CN111059409A - 一种微型无线管道机器人运动控制结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微型无线管道机器人运动控制结构，其结构包括有主动锥齿轮、传动装置、照明灯、旋转式检测头、无线管道机器人本体、联动锥齿轮，无线管道机器人本体正面中心机械连接有旋转式检测头，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能适应于不同口径的管道，且制动轮能完全与管道内壁贴合，能使检测头居中位于管道内，利于管道机器人的平行前进，避免出现管道机器人“翻车”，利于更好的检测，前行时，利用弹簧压缩其弹簧圈与弹簧圈间距变小，使切割刀片与切割刀片的间距变小，从而将缠绕在弹簧本体上的缠绕物切断，又利用缠绕物随着行走轮的转动越缠越紧而被切断，有效防止制动轮缠死，避免装置受损，利于传动装置的正常前行。

Description

一种微型无线管道机器人运动控制结构
技术领域
本发明涉及运动控制技术领域，具体地说是一种微型无线管道机器人运动控制结构。
背景技术
随着城市的发展，地下管线的铺设长度快速增加。随着地下管线的长度增加，其出现破损泄漏的情况大大增加。对于地下管线的检测，需要用到管道机器人在管道内进行操作。
现有的管道机器人大多为四个在同一个平面上的移动轮，而圆形管道因管道内为弧形，使得移动轮不能完全与管壁接触，不利于管道机器人的平行前进，还极大可能导致管道机器人出现“翻车”现象，且不能适用于口径大小的管道，使得管道机器人不能居中于管道，影响检测效果。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种微型无线管道机器人运动控制结构。
本发明采用如下技术方案来实现：一种微型无线管道机器人运动控制结构，其结构包括有主动锥齿轮、传动装置、照明灯、旋转式检测头、无线管道机器人本体、联动锥齿轮，所述无线管道机器人本体正面中心机械连接有旋转式检测头，所述旋转式检测头外围均布有呈环状设置的照明灯，所述照明灯安装在无线管道机器人本体上；
所述无线管道机器人本体的外连接有传动装置，所述无线管道机器人本体一侧设有主动锥齿轮、另一侧设有联动锥齿轮；
所述传动装置包括有结构相同的一号传动装置、二号传动装置、三号传动装置，所述一号传动装置通过主动锥齿轮与二号传动装置传动连接，所述二号传动装置通过联动锥齿轮传动连接于三号传动装置；
所述一号传动装置包括有前制动轮组件、连接块、后制动轮组件、铰链座，所述铰链座顶部中心垂直连接有连接块，所述铰链座一端铰连有前制动轮组件，另一端与后制动轮组件铰接，所述连接块与无线管道机器人本体的外壁固定连接，所述前制动轮组件与主动锥齿轮传动连接。
进一步优化，所述前制动轮组件包括有制动轮、正齿轮、从动锥齿轮、轮架，所述轮架一端安装有制动轮，另一端的安装轴的两端从内自外依次过度配合有正齿轮、从动锥齿轮，所述轮架远离制动轮的一端与铰链座活动连接，所述正齿轮与后制动轮组件进行传动连接，所述从动锥齿轮啮合传动于主动锥齿轮，所述后制动轮组件无前制动轮组件的两个从动锥齿轮结构设置，而其他形状大小及组成结构均相同。
进一步优化，所述前制动轮组件还包括有防尘罩，所述防尘罩设于铰链座外侧，可罩住正齿轮，所述防尘罩上开设有缺口，用于主动锥齿轮的锥齿块与从动锥齿轮的锥齿块啮合。
进一步优化，所述制动轮包括有转轴、行走轮、弹簧、固定环、平移环，所述行走轮中心安装有转轴，所述转轴的两端从内自外依次设有弹簧、平移环、固定环，所述弹簧的一端与行走轮配合，另一度与平移环固定连接，所述平移环与固定环相接触，所述平移环与轮架活动连接。
进一步优化，所述固定环与转轴采用过度配合，所述转轴与平移环采用间隙配合，所述固定环与平移环的纵截面均为直角梯形结构设置，且截面的两个直角为相反设置，所述平移环的高度略高于弹簧的直径。
