叶片为连续螺旋状。所述螺旋叶片2的螺距为8cm，螺旋叶片2的高度为3cm，螺旋叶片2的宽度为2cm。
所述壳体的两端设置有封头板10，防止水或污物等进入壳体与驱动滚筒之间的间隙中。
所述壳体1为锥梭形，包括三段：中间的直筒段和两端的圆台壳体段，三段一体成型。锥梭形设计，管道机器人在工作工程中，壳体的中部与管壁接触，两端翘起，防止卡堵，利于管道机器人前进。
实施例四：
在本实施例中，如图4所示，所述壳体1沿轴向分为两半。壳体1的外周面的叶片为连续螺旋状。所述壳体外周面凸凹不平，具有螺旋凹槽和螺旋凸起，经过壳体轴线的平面与壳体外周面的交线为正弦曲线；所述螺旋叶片位于凸起上。
因为管道内会存在部分淤泥，管道机器人在在管道中行走时，壳体的部下会陷入淤泥中，壳体外周面与淤泥充分接触，通过将壳体表面设计为凸凹不平，增加了壳体与管道内比的接触面，增大摩擦力，防止打滑，提高驱动性能。
所述螺旋叶片2端面轮廓成顶部的水平线和两侧对称的弧线；
在螺旋叶片端面所在的平面中，以两侧弧线的对称轴为y轴，螺旋凸起的顶点连线为x轴，建立轴角坐标系，
则螺旋叶片端面轮廓所对应函数为，如图5所示：
其中，y、x的单位均为厘米。
所述螺旋叶片的螺距为6cm，适当增大螺距可以提高管道机器人前进速度；螺距过大则与管道内壁的接触面积小，摩擦力不足。螺旋叶片的高度不能太高，也不能太矮，太矮，磨损快，则需要经常更换；螺旋叶片的高度太大，壳体体积大，管道机器人整体重心变高，稳定性差。螺旋叶片的宽度太宽，则重量重，驱动性能下降；宽度太宽太小，则易磨损，且强度不够，碰撞到硬物易断裂。
所以满足上式关系的螺旋叶片，使用寿命长，结构稳定，与壳体连接牢靠。
在本实施例中，所述壳体1为碳纤维材质制成，耐磨，强度高，韧性好，不易锈蚀。在其他实施例中，壳体1为不锈钢或者树脂制成。
在本实施例中，所述壳体1的外周面的叶片为连续螺旋状。
在本实施例中，所述螺旋叶片2的顶面设置有防滑纹，防止打滑空转，增加摩擦力。
实施例五：
在本实施例中，所述螺旋叶片由多个螺旋状叶片单元组成，多个螺旋状叶片单元呈螺旋状固定设置在壳体外周面，相邻螺旋状叶片单元之间存在间距，螺旋状叶片单元和螺旋叶片的螺距相同。其他部分与实施例四中相同。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种驱动滚筒的壳体，其特征在于，壳体为筒状，壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片；所述壳体外周面凸凹不平，具有螺旋凹槽和螺旋凸起，经过壳体轴线的平面与壳体外周面的交线为正弦曲线；所述螺旋叶片位于凸起上；
所述螺旋叶片端面轮廓设置成顶部的水平线和两侧对称的弧线；
在螺旋叶片端面所在的平面中，以两侧弧线的对称轴为y轴，螺旋凸起的顶点连线为x轴，建立轴角坐标系，
则螺旋叶片端面轮廓所对应函数为：
；
其中，y、x的单位均为厘米。
2.根据权利要求1所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述壳体的外周面的叶片为连续螺旋状。
3.根据权利要求1所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述螺旋叶片由多个螺旋状叶片单元组成，多个螺旋状叶片单元呈螺旋状固定设置在壳体外周面，相邻螺旋状叶片单元之间存在间距，所有螺旋状叶片单元的螺距相同。
4.根据权利要求2或3中所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述螺旋叶片的顶面设置有防滑纹。
5.根据权利要求4所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述壳体为一体成型结构，其内腔为直筒结构。
6.根据权利要求4中所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述壳体的内腔，以及外部形状均为锥梭形。
7.根据权利要求4所述的驱动滚筒的壳体，其特征在于，所述壳体为两体式，壳体被与其轴线垂直的平面分为两半，或者壳体沿轴向分为两半。
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