CN110953440B - 一种蠕动型管道机器人的体节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蠕动型管道机器人的体节装置，所述体节装置包括体节，所述体节是由弹性非金属材料制成佛珠状壳体，体节芯部轴向设有由磁致伸缩材料制成的磁致伸缩部件，磁致伸缩部件的伸缩运动带动体节发生轴向伸缩运动。本发明的有益效果是，实现了管道机器人的行走机构简化，为管道机器人内部安装其他设备提供了更大的空间，同时为管道机器人的长度方向扩展提供了有利条件。

Description

一种蠕动型管道机器人的体节装置
技术领域
本发明属于管道机器人领域中的行走机构技术范畴，尤其涉一种蠕动型管道机器人的体节装置。
背景技术
目前常见的管道机器人有流体驱动式、轮式、履带式、行走式等，将管道机器人置于管道的一端， 管道机器人上安装有各种检测探头、传感器，管道机器人本身通过很长的电缆与外界的机站、工程车等连接，电缆一方面为管道机器人供电，另一方面用于数据传输，管道机器人检测到的数据通过电缆传递到机站，通过机站的显示屏上能够实施获得检测信息。
这些机器人在管道内移动依靠的自身的行走机构，这些行走机构分别是轮式、履带式、行走式，无一例外的是这些机械结构占据了管道机器人直径方向大部分的空间，使得管道机器人安装功能元件的空间非常小，限制了管道机器人的功能布置。
综上所述，迫切需要一种蠕动型管道机器人的体节装置来实现管道机器人行走机构的简化，为功能部件的安装提供更多的空间。
发明内容
为克服上述现有技术缺陷，本发明提供一种小空间用低速大扭矩永磁电动机驱动系统。
本发明所采用的具体技术方案为：
一种蠕动型管道机器人的体节装置，所述体节装置包括体节，所述体节是由弹性非金属材料制成佛珠状壳体，体节芯部轴向设有由磁致伸缩材料制成的磁致伸缩部件，磁致伸缩部件的伸缩运动带动体节发生轴向伸缩运动，采用这样的设计，将机器人的行走机构简化成包裹在体节装置的外侧，在磁致伸缩部件的伸缩运动带动体节发生轴向伸缩运动，当磁致伸缩部件收缩时，体节发生收缩，使的体节轴向尺寸缩短，径向尺寸变大，这样体节装置就固定在所工作的管道壁上，当当磁致伸缩部件伸长时，体节发生伸长，使的体节轴向尺寸变长，径向尺寸变小，这样就将多个体节相连，来实现类似节肢动物的蠕动式运动，实现管道机器人的在管道内的行走，简化了目前主流管道机器人的轮式、履带式、行走式行走机构，节省了大量的空间，在相同的管道内，采用这种蠕动式行走机构，能够为管道机器人的功能性装置提供跟多的安装空间，为管道机器人的功能拓展提供了更多的可能。
作为本发明的进一步改进，所述磁致伸缩部件为中空的轴体，其两端设有分别设有一个轴肩，两轴肩之间轴体外圆柱面上套设有耦合线圈，所述轴肩处分别设有开口相对且不相互接触的C型支撑座，所述体节套设在C型支撑座的外侧，采用这样的设计，使得磁致伸缩部件在伸缩时带动开口相对且不相互接触的C型支撑座相互靠紧或者相互远离，这样就带动着套设在C型支撑座的外侧体节缩短变粗 或者拉长变细，当多个这样体节连接在一起时就实现了蠕动式运动。
作为本发明的进一步改进，所述磁致伸缩部件为中空的轴体，其两端设有分别设有一个轴肩，两轴肩之间轴体外圆柱面上套设有耦合线圈，所述其中一个轴肩处别C型支撑座，另个一轴肩处设有挡板，所述挡板和C型支撑座不相互接触，所述体节套设在C型支撑座和挡板的外侧，使得磁致伸缩部件在伸缩时带动挡板和C型支撑座相互靠紧或者相互远离，这样就带动着套设在挡板和C型支撑座外侧体节缩短变粗 或者拉长变细，当多个这样体节连接在一起时就实现了蠕动式运动。
所述C型支撑座和挡板均上均设有耦合线圈的接线插孔，设置接线插孔能够方便耦合线圈的接线集中管理，为防水密封等措施提供有利的条件。
所述C型支撑座和挡板的外侧分别设有与相邻体节装置联接的插接装置，设置插接装置是为了体节装置与别的体节装置相连接形成类似多体节节肢动物的蠕动式机器人结构。
所述体节的外表面设有吸盘状防滑结构，设置防滑结构使得体节在收缩与管壁接触时获得牢固的抓持力，为多个体节连接实现蠕动式运动提供着力点。
所述体节的材质为硅胶，采用硅胶制成体节是因为拉力强，手感，无气味，不变黄，硬度偏硬，使用寿命比较长，各方面性能都比较突出，为管道机器人提供抗老化，免维护，寿命长的蠕动式行走机构。
所述体节通过粘合剂粘接在C型支撑座及挡板的外圆周面上，这种方式的连接固定体节适合在体节受力不大的管道中使用，同时具有安装方便的特性。
所述体节内圆周面、C型支撑座外圆周面及挡板外圆周面上分别设有齿状卡合部，所述体节通过其内圆周面的齿状卡合部与C型支撑座外圆周面及挡板外圆周面上的齿状卡合部紧密配合在一起，采用这种机构有两种方式实现：
1.是齿部的机械啮合，这种方式固定牢靠，但是体节和C型支撑座或者挡板的接触是靠体节自身的弹性束缚在C型支撑座或者挡板上的，当所受的力大于这个弹性束缚所提供的力时，体节就会脱离C型支撑座或者挡板；
2.针对一种存在的体节就会脱离C型支撑座或者挡板的情况，还可以采用镶件注塑的方式实现，这样的方式使得体节和C型支撑座或者挡板的接触不但有体节自身的弹性束缚在C型支撑座或者挡板上的，而且还有体节在冷却时粘在C型支撑座或者挡板的黏着力，从而增大了体节在C型支撑座或者挡板的牢固性。