进一步优化，所述弹簧包括有弹簧本体、切割刀片、尖锐粒，所述弹簧本体的外壁均布有尖锐粒，所述尖锐粒呈三角形结构设置，所述弹簧本体的弹簧圈与弹簧圈的相对面固定有切割刀片，所述弹簧本体一端与行走轮间隙配合，另一端与平移环相连接。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种微型无线管道机器人运动控制结构，具备以下有益效果：
(I)本发明通过无线管道机器人本体的三等分位上设置传动装置，主动锥齿轮、联动锥齿轮、前制动轮组件、后制动轮组件等部件的结合设置，使得制动轮完全能够与管道内壁贴合，通过对两个制动轮的间距进行调节，而两个制动轮的水平间距与两个轮架的夹角呈正比，夹角越大，从而制动轮与机器人本体的间距越小，则用于的管道口径越小，反之，夹角越小，从而制动轮与机器人本体的间距越大，用于的管道口径越大，故能够适应于不同管道的口径，适应范围广，且能够使检测头居中位于管道内，利于管道机器人的平行前进，避免出现管道机器人“翻车”，利于更好的检测。
(II)本发明通过固定环、平移环、弹簧本体、切割刀片、尖锐粒等部件的结合设置，利用固定环对平移环产生推力，使得平移环向行走轮方向平移，从而弹簧本体被压缩，使得弹簧本体的弹簧圈与弹簧圈的间距变小，从而使得切割刀片与切割刀片的间距变小，从而能够将缠绕在弹簧本体上的缠绕物切断，同时有些缠绕物会随着行走轮的转动而越缠越紧，经弹簧本体本身的锋利性及在尖锐粒的作用下被切断，有效防止制动轮缠死，防止行走轮缠死而停止前行，防止电机空转而导致装置被受损，利于传动装置的正常前行。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种微型无线管道机器人运动控制结构的结构示意图。
图2为本发明的微小型机器人和所能适应的最大口径管道配合的结构示意图。
图3为本发明的微小型机器人和所能适应的最小口径管道配合的结构示意图。
图4为本发明的传动装置用于所能适应最小口径管道时的侧视结构示意图。
图5为本发明的传动装置用于所能适应最大口径管道时的侧视结构示意图。
图6为本发明的传动装置的正视结构示意图。
图7为本发明的传动装置的另一种侧视结构示意图。
图8为本发明的制动轮的第一种工作状态的结构示意图。
图9为本发明的制动轮的第一种工作状态的结构示意图。
图10为本发明的弹簧的局部结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
主动锥齿轮-1、传动装置-2、照明灯-3、旋转式检测头-4、无线管道机器人本体-5、联动锥齿轮-6、一号传动装置-201、二号传动装置-202、三号传动装置-203、前制动轮组件-21、连接块-22、后制动轮组件-23、铰链座-24、制动轮-210、正齿轮-211、从动锥齿轮-212、轮架-213、防尘罩-214、转轴-2101、行走轮-2102、弹簧-2103、固定环-2104、平移环-2105、弹簧本体-1031、切割刀片-1032、尖锐粒-1033。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1-7，本发明提供一种微型无线管道机器人运动控制结构的技术方案：其结构包括有主动锥齿轮1、传动装置2、照明灯3、旋转式检测头4、无线管道机器人本体5、联动锥齿轮6，所述无线管道机器人本体5正面中心机械连接有旋转式检测头4，所述旋转式检测头4外围均布有呈环状设置的照明灯3，所述照明灯3安装在无线管道机器人本体5上；
所述无线管道机器人本体5的外设有传动装置2，所述无线管道机器人本体5一侧设有主动锥齿轮1、另一侧设有联动锥齿轮6；
