CN108612957A - 一种管道探测清理机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管道探测清理机器人,包括撑开机构、移动机构、清理机构和摄像头,其特征在于:三个撑开杆固定于同一个丝杠螺母上,组成一个联动机构,三个撑开机构是同时运动且变量相同,可以使三个履带同时接触到管道内壁,这就保证了其平稳性,而且三个撑开杆各相隔120°均分分布,使得机器人受力均匀。移动机构采用履带传动,路面适应能力强,越障能力好。清理机构采用活塞杆与弹簧,能适应不同管径的管道且获得了较大摩擦力,清理效果好。
Description
技术领域
本发明涉及各类管道内部安全探测操作领域,特别涉及一种管道探测清理机器人。
背景技术
在工农业生产及日常生活中,管道作为一种重要的物料输送手段,其应用范围日益广泛,数量也不断增多。管道在使用过程中,由于各种因素的影响,会形成各种各样的管道堵塞与管道故障和损伤。如果不及时对管道检测及清洗就可能会产生事故,形成不必要的损失和浪费。然而,管道所处的环境往往是人们不易直接达到或不允许人们直接进入的,检修及清洗难度很大。因此最有效的方法之一就是利用管道机器人来实现管道内的在线检测和清洗。常规的管道机器人为普通行走机构,如申请号为CN201621352204.2公布了一种管道机器人,其通过依次连接的三节双向行走小车进入管道内部进行作业,一定程度上缓解了人工操作的劳累程度,但该装置由于结构复杂,操作繁琐,不适合大批量高速度的工业应用,且自动化程度不高,因此需要一种新型的管道机器人。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种管道探测清理机器人,通过移动机构使机器人在管道内运动,通过撑开机构使机器人可以调节运动半径以适应不同管径的管道,通过清理机构清理管道内的杂物,提高了其越障能力,扩大的适用范围。
本发明所使用的技术方案是:一种管道探测清理机器人,包括上盖板、主箱体、侧盖板、第一连杆、第二连杆、第一踏板、第二踏板、轴承端盖、摄像头、 第一电机支架,其特征在于:主箱体作为作为安装的基础,在主箱体的两端安装侧盖板,在主箱体的侧面安装摄像头,在主箱体中有一个用于安装电机的小平台,主箱体上方安装上盖板,上盖板中间部位有两个连接基座,第二连杆一端与上盖板上的尾段基座相连接,另一端与第一踏板相连接,第一连杆一端与上盖板上的中间段基座相连接,另一端与移动机构第一踏板相连。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的撑开机构包括第一连杆、第一电机、联轴器、丝杠支架、丝杠螺母、丝杠、撑开杆,所述的第一电机安装在主箱体的小平台上,第一电机电机轴通过联轴器与丝杠连接,在主箱体底部安装有丝杠支架,丝杠支架的支撑部位嵌有滚动轴承,丝杠与丝杠支架中滚动轴承连接,丝杠螺母套在丝杠中,丝杠螺母周围均布三个连接基座;撑开杆一端与丝杠螺母上的基座转动连接,另一端与第一连杆转动连接。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的移动机构包括小锥齿轮、大锥齿轮、第一传动轴、第一直齿轮、第二直齿轮、第二传动轴、主动带轮、从动带轮、第三传动轴、轴承端盖、滚动轴承、第二侧板、第一侧板、履带、第三电机,第二侧板和第一侧板分别开三个孔用于安装滚动轴承,在滚动轴承外侧安装轴承端盖,在每侧的三个滚动轴承中分别安装第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴,在第一侧板的中间段安装第三电机,第三电机的电机轴安装有小锥齿轮,在第一传动轴靠近中间段安装有大锥齿轮,大锥齿轮与小锥齿轮啮合;靠近第一传动轴端部安装第一直齿轮,在靠近第二传动轴端部安装第二直齿轮,第二直齿轮与第一直齿轮啮合;在第二传动轴靠近中间段安装主动带轮;同样的,在第三传动轴靠近中间段安装从动带轮,履带两端分别套入主动带轮和从动带轮。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的清理机构包括第一电机支架、挡片、摇杆、活塞杆、弹簧、第二电机、第二电机支架、刷辊、第四电机,所述的第一电机支架安装在侧盖板上,第四电机安装在第一电机支架上,第四电机的电机轴与摇杆固定安装,在第四电机的电机轴前端部安装有挡片,活塞杆安装在摇杆的套筒中,在活塞杆上套入弹簧,第二电机支架安装在活塞杆的端头,第二电机安装在第二电机支架上,第二电机的伸出轴与刷辊固定连接。
本发明的有益效果
1.本发明使用履带式移动机构,着底面积大,易产生较大的附着力,对路面的适应能力强,牵引性能好,越障能力强,其撑开机构能适应不同管径的管道,适用范围广。
