CN108506636A - 一种驱动滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动滚筒，包括外筒和设置在外筒中的内筒，电机固定设置在内筒中，电机的输出轴上套设有第一转动件，第一转动件的外周面与外筒的内壁密封固接；内筒的另一端设置有第二连接件，通过第二连接件将内筒与外筒之间转动连接在一起，且第二连接件与内筒和外筒之间均密封连接。电机密封固定在内筒中，防水性能好，通过第一连接件、第二连接件使内筒与外筒转动连接，通过在外筒上套制带有螺旋叶片的外壳，当机器人的滚筒与管道的内壁或淤泥接触时，通过螺旋滚筒转动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，螺旋滚筒相当于螺旋桨，螺旋滚筒转动向后排水驱动管道机器人前进。

Description

一种驱动滚筒

技术领域

本发明涉及一种驱动滚筒。

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。机器人在管道中行走需要足够的摩擦力来提供前进的动力，且在水下作用，防水非常关键，现有的管道机器人多为滚轮式，驱动组件结构复杂，驱动能力差，防水性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动滚筒，解决现有技术中管道机器人驱动组件结构复杂，防水性能差的技术问题。

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，包括外筒和设置在外筒中的内筒，电机固定设置在内筒中，电机的输出轴上套设有第一转动件，第一转动件的外周面与外筒的内壁密封固接；内筒的另一端设置有第二连接件，通过第二连接件将内筒与外筒之间转动连接在一起，且第二连接件与内筒和外筒之间均密封连接。

电机密封固定在内筒中，防水性能好，通过第一连接件、第二连接件使内筒与外筒转动连接，通过在外筒上套制带有螺旋叶片的外壳，当机器人的滚筒与管道的内壁或淤泥接触时，通过螺旋滚筒转动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，螺旋滚筒相当于螺旋桨，螺旋滚筒转动向后排水驱动管道机器人前进。

进一步改进，所述第一转动件为永磁联轴器，包括内转子、隔离套和外转子；内筒的一端设置有用于固定电机的第一法兰盘，第一法兰盘与内筒的端面固定连接，内转子与电机的输出轴通过键连接，隔离套的边缘与第一法兰盘通过螺栓连接，内转子位于隔离套中，外转子套在隔离套上，外转子与隔离套之间存在间隙，外转子的外周面与外筒的内壁密封固连，外转子远离电机的一端转动连接有第一转轴，电机、内转子、隔离套、外转子、外筒、第一转轴同轴设置。永磁联轴器通过永磁体的磁力将电机与第一转动件联接起来的一种新型联轴器，它无需直接的机械联接，而是利用稀土永磁体之间的相互作用，利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性，进行机械能量的传送。通过隔离套将电机密封在内筒中，第一法兰盘与内筒端面密封连接，隔离套边缘与第一法兰盘密封连接，通过双密封结构保证电机被密封与内筒中，滚筒具有良好的密封性能。第一转轴与外转子转动连接，第一转轴的另一端与管道机器人的其他部件固连。

进一步改进，所述外转子的外周面上开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈，通过设置密封圈，防止外转子与外筒之间漏水。

进一步改进，所述外转子远离电机的一端的中心部位向外延伸形成凸台，凸台的中心沿轴向开设有盲孔，盲孔中设置有耐磨套，且耐磨套套设在第一转轴上。管道机器人在工作时，外转子与第一转轴发生相对转对，所以二者之间的连接件会磨损，属于易耗品，需要不定期更换，采用耐磨套连接外转子和第一转轴，方便更换，耐磨套固定在第一转轴上，但与盲孔的内壁非固连，更换时首先连同耐磨套、第一转轴一起抽出，然后再卸掉耐磨套，这样不会在拆卸耐磨套时因用力过大而破坏整个驱动滚筒的密封性，且成本低，如果采用轴承连接则更换不便，因为轴承的内圈、外圈均需要与之连接的工件固连，且成本高。