所述传动装置2包括有结构相同的一号传动装置201、二号传动装置202、三号传动装置203，所述一号传动装置201通过主动锥齿轮1与二号传动装置202传动连接，所述二号传动装置202通过联动锥齿轮6传动连接于三号传动装置203，所述主动锥齿轮1与联动锥齿轮6的结合设置在于一个微电机就可实现三个传动装置的调节，可实现三个传动装置的同步调节，调节效率高；
所述一号传动装置201包括有前制动轮组件21、连接块22、后制动轮组件23、铰链座24，所述铰链座24顶部中心垂直连接有连接块22，所述铰链座24一端铰连有前制动轮组件21，另一端与后制动轮组件23铰接，所述连接块22与无线管道机器人本体5的外壁固定连接，所述前制动轮组件21与主动锥齿轮1传动连接，所述铰链座24的设置在于实现前制动轮组件21与后制动轮组件23可调节。
所述前制动轮组件21包括有制动轮210、正齿轮211、从动锥齿轮212、轮架213，所述轮架213一端安装有制动轮210，另一端的安装轴的两端从内自外依次过度配合有正齿轮211、从动锥齿轮212，所述轮架213远离制动轮210的一端与铰链座24活动连接，所述正齿轮211与后制动轮组件23进行传动连接，所述从动锥齿轮212啮合传动于主动锥齿轮1，所述后制动轮组件23无前制动轮组件21的两个从动锥齿轮212结构设置，而其他形状大小及组成结构均相同，所述前制动轮组件21与后制动轮组件23的结合设置在于通过调节两制动轮210的间距来适应于不同口径的管道，在其范围内，使得机器人可适应于不同口径大小的管道，适用范围广。
所述前制动轮组件21还包括有防尘罩214，所述防尘罩214设于铰链座24外侧，可罩住正齿轮211，所述防尘罩214上开设有缺口，用于主动锥齿轮1的锥齿块与从动锥齿轮212的锥齿块啮合，所述防尘罩214的设置在于起防尘作用，有效防止正齿轮211、从动锥齿轮212的齿块沾染较多粉尘而影响啮合传动。
工作原理：通过微电机的驱动，使得主动锥齿轮1旋转，从而带动与之相配合的一号传动装置201、二号传动装置202传动，而二号传动装置202通过联动锥齿轮6带动三号传动装置203传动，使得各个传动装置2的从动锥齿轮212旋转，可同时使得三个传动装置2同步运作，调节效率高，因前制动轮组件21的正齿轮211与后制动轮组件23的正齿轮相啮合，故两者进行相反方向旋转，从而使得制动轮210在轮架213的作用下进行以正齿轮211为圆心旋转，两个制动轮210相向旋转会使得两个轮架213的夹角变小，从而适应于较大口径的管道，反之，两个制动轮210相反旋转会使得两个轮架213的夹角变大，从而适应于较小口径的管道，如上可知，两个制动轮210的水平间距与两个轮架213的夹角呈正比，夹角越大，适用于的管道口径越小，反之，夹角越小，适用于的管道口径越大，故能够适应于不同管道的口径，适应范围广。
实施例2
请参阅图1-10，本发明提供一种微型无线管道机器人运动控制结构的技术方案：其结构包括有主动锥齿轮1、传动装置2、照明灯3、旋转式检测头4、无线管道机器人本体5、联动锥齿轮6，所述无线管道机器人本体5正面中心机械连接有旋转式检测头4，所述旋转式检测头4外围均布有呈环状设置的照明灯3，所述照明灯3安装在无线管道机器人本体5上，其特征在于：
所述无线管道机器人本体5的外设有传动装置2，所述无线管道机器人本体5一侧设有主动锥齿轮1、另一侧设有联动锥齿轮6；
所述传动装置2包括有结构相同的一号传动装置201、二号传动装置202、三号传动装置203，所述一号传动装置201通过主动锥齿轮1与二号传动装置202传动连接，所述二号传动装置202通过联动锥齿轮6传动连接于三号传动装置203；