本发明的积极效果是：实现了管道机器人的行走机构简化，为管道机器人内部安装其他设备提供了更大的空间，同时为管道机器人的长度方向扩展提供了有利条件。
附图说明
图1是本发明一种蠕动型管道机器人的体节装置第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明一种蠕动型管道机器人的体节装置第二种实施方式的结构示意图；
图3是本发明一种蠕动型管道机器人的体节装置第三种实施方式的结构示意图；
图例说明：1—体节， 2—C型支撑座， 3—耦合线圈，4—接线插孔，5—空心轴，6—插接装置，7—挡板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
具体实施例：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
图1给出了第一种体节装置的实施方式，一种蠕动型管道机器人的体节装置，这种体节装置的体节1套设在C型支撑座2上，左右两个C型支撑座2开口相对且不相互接触，左右两个C型支撑座2同时套设在体节芯部的空心轴5上，空心轴5的外圆柱面上设有耦合线圈3，耦合线圈3的线束通过接线插孔4与外界连接，在空心轴5的两端设有插接装置6。
实施例二：
图2给出了第一种体节装置的实施方式，一种蠕动型管道机器人的体节装置，这种体节装置的体节1套设在C型支撑座2上，体节1内圆周面、C型支撑座2外圆周面上分别设有齿状卡合部，体节1通过其内圆周面的齿状卡合部与C型支撑座2外圆周面上的齿状卡合部紧密配合在一起，左右两个C型支撑座2开口相对且不相互接触，左右两个C型支撑座2同时套设在体节芯部的空心轴5上，空心轴5的外圆柱面上设有耦合线圈3，耦合线圈3的线束通过接线插孔4与外界连接，在空心轴5的两端设有插接装置6。
实施例三：
图2给出了第一种体节装置的实施方式，一种蠕动型管道机器人的体节装置，这种体节装置的体节1套设在C型支撑座2上，体节1内圆周面、C型支撑座2和挡板7的外圆周面上分别设有齿状卡合部，体节1通过其内圆周面的齿状卡合部与C型支撑座2和挡板7的外圆周面上的齿状卡合部紧密配合在一起，C型支撑座2和挡板7相对且不相互接触，C型支撑座和挡板7同时套设在体节芯部的空心轴5上，空心轴5的外圆柱面上设有耦合线圈3，耦合线圈3的线束通过接线插孔4与外界连接，在空心轴5的两端设有插接装置6。
前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。
此外本发明还公开了以下技术方案：
方案一：
在上述方案的基础上，体节1通过粘合剂粘接在C型支撑座2及挡板7的外圆周面上，粘合剂涂抹在体节的内圆柱面上，以及C型支撑座2及挡板7的外圆周面上。
方案二：
在上述方案的基础上，体节装置的空心轴5的两端设有插接装置6，这种插接装置设计成的样式和结构与气动快速接头或者液压的快速接头相同，在保证连接相邻体节1的同时还要保持空心轴5内部的密闭空间，这样管道机器人可以应用在有水管道，或者有防爆要求的管道中。
上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述体节装置包括体节，所述体节是由弹性非金属材料制成佛珠状壳体，体节芯部轴向设有由磁致伸缩材料制成的磁致伸缩部件，磁致伸缩部件的伸缩运动带动体节发生轴向伸缩运动，所述磁致伸缩部件为中空的轴体，其两端分别设有一个轴肩，轴肩设有C形支撑座，两轴肩之间轴体外圆柱面上套设有耦合线圈，体节装置的空心轴体的两端及C型支撑座外侧设有与相邻体节装置联接的插接装置。
2.根据权利要求1所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述轴肩处分别设有开口相对且不相互接触的C型支撑座，所述体节套设在C型支撑座的外侧。
3.根据权利要求1至2其中任意一项所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述C型支撑座上设有耦合线圈的接线插孔。
4.据权利要求3所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，C型支撑座的外侧分别设有与相邻体节装置联接的插接装置。
5.据权利要求4所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述体节的外表面设有吸盘状防滑结构。
6.据权利要求5所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述体节的材质为硅胶。
7.据权利要求6所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述体节通过粘合剂粘接在C型支撑座的外圆周面上。
8.据权利要求6所述一种蠕动型管道机器人的体节装置，其特征在于，所述体节内圆周面、C型支撑座外圆周面上分别设有齿状卡合部，所述体节通过其内圆周面的齿状卡合部与C型支撑座外圆周面上的齿状卡合部紧密配合在一起。
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