进一步改进，所述第二连接件包括端盖，端盖与内筒的端面密封固连，端盖的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴，电机的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴上套设有连接环，连接环与空心轴转动连接，连接环的外周面与外筒的内壁密封固连。端盖与内筒的端面密封连接，电机的电源线、控制信号线从空心轴的空腔中穿出，且与空心轴通过密封胶密封连接，通过隔离套将电机密封在内筒中，空心轴的长度较长，整个空腔中填满了密封胶，保证不会漏水，另外第一法兰盘与内筒端面密封连接，隔离套边缘与第一法兰盘密封连接，通过多道密封结构保证电机被密封与内筒中，保证滚筒具有良好的密封性能。

进一步改进，所述空心轴上套设有两个推力轴承、一个球轴承、一隔离架和一第二法兰盘；所述连接环为筒状，连接环的腔体包括大径部和小径部，小径部的内壁沿径向凸起，形成间隔部，两个推力轴承内嵌于连接环小径部，且位于间隔部的两侧，隔离架内嵌于连接环大径部，其中一个推力轴承的一端与端盖向抵靠，另一端与间隔部的一端面抵靠，另一个推力轴承的一端与隔离部的一端面抵靠，另一端与间隔架的一端相抵靠；所述第二法兰盘靠近电机的一侧端面凹陷形成腔室，球轴承内嵌在腔室中，球轴承的一端与间隔架的另一端抵靠，第二法兰盘与通过螺钉与连接环的端面固连。管道机器人在工作时，内筒与外筒发生相对转动，所以电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，同时考虑到密封防水，因此选择将电机的电线从空心轴中穿出，而对该结构进行密封，优选采用向空心轴的腔体中填充密封胶，为了保证密封效果，则空心轴的长度较长。设置两个推力轴承，且连接环内壁的间隔部卡设在两个推力轴承之间，有效的防止连接环沿轴向窜动，通过设置隔离架将推力轴承与球轴承隔开，第二法兰盘通过螺钉与连接环的端面密封连接，球轴承载径向和轴向的压力，保证连接环与空心轴能发生相对转动，且不易沿轴向窜动，同时密封好、具有良好的防水性能。

进一步改进，所述空心轴为二阶阶梯轴，靠近电机的一端直径较大，大径段上套设有轴套，并通过销钉与空心轴紧固，推力轴承、球轴承和隔离架均套设在轴套上；小径段上套设有机械密封，机械密封的静环的端面与空心轴的阶梯面向抵靠，第二法兰盘套在静环上。将空心轴设置为阶梯轴，便于通过台阶面来固定机械密封，通过设置机械密封进一步保证密封性能。设置轴套，防止空心轴磨损，且便于更换，成本低。

进一步改进，所述连接环的外周面上开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈，通过设置密封圈，防止外转子与外筒之间漏水。

进一步改进，所述间隔部为环状，便于加工，且与推力轴承的接触面大、隔离效果好。

进一步改进，所述外转子外设置有第一挡环，第一挡环的端面与外转子抵靠，且第一档环与外筒通过螺钉紧固；所述第二法兰盘外设置有第二挡环，第二挡环的端面与第二法兰盘抵靠，且第二档环与外筒通过螺钉紧固。通过设置第一档环、第二档环，限定内筒与外筒的位置，防止二者沿轴向发生错位而影响密封效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将电机密封固定在内筒中，防水性能好，通过第一连接件、第二连接件使内筒与外筒转动连接，通过在外筒上套制带有螺旋叶片的外壳，当机器人的滚筒与管道的内壁或淤泥接触时，通过螺旋滚筒转动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，螺旋滚筒相当于螺旋桨，螺旋滚筒转动向后排水驱动管道机器人前进。

2、通过设置永磁联轴器，隔离套将电机密封在内筒中，利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性，进行机械能量的传送，第一法兰盘与内筒端面密封连接，隔离套边缘与第一法兰盘密封连接，通过双密封结构保证电机被密封与内筒中，滚筒具有良好的密封性能。

3、设置两个推力轴承，且连接环内壁的间隔部卡设在两个推力轴承之间，有效的防止连接环沿轴向窜动，通过设置隔离架将推力轴承与球轴承隔开，第二法兰盘通过螺钉与连接环的端面密封连接，球轴承载径向和轴向的压力，保证连接环与空心轴能发生相对转动，且不易沿轴向窜动，同时密封好、具有良好的防水性能。

