CN108443640B - 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,包括行走机构、摆动机构和转动机构;其特征在于,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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