CN108443640A - 大变径轮式t型管道机器人牵引装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大变径轮式T型管道机器人牵引装置，包括行走机构、摆动机构和转动机构；行走机构包括旋转立板，在旋转立板的前端面上安装有两个变径气缸，在变径气缸的输出轴上安装有舵机，在舵机的输出轴上安装有牵引轮；转动机构包括前摆杆和与其采用双联式万向节连接的后摆杆，后摆杆由直齿轮传动机构传动，直齿轮传动机构采用电机Ⅰ驱动；摆动机构包括摆动套，摆动套套装在前摆杆上，在摆动套的后端部设有拨叉，拨叉由锥齿轮传动机构传动，锥齿轮传动机构由电机Ⅱ驱动。本发明可以引领机器人在T型管内完成90゜的拐弯，使机器人顺利通过T型管，并且具有体积小、变径范围大和成本低的特点。

Description

大变径轮式T型管道机器人牵引装置
技术领域
本发明属于管道机器人领域，尤其涉及一种可以实现大变径，而且可以通过T型管道的机器人。
背景技术
目前，管道输送作为一种材料运输的有效手段，在工业、核设施、石油、天然气和军事装备等领域被广泛使用。但是现有的管道机器人通常只能走直管或者弯管，无法拐90゜弯通过T型管，给机器人在管道内作业带来很大的不便。现有管道机器人的驱动多为电机带动轮子、履带，亦或者是足式的，但是由于管道相贯处的空间特性，而导致机器人在管道内拐90゜弯难以实现，不能通过T型管。综上所述，现有技术存在的问题是：管道机器人不能通过T型管，使机器人的使用受到限制。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大变径轮式T型管道机器人牵引装置，该装置可以引领机器人在T型管内完成90゜的拐弯，使机器人顺利通过T型管，并且具有体积小、变径范围大和成本低的特点。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种大变径轮式T型管道机器人牵引装置，包括行走机构、摆动机构和转动机构；所述行走机构包括旋转立板，在所述旋转立板的前端面上安装有两个变径气缸，其中一个变径气缸的输出轴朝上，另一个变径气缸的输出轴朝下，在每个变径气缸的输出轴上均安装有一个舵机，在每个所述舵机的输出轴上均安装有一个牵引轮，两个所述牵引轮沿同一竖向直线设置；所述转动机构包括前摆杆，所述前摆杆的前端与所述旋转立板的后端面固接，所述前摆杆与所述旋转立板垂直，所述前摆杆的后端采用双联式万向节与后摆杆的前端连接，所述后摆杆的后端与直齿轮传动机构的输出端连接，所述直齿轮传动机构采用电机Ⅰ驱动；所述摆动机构包括摆动套，所述摆动套套装在所述前摆杆上，所述摆动套的前端部通过轴承与所述前摆杆的前端部连接，在所述摆动套的后端部设有沿竖向延伸的拨叉，所述拨叉卡设在所述摆动套的两侧，所述拨叉固定在锥齿轮传动机构的输出端上，所述锥齿轮传动机构采用电机Ⅱ驱动，所述拨叉位于所述双联式万向节的前端处；所述电机Ⅰ、所述电机Ⅱ、所述直齿轮传动机构和所述锥齿轮传动机构均安装在一个壳体内。
本发明具有的优点和积极效果是：可以引领机器人在T型管内完成90゜的拐弯，使机器人顺利通过T型管，并且具有体积小、变径范围大和成本低的特点。
附图说明
图1是本发明的外观结构图；
图2是本发明的内部结构图；
图3是本发明的工作原理图；
图4是本发明的工作状态图。
图中：1-行走机构；2-摆动机构；3-转动机构；4-壳体；101-变径气缸；102-舵机；103-牵引轮；104-旋转立板；201-电机Ⅱ；202-锥齿轮传动机构；203-拨叉；204-摆动套；301-电机Ⅰ；302-直齿轮传动机构；303-后摆杆；304-双联式万向节；305-前摆杆。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图4，一种大变径轮式T型管道机器人牵引装置，包括行走机构1、摆动机构2和转动机构3。