2.清理机构采用摇摆方式,清理范围大,360°全范围都可以清理到位,且清理刷辊也在高速转动,清理效果好,活塞加弹簧式机构可以清理不同管径的管道,避免了更换不同尺寸的刷辊,适用范围广。
附图说明
图1为本发明的整体机构示意图。
图2为本发明的撑开机构示意图。
图3为本发明的移动机构示意图。
图4 为本发明的清理机构示意图。
附图标号:1-上盖板;2-主箱体;3-侧盖板;4-第一连杆;5-第二连杆;6-第一踏板;7-第二踏板;8-轴承端盖;9-摄像头;10-第一电机支架; 11-挡片;12-摇杆; 13-活塞杆;14-弹簧;15-第二电机15;16-第二电机支架16;17-刷辊;18-第一电机;19-联轴器;20-丝杠支架;21-丝杠螺母;22-丝杠;23-撑开杆;24-小锥齿轮 25-大锥齿轮;26-第一传动轴;27-第一直齿轮;28-第二直齿轮;29-第二传动轴;30-主动带轮 31-从动带轮;32-第三传动轴;33-轴承端盖;34-滚动轴承;35-第二侧板;36-第一侧板;37-履带;38-第三电机;39-第四电机。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例如图1、图2、图3、图4所示,一种管道探测清理机器人,包括上盖板1、主箱体2、侧盖板3、第一连杆4、第二连杆5、第一踏板6、第二踏板7、轴承端盖8、摄像头9、 第一电机支架10,其特征在于:主箱体2作为作为安装的基础,在主箱体2的两端安装侧盖板3,在主箱体2的侧面安装摄像头9,在主箱体2中有一个用于安装电机的小平台,主箱体2上方安装上盖板1,上盖板1中间部位有两个连接基座,第二连杆5一端与上盖板1上的尾段基座相连接,另一端与第一踏板6相连接,第一连杆4一端与上盖板1上的中间段基座相连接,另一端与移动机构第一踏板6相连。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的撑开机构包括第一连杆4、第一电机18、联轴器19、丝杠支架20、丝杠螺母21、丝杠22、撑开杆23,所述的第一电机18安装在主箱体2的小平台上,第一电机18电机轴通过联轴器19与丝杠22连接,在主箱体2底部安装有丝杠支架20,丝杠支架20的支撑部位嵌有滚动轴承,丝杠22与丝杠支架20中滚动轴承连接,丝杠螺母21套在丝杠22中,丝杠螺母21周围均布三个连接基座;撑开杆23一端与丝杠螺母21上的基座转动连接,另一端与第一连杆4转动连接。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的移动机构包括小锥齿轮24、大锥齿轮25、第一传动轴26、第一直齿轮27、第二直齿轮28、第二传动轴29、主动带轮30、从动带轮31、第三传动轴32、轴承端盖33、滚动轴承34、第二侧板35、第一侧板36、履带37、第三电机38,第二侧板35和第一侧板36分别开三个孔用于安装滚动轴承34,在滚动轴承34外侧安装轴承端盖33,在每侧的三个滚动轴承34中分别安装第一传动轴26、第二传动轴29、第三传动轴32,在第一侧板36的中间段安装第三电机38,第三电机38的电机轴安装有小锥齿轮24,在第一传动轴26靠近中间段安装有大锥齿轮25,大锥齿轮25与小锥齿轮24啮合;靠近第一传动轴26端部安装第一直齿轮27,在靠近第二传动轴29端部安装第二直齿轮28,第二直齿轮28与第一直齿轮27啮合;在第二传动轴29靠近中间段安装主动带轮30;同样的,在第三传动轴32靠近中间段安装从动带轮31,履带37两端分别套入主动带轮30和从动带轮31。
进一步的所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的清理机构包括第一电机支架10、挡片11、摇杆12、活塞杆13、弹簧14、第二电机15、第二电机支架16、刷辊17、第四电机39,所述的第一电机支架10安装在侧盖板3上,第四电机39安装在第一电机支架10上,第四电机39的电机轴与摇杆12固定安装,在第四电机39的电机轴前端部安装有挡片11,活塞杆13安装在摇杆12的套筒中,在活塞杆13上套入弹簧14,第二电机支架16安装在活塞杆13的端头,第二电机15安装在第二电机支架16上,第二电机15的伸出轴与刷辊17固定连接。