所述一号传动装置201包括有前制动轮组件21、连接块22、后制动轮组件23、铰链座24，所述铰链座24顶部中心垂直连接有连接块22，所述铰链座24一端铰连有前制动轮组件21，另一端与后制动轮组件23铰接，所述连接块22与无线管道机器人本体5的外壁固定连接，所述前制动轮组件21与主动锥齿轮1传动连接，所述铰链座24的设置在于实现前制动轮组件21与后制动轮组件23可调节。
所述前制动轮组件21包括有制动轮210、正齿轮211、从动锥齿轮212、轮架213，所述轮架213一端安装有制动轮210，另一端的安装轴的两端从内自外依次过度配合有正齿轮211、从动锥齿轮212，所述轮架213远离制动轮210的一端与铰链座24活动连接，所述正齿轮211与后制动轮组件23进行传动连接，所述从动锥齿轮212啮合传动于主动锥齿轮1，所述后制动轮组件23无前制动轮组件21的两个从动锥齿轮212结构设置，而其他形状大小及组成结构均相同，所述前制动轮组件21与后制动轮组件23的结合设置在于通过调节两制动轮210的间距来适应于不同口径的管道，在其范围内，使得机器人可适应于不同口径大小的管道，适用范围广。
所述前制动轮组件21还包括有防尘罩214，所述防尘罩214设于铰链座24外侧，可罩住正齿轮211，所述防尘罩214上开设有缺口，用于主动锥齿轮1的锥齿块与从动锥齿轮212的锥齿块啮合，所述防尘罩214的设置在于起防尘作用，有效防止正齿轮211、从动锥齿轮212的齿块沾染较多粉尘而影响啮合传动。
所述制动轮210包括有转轴2101、行走轮2102、弹簧2103、固定环2104、平移环2105，所述行走轮2102中心安装有转轴2101，所述转轴2101的两端从内自外依次设有弹簧2103、平移环2105、固定环2104，所述弹簧2103的一端与行走轮2102配合，另一度与平移环2105固定连接，所述平移环2105与固定环2104相接触，所述平移环2105与轮架213活动连接，所述弹簧2103的设置在于防止行走轮2102缠死而停止前行，防止电机空转而导致装置被受损。
所述固定环2104与转轴2101采用过度配合，所述转轴2101与平移环2105采用间隙配合，所述固定环2104与平移环2105的纵截面均为直角梯形结构设置，且截面的两个直角为相反设置，所述平移环2105的高度略高于弹簧2103的直径，使得固定环2104旋转时可对平移环2105产生推力，使得平移环2105得以平移，在弹簧2103的作用下，平移环2105又得以复位。
所述弹簧2103包括有弹簧本体1031、切割刀片1032、尖锐粒1033，所述弹簧本体1031的外壁均布有尖锐粒1033，所述尖锐粒1033呈三角形结构设置，所述弹簧本体1031的弹簧圈与弹簧圈的相对面固定有切割刀片1032，所述弹簧本体1031一端与行走轮2102间隙配合，另一端与平移环2105相连接，所述切割刀片1032的设置在于利用弹簧本体1031的压缩，从而能够将缠绕在弹簧本体1031上的缠绕物切断，所述尖锐粒1033的设置在于利用缠绕物会随着行走轮2102的转动而越缠越紧，从而尖锐粒1033可将缠绕物切断，有效防止制动轮210缠死，利于传动装置2的正常前行。
工作原理：制动轮210通过转轴2101进行旋转，旋转时转轴2101会带动与之相对静止的固定环2104旋转，因固定环2104与平移环2105为倾斜面相对，垂直面背向设置，当固定环2104的倾斜面与平移环2105的倾斜面为完全贴合向接触面组逐渐变小时，则对固定环2104对平移环2105产生推力，使得平移环2105向行走轮2102方向平移，从而对弹簧本体1031产生压力，使得弹簧本体1031的弹簧圈与弹簧圈的间距变小，从而使得切割刀片1032与切割刀片1032的间距变小，从而能够将缠绕在弹簧本体1031上的缠绕物切断，同时有些缠绕物会随着行走轮2102的转动而越缠越紧，经弹簧本体1031本身的锋利性及在尖锐粒1033的作用下被切断，有效防止制动轮210缠死，利于传动装置2的正常前行，当固定环2104的倾斜面与平移环2105的倾斜面为完全贴合时，在弹簧2103的弹力作用下，平移环2105得以复位。