所述行走机构包括旋转立板104，在所述旋转立板104的前端面上安装有两个变径气缸101，其中一个变径气缸101的输出轴朝上，另一个变径气缸101的输出轴朝下，在每个变径气缸101的输出轴上均安装有一个舵机102，在每个所述舵机102的输出轴上均安装有一个牵引轮103，两个所述牵引轮103沿同一竖向直线设置。
所述转动机构3包括前摆杆305，所述前摆杆305的前端与所述旋转立板104的后端面固接，所述前摆杆305与所述旋转立板304垂直，所述前摆杆305的后端采用双联式万向节304与后摆杆303的前端连接，所述后摆杆303的后端与直齿轮传动机构302的输出端连接，所述直齿轮传动机构302采用电机Ⅰ301驱动。
所述摆动机构2包括摆动套204，所述摆动套204套装在所述前摆杆305上，所述摆动套204的前端部通过轴承与所述前摆杆305的前端部连接，在所述摆动套204的后端部设有沿竖向延伸的拨叉203，所述拨叉203卡设在所述摆动套204的两侧，所述拨叉203固定在锥齿轮传动机构202的输出端上，所述锥齿轮传动机构202采用电机Ⅱ201驱动，所述拨叉203位于所述双联式万向节304的前端处。
所述电机Ⅰ301、所述电机Ⅱ201、所述直齿轮传动机构302和所述锥齿轮传动机构202均安装在一个壳体4内。
本发明的工作原理：
当拐T型管道时，行走机构1先探出，然后控制电机Ⅱ201工作，通过锥齿轮传动机构202带动拨叉203摆动，拨叉203带动摆动套204摆动，摆动套204带动行走机构1摆动，如图3所示。然后舵机102摆动，改变牵引轮103轴线与管道中心线的角度，使其与设定螺旋角相等。再然后使变径气缸101伸出，带动舵机102和牵引轮103顶在管道内壁上；最后转动机构3开始工作，电机Ⅰ301通过双联式万向节304带动旋转板104转动，当旋转板304旋转时，将带动整个行走机构1的旋转，牵引轮103与管道内壁摩擦，实现螺旋运动，牵引机器人通过T型管，如图4所示。
本发明采用摆动机构2，在双联式万向节304的协同作用下实现T型管内的90゜拐弯，采用舵机102实现牵引轮103的转向，采用变径气缸101实现牵引轮变径，进而实现牵引轮103与管道内壁的顶接，采用转动机构3驱动行走机构实现螺旋运动。采用气缸实现变径，变径范围较大，体积较小。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种大变径轮式T型管道机器人牵引装置，其特征在于，包括行走机构、摆动机构和转动机构；所述行走机构包括旋转立板，在所述旋转立板的前端面上安装有两个变径气缸，其中一个变径气缸的输出轴朝上，另一个变径气缸的输出轴朝下，在每个变径气缸的输出轴上均安装有一个舵机，在每个所述舵机的输出轴上均安装有一个牵引轮，两个所述牵引轮沿同一竖向直线设置；
所述转动机构包括前摆杆，所述前摆杆的前端与所述旋转立板的后端面固接，所述前摆杆与所述旋转立板垂直，所述前摆杆的后端采用双联式万向节与后摆杆的前端连接，所述后摆杆的后端与直齿轮传动机构的输出端连接，所述直齿轮传动机构采用电机Ⅰ驱动；
所述摆动机构包括摆动套，所述摆动套套装在所述前摆杆上，所述摆动套的前端部通过轴承与所述前摆杆的前端部连接，在所述摆动套的后端部设有沿竖向延伸的拨叉，所述拨叉卡设在所述摆动套的两侧，所述拨叉固定在锥齿轮传动机构的输出端上，所述锥齿轮传动机构采用电机Ⅱ驱动，所述拨叉位于所述双联式万向节的前端处；
所述电机Ⅰ、所述电机Ⅱ、所述直齿轮传动机构和所述锥齿轮传动机构均安装在一个壳体内。
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