4、将空心轴设置为阶梯轴，便于通过台阶面来固定机械密封，通过设置机械密封进一步保证密封性能。设置轴套，防止空心轴磨损，且便于更换，成本低。

5、通过设置第一档环、第二档环，限定内筒与外筒的位置，防止二者沿轴向发生错位而影响密封效果。

附图说明

图1为本发明所述驱动滚筒的结构图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2的B部放大视图。

图4为阶梯空心轴的结构图。

图5为连接环的结构图。

图6为永磁联轴器的结构图。

图7为图6的剖视图。

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。

如图1-7所示，一种驱动滚筒，包括外筒1和设置在外筒中的内筒2，电机3固定设置在内筒中，电机3的输出轴上套设有第一转动件，第一转动件的外周面与外筒的内壁密封固接；内筒2的另一端设置有第二连接件，通过第二连接件将内筒2与外筒1之间转动连接在一起，且第二连接件与内筒和外筒之间均密封连接。电机3为伺服电机，可以驱动外筒1实现正、反转。

电机密封固定在内筒中，防水性能好，通过第一连接件、第二连接件使内筒与外筒转动连接，通过在外筒上套制带有螺旋叶片的外壳，当机器人的滚筒与管道的内壁或淤泥接触时，通过螺旋滚筒转动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，螺旋滚筒相当于螺旋桨，螺旋滚筒转动向后排水驱动管道机器人前进。

在本实施例中，所述第一转动件为永磁联轴器5，如图6、7所示，包括内转子51、隔离套52和外转子53；内筒2的一端设置有用于固定电机的第一法兰盘4，第一法兰盘4与内筒2的端面固定连接，内转子51与电机3的输出轴通过键连接，隔离套52的边缘与第一法兰盘4通过螺栓连接，内转子51位于隔离套52中，外转子53套在隔离套52上，外转子53与隔离套52之间存在间隙，外转子53的外周面与外筒1的内壁密封固连，外转子53远离电机的一端转动连接有第一转轴6，电机3、内转子51、隔离套52、外转子53、外筒1、第一转轴6同轴设置。永磁联轴器通过永磁体的磁力将电机与第一转动件联接起来的一种新型联轴器，它无需直接的机械联接，而是利用稀土永磁体之间的相互作用，利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性，进行机械能量的传送。通过隔离套将电机密封在内筒中，第一法兰盘与内筒端面密封连接，隔离套边缘与第一法兰盘密封连接，通过双密封结构保证电机被密封与内筒中，滚筒具有良好的密封性能。第一转轴与外转子转动连接，第一转轴的另一端与管道机器人的其他部件固连。

在其他实施例中，可以没有第一法兰盘，直接机将隔离套与内筒连接，使隔离套的边缘与内筒的端面通过螺栓连接，只要保证电机被密封固定在内筒中即可。

在其他实施例中，可以采用其他连接件代替永磁联轴器，只要能够通过电机驱动外筒转动，且密封性能好即可，比如轴承等，将轴承套设在电机输出轴上，轴承外圈与外筒的内壁固连。

在本实施例中，所述外转子53的外周面上开设有两个环形槽，环形槽中嵌有O型密封圈，通过设置密封圈，防止外转子与外筒之间漏水。在其他实施例中，O型密封圈可以为一、三、四或者更多个。

在本实施例中，所述外转子53远离电机3的一端的中心部位向外延伸形成凸台54，凸台54的中心沿轴向开设有盲孔55，盲孔55中设置有耐磨套17，且耐磨套17套设在第一转轴6上。管道机器人在工作时，外转子与第一转轴发生相对转对，所以二者之间的连接件会磨损，属于易耗品，需要不定期更换，采用耐磨套连接外转子和第一转轴，方便更换，耐磨套固定在第一转轴上，但与盲孔的内壁非固连，更换时首先连同耐磨套、第一转轴一起抽出，然后再卸掉耐磨套，这样不会在拆卸耐磨套时因用力过大而破坏整个驱动滚筒的密封性，且成本低，如果采用轴承连接则更换不便，因为轴承的内圈、外圈均需要与之连接的工件固连，且成本高。开设盲孔，保证第一转轴有相对较长的一段插入盲孔中，防止管道机器人工作时，第一转轴晃动。