综上所述，本发明相对现有技术获得的技术进步是：
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微型无线管道机器人运动控制结构，其结构包括有主动锥齿轮(1)、传动装置(2)、照明灯(3)、旋转式检测头(4)、无线管道机器人本体(5)、联动锥齿轮(6)，所述无线管道机器人本体(5)正装有旋转式检测头(4)、照明灯(3)，所述无线管道机器人本体(5)外设有传动装置(2)、主动锥齿轮(1)、联动锥齿轮(6)，其特征在于：
所述传动装置(2)包括有结构相同的一号传动装置(201)、二号传动装置(202)、三号传动装置(203)，所述一号传动装置(201)通过主动锥齿轮(1)与二号传动装置(202)相连，所述二号传动装置(202)与三号传动装置(203)通过联动锥齿轮(6)相接；
所述一号传动装置(201)包括有前制动轮组件(21)、连接块(22)、后制动轮组件(23)、铰链座(24)，所述铰链座(24)顶连有与无线管道机器人本体(5)下相接的连接块(22)，一端与前制动轮组件(21)相连，另一端与后制动轮组件(23)相接，所述前制动轮组件(21)与主动锥齿轮(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微型无线管道机器人运动控制结构，其特征在于：所述前制动轮组件(21)包括有制动轮(210)、正齿轮(211)、从动锥齿轮(212)、轮架(213)，所述轮架(213)一端装有制动轮(210)，另一端设有正齿轮(211)、从动锥齿轮(212)，所述轮架(213)连于铰链座(24)，所述正齿轮(211)接于后制动轮组件(23)，所述从动锥齿轮(212)与主动锥齿轮(1)配合，所述后制动轮组件(23)无前制动轮组件(21)的两个从动锥齿轮(212)而其他组成结构相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种微型无线管道机器人运动控制结构，其特征在于：所述前制动轮组件(21)还包括有带缺口的防尘罩(214)，所述防尘罩(214)设于铰链座(24)外侧。
4.根据权利要求2所述的一种微型无线管道机器人运动控制结构，其特征在于：所述制动轮(210)包括有转轴(2101)、行走轮(2102)、弹簧(2103)、固定环(2104)、平移环(2105)，所述行走轮(2102)装有转轴(2101)，所述转轴(2101)设有弹簧(2103)、平移环(2105)、固定环(2104)各两个，所述弹簧(2103)一端与行走轮(2102)配合，另一度与平移环(2105)相接，所述平移环(2105)与固定环(2104)接触，所述平移环(2105)与轮架(213)连接。
5.根据权利要求4所述的一种微型无线管道机器人运动控制结构，其特征在于：所述固定环(2104)与转轴(2101)过度配合，所述转轴(2101)与平移环(2105)间隙配合，所述固定环(2104)与平移环(2105)的纵截面均为直角梯形结构设置，且截面的两个直角为相反设置，所述平移环(2105)的高度略高于弹簧(2103)的直径。
6.根据权利要求4或5所述的一种微型无线管道机器人运动控制结构，其特征在于：所述弹簧(2103)包括有弹簧本体(1031)、切割刀片(1032)、尖锐粒(1033)，所述弹簧本体(1031)外壁均布有三角状的尖锐粒(1033)，所述弹簧本体(1031)还设有切割刀片(1032)，所述弹簧本体(1031)一端与行走轮(2102)配合，另一端与平移环(2105)连接。
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