本发明的工作原理:第一电机18工作带动联轴器19转动从而带动丝杠22转动,丝杠支架20对丝杠22起到支撑作用,丝杠22转动使得丝杠螺母21前后移动,当丝杠螺母21向后移动时,撑开杆23对第一连杆4有倾斜向上的推力,使得第一连杆4与水平面的倾角变大,从而使三个移动机构向外扩张;相反的,当丝杠螺母21向前移动时,撑开杆23对第一连杆4有倾斜向下的拉力,使得第一连杆4与水平面的倾角变小,从而使三个移动机构向内收缩;通过移动机构的扩张收缩以适应不同管径的管道。移动机构中,在第一侧板36的内侧安装一个第三电机38,第三电机38工作带动小锥齿轮24转动从而带动与其啮合的大锥齿轮25转动,大锥齿轮25转动带动第一传动轴26转动从而带动第一直齿轮27转动,第一直齿轮27转动带动与其啮合的第二直齿轮28转动从而带动第二传动轴29转动,第二传动轴29转动带动主动带轮30转动从而带动履带37转动,履带37转动带动从动带轮31转动从而带动第三传动轴32转动。清理机构中,在第一电机支架10上安装第四电机39,通过第四电机39转动带动摇杆12转动,第二电机15转动带动刷辊17转动,通过刷辊17的快速转动与管内壁摩擦从而清理掉管内的垃圾杂物。当刷辊17接触管道内壁时,管内壁给清理机构一个向内的压力,使活塞杆13压入摇杆12的套筒内,同时由于弹簧14被压缩,使刷辊17有向外的推力,进而使得刷辊17与管道内壁有较大的压紧力,增大了摩擦力。在主箱体2侧面安装一个摄像头9,可以探测管道内的情况,并可以看到清理过程的情况,通过探测的具体情况对机器人发出指令,使其灵活工作。
Claims (4)
1.一种管道探测清理机器人,包括上盖板(1)、主箱体(2)、侧盖板(3)、第一连杆(4)、第二连杆(5)、第一踏板(6)、第二踏板(7)、轴承端盖(8)、摄像头(9)、 第一电机支架(10),其特征在于:主箱体(2)作为作为安装的基础,在主箱体(2)的两端安装侧盖板(3),在主箱体(2)的侧面安装摄像头(9),在主箱体(2)中有一个用于安装电机的小平台,主箱体(2)上方安装上盖板(1),上盖板(1)中间部位有两个连接基座,第二连杆(5)一端与上盖板(1)上的尾段基座相连接,另一端与第一踏板(6)相连接,第一连杆(4)一端与上盖板(1)上的中间段基座相连接,另一端与移动机构第一踏板(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的撑开机构包括第一连杆(4)、第一电机(18)、联轴器(19)、丝杠支架(20)、丝杠螺母(21)、丝杠(22)、撑开杆(23),所述的第一电机(18)安装在主箱体(2)的小平台上,第一电机(18)电机轴通过联轴器(19)与丝杠(22)连接,在主箱体(2)底部安装有丝杠支架(20),丝杠支架(20)的支撑部位嵌有滚动轴承,丝杠(22)与丝杠支架(20)中滚动轴承连接,丝杠螺母(21)套在丝杠(22)中,丝杠螺母(21)周围均布三个连接基座;撑开杆(23)一端与丝杠螺母(21)上的基座转动连接,另一端与第一连杆(4)转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的移动机构包括小锥齿轮(24)、大锥齿轮(25)、第一传动轴(26)、第一直齿轮(27)、第二直齿轮(28)、第二传动轴(29)、主动带轮(30)、从动带轮(31)、第三传动轴(32)、轴承端盖(33)、滚动轴承(34)、第二侧板(35)、第一侧板(36)、履带(37)、第三电机(38),第二侧板(35)和第一侧板(36)分别开三个孔用于安装滚动轴承(34),在滚动轴承(34)外侧安装轴承端盖(33),在每侧的三个滚动轴承(34)中分别安装第一传动轴(26)、第二传动轴(29)、第三传动轴(32),在第一侧板(36)的中间段安装第三电机(38),第三电机(38)的电机轴安装有小锥齿轮(24),在第一传动轴(26)靠近中间段安装有大锥齿轮(25),大锥齿轮(25)与小锥齿轮(24)啮合;靠近第一传动轴(26)端部安装第一直齿轮(27),在靠近第二传动轴(29)端部安装第二直齿轮(28),第二直齿轮(28)与第一直齿轮(27)啮合;在第二传动轴(29)靠近中间段安装主动带轮(30);同样的,在第三传动轴(32)靠近中间段安装从动带轮(31),履带(37)两端分别套入主动带轮(30)和从动带轮(31)。
4.根据权利要求1所述的一种管道探测清理机器人,其特征在于:所述的清理机构包括第一电机支架(10)、挡片(11)、摇杆(12)、活塞杆(13)、弹簧(14)、第二电机(15)、第二电机支架(16)、刷辊(17)、第四电机(39),所述的第一电机支架(10)安装在侧盖板(3)上,第四电机(39)安装在第一电机支架(10)上,第四电机(39)的电机轴与摇杆(12)固定安装,在第四电机(39)的电机轴前端部安装有挡片(11),活塞杆(13)安装在摇杆(12)的套筒中,在活塞杆(13)上套入弹簧(14),第二电机支架(16)安装在活塞杆(13)的端头,第二电机(15)安装在第二电机支架(16)上,第二电机(15)的伸出轴与刷辊(17)固定连接。
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