在其他实施例中，凸台、盲孔可以没有，直接将第一转轴通过外球面轴承与外转子转动连接。另外，在其他实施例中，可以选用轴承替代耐磨套，能过达到转子与第一转轴相对转对的目的，只不过不易拆装。

在本实施例中，所述第二连接件包括端盖7，端盖7与内筒2的端面密封固连，端盖7的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴71，电机3的电线从空心轴71的腔体中穿出，电线与空心轴71通过密封胶密封连接，空心轴上套设有连接环9，连接环9与空心轴71转动连接，连接环9的外周面与外筒1的内壁密封固连。端盖与内筒的端面密封连接，电机的电源线、控制信号线从空心轴的空腔中穿出，且与空心轴通过密封胶密封连接，通过隔离套将电机密封在内筒中，空心轴的长度较长，整个空腔中填满了密封胶，保证不会漏水；另外第一法兰盘与内筒端面密封连接，隔离套边缘与第一法兰盘密封连接，通过多道密封结构保证电机被密封与内筒中，保证滚筒具有良好的密封性能。

在其他实施例中，端盖与内筒可以为一体成型结构。

在本实施例中，所述空心轴71上套设有两个推力轴承11、一个球轴承13、一隔离架12和一第二法兰盘10；所述连接环9为筒状，连接环9的腔体包括大径部92和小径部91，小径部91的内壁沿径向凸起，形成间隔部93，两个推力轴承11内嵌于连接环小径部91，且位于间隔部93的两侧，隔离架12内嵌于连接环大径部92，其中一个推力轴承11的一端与端盖7向抵靠，另一端与间隔部93的一端抵靠，另一个推力轴承11的一端与隔离部93的一端面抵靠，另一端与间隔架12的一端相抵靠，连接环9的端面与端盖7之间存在间隙；所述第二法兰盘10靠近电机的一侧端面凹陷形成腔室，球轴承13内嵌在腔室中，球轴承13的一端与间隔架12的另一端抵靠，第二法兰盘10与通过螺钉与连接环9的端面固连。管道机器人在工作时，内筒与外筒发生相对转动，所以电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，同时考虑到密封防水，因此选择将电机的电线从空心轴中穿出，而对该结构进行密封，优选采用向空心轴的腔体中填充密封胶，为了保证密封效果，则空心轴的长度较长。设置两个推力轴承，且连接环内壁的间隔部卡设在两个推力轴承之间，有效的防止连接环沿轴向窜动，通过设置隔离架将推力轴承与球轴承隔开，第二法兰盘通过螺钉与连接环的端面密封连接，球轴承载径向和轴向的压力，保证连接环与空心轴能发生相对转动，且不易沿轴向窜动，同时密封好、具有良好的防水性能。所述推力轴承、球轴承均为陶瓷材质。隔离架为圆环状。

在其他实施例中，可以采用其他部件替换空心轴，只要保证电机的电源线、控制信号线只能从与内筒保持相对静止的部件中穿出，且密封性好即可。

在本实施例中，所述空心轴71为二阶阶梯轴，靠近电机的一端直径较大，大径段上套设有轴套8，并通过销钉与空心轴71紧固，推力轴承11、球轴承13和隔离架12均套设在轴套8上；小径段上套设有机械密封16，机械密封16的静环的端面与空心轴71的阶梯面向抵靠，第二法兰盘10套在静环上。将空心轴设置为阶梯轴，便于通过台阶面来固定机械密封，通过设置机械密封进一步保证密封性能。设置轴套，防止空心轴磨损，且便于更换，成本低。

在本实施例中，所述连接环9的外周面上开设有两个环形槽，环形槽中嵌有密封圈，通过设置密封圈，防止外转子与外筒之间漏水。在其他实施例中，O型密封圈可以为一、三、四或者更多个。

在本实施例中，所述间隔部93为环状，便于加工，且与推力轴承的接触面大、隔离效果好。在其他实施例中，间隔部可以为多个不连续的块状凸起。

在本实施例中，所述外转子53外设置有第一挡环15，第一挡环15的端面与外转子抵靠，且第一档环15与外筒1通过螺钉紧固；所述第二法兰盘10外设置有第二挡环14，第二挡环14的端面与第二法兰盘10抵靠，且第二档环14与外筒1通过螺钉紧固。通过设置第一档环、第二档环，限定内筒与外筒的位置，防止二者沿轴向发生错位而影响密封效果。

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 (10)

1.一种驱动滚筒，其特征在于，包括外筒和设置在外筒中的内筒，电机固定设置在内筒中，电机的输出轴上套设有第一转动件，第一转动件的外周面与外筒的内壁密封固接；内筒的另一端设置有第二连接件，通过第二连接件将内筒与外筒之间转动连接在一起，且第二连接件与内筒和外筒之间均密封连接。

2.根据权利要求1所述的驱动滚筒，其特征在于，所述第一转动件为永磁联轴器，包括内转子、隔离套和外转子；内筒的一端设置有用于固定电机的第一法兰盘，第一法兰盘与内筒的端面固定连接，内转子与电机的输出轴通过键连接，隔离套的边缘与第一法兰盘通过螺栓连接，内转子位于隔离套中，外转子套在隔离套上，外转子与隔离套之间存在间隙，外转子的外周面与外筒的内壁密封固连，外转子远离电机的一端转动连接有第一转轴，电机、内转子、隔离套、外转子、外筒、第一转轴同轴设置。

3.根据权利要求2所述的驱动滚筒，其特征在于，所述外转子的外周面上开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈。

4.根据权利要求3所述的驱动滚筒，其特征在于，所述外转子远离电机的一端的中心部位向外延伸形成凸台，凸台的中心沿轴向开设有盲孔，盲孔中设置有耐磨套，且耐磨套套设在第一转轴上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的驱动滚筒，其特征在于，所述第二连接件包括端盖，端盖与内筒的端面密封固连，端盖的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴，电机的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴上套设有连接环，连接环与空心轴转动连接，连接环的外周面与外筒的内壁密封固连。

6.根据权利要求5所述的驱动滚筒，其特征在于，所述空心轴上套设有两个推力轴承、一个球轴承、一隔离架和一第二法兰盘；

所述连接环为筒状，连接环的腔体包括大径部和小径部，小径部的内壁沿径向凸起，形成间隔部，两个推力轴承内嵌于连接环小径部，且位于间隔部的两侧，隔离架内嵌于连接环大径部，其中一个推力轴承的一端与端盖向抵靠，另一端与间隔部的一端面抵靠，另一个推力轴承的一端与隔离部的一端面抵靠，另一端与间隔架的一端相抵靠；

所述第二法兰盘靠近电机的一侧端面凹陷形成腔室，球轴承内嵌在腔室中，球轴承的一端与间隔架的另一端抵靠，第二法兰盘与通过螺钉与连接环的端面固连。

7.根据权利要求6所述的驱动滚筒，其特征在于，所述空心轴为二阶阶梯轴，靠近电机的一端直径较大，大径段上套设有轴套，并通过销钉与空心轴紧固，推力轴承、球轴承和隔离架均套设在轴套上；小径段上套设有机械密封，机械密封的静环的端面与空心轴的阶梯面向抵靠，第二法兰盘套在静环上。

8.根据权利要求7所述的驱动滚筒，其特征在于，所述连接环的外周面上开设有至少一个环形槽，环形槽中嵌有密封圈。

9.根据权利要求8所述的驱动滚筒，其特征在于，所述间隔部为环状。

10.根据权利要求9所述的驱动滚筒，其特征在于，所述外转子外侧设置有第一挡环，第一挡环的端面与外转子抵靠，且第一档环与外筒通过螺钉紧固；

所述第二法兰盘外侧设置有第二挡环，第二挡环的端面与第二法兰盘抵靠，且第二档环与外筒通过螺钉紧固。