CN111120776A - 一种管道跨井机器人 - Google Patents

Abstract

一种管道跨井机器人，包括翻转结构、前支架结构、控制模块、电源模块、行走履带、后支架结构，所述前支架结构通过所述翻转结构与所述后支架结构连接，所述前支架结构和所述后支架结构下方两侧都设有所述行走履带，所述控制模块和所述电源模块设置于所述后支架结构上，本发明结构简单合理，组装维护方便，能够通过调节来适应不同管径、不同形状的管道，本发明通过设置前支架结构和后支架结构在遇到沉井时，可以通过控制翻转结构来调节前支架结构和后支架结构位置关系从而实现跨越沉井。

Description

一种管道跨井机器人

技术领域

本发明涉及管道机器人技术领域，具体涉及一种管道跨井机器人。

背景技术

城市下水管道在腐蚀、重压等作用下会出现裂纹、漏孔等一系列现象，同时，随着管道使用时间的增加，管道内壁会发生不同程度的结垢和杂质粘附，造成管道运输效率降低，所以在使用过程中，管道需要定期进行检测、维修、清理，保证管道运输安全和效率。但是，空间狭窄或内部环境恶劣的管道限制工作人员进入管道内部，因此，管道机器人作为一种爬行设备逐步发展起来。管道机器人的发展为管道检测、维护提供了新的技术手段，极大提高了管道维护效率。

目前的管道机器人大多能顺利通过水平管道和一定倾斜程度的上升管道。现有管道机器人电源和控制均为有线的无法在管道中进行长距离工作，并且下水管道中，管道内部存在沉井，阻碍管道机器人在管道内连续行驶，目前还没有关于具有跨越沉井功能机器人的产品。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种管道跨井机器人，以解决背景技术中提到的实际问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道跨井机器人，包括翻转结构、前支架结构、控制模块、电源模块、行走履带、后支架结构，所述前支架结构通过所述翻转结构与所述后支架结构连接，所述前支架结构和所述后支架结构下方两侧都设有所述行走履带，所述控制模块和所述电源模块设置于所述后支架结构上。

进一步的，所述翻转结构包括旋转轴，所述旋转轴一端安装有谐波减速器，所述旋转轴内部安装有无刷直流电机，且所述无刷直流电机输出端与所述谐波加速器输入端相连，所述谐波加速器输出端与第一支架件连接，所述旋转轴另一端设有无油轴承，第二支架件通过所述无油轴承与所述旋转轴转动连接，所述无油轴承外侧设有封盖，第一连接件两端分别与所述第一支架件和所述第二支架件连接，所述旋转轴中间固定安装有第二连接件，所述第一连接件与所述前支架结构连接，所述第二连接件与所述后支架结构连接。

进一步的，前支架结构包括第三支撑件，所述第三支撑件上安装有固定轴，第一旋转臂、第二旋转臂分别以固定轴为旋转中心安装，第一连杆与所述第一旋转臂铰接，第二连杆一端与所述第一连杆铰接，第二连杆另外一端与所述行走履带连接，所述固定轴的左右两侧结构对称设置组成多连杆机构，所述第三支撑件的前方设有丝杆支架，所述丝杆支架下方设有丝杆，所述丝杆与下方的减速电机输出轴连接，所述丝杆上配设有丝杆螺母，所述丝杆螺母还配设有竖直的导向轴，所述丝杆螺母分别通过第二铰接轴与所述第三连杆的一端铰接，两个所述第三连杆的另一端分别通过第一铰接轴与所述第一旋转臂和所述第二旋转臂铰接，所述减速电机和所述丝杆支架安装处设有安装垫。

进一步的，所述后支架结构上设有底板，所述电源模块为蓄电池，所述蓄电池通过螺丝安装在所述底板上。

进一步的，所述控制模块包括密封盒，所述密封盒内设有电机控制器、电源控制器、视频信号控制器和天线。

进一步的，所述前支架结构上还设有云台。

（三）有益效果

本发明提供一种管道跨井机器人，本发明结构简单合理，组装维护方便， 能够通过调节来适应不同管径、不同形状的管道，能够翻越下水管道中的沉井。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明前支架结构示意图；

图3为本发明前支架结构剖视图；

图4为本发明图3中A处放大图；

图5为本发明翻转结构示意图；

图6为本发明翻转结构剖视图；

图7为本实用底板结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

翻转结构1、前支架结构2、控制模块3、电源模块4、行走履带5、后支架结构6、第一支架件11、旋转轴12、第二支架件13、无油轴承14、封盖15、第一连接件16、第二连接件17、无刷直流电机19、谐波加速器20、第三支撑件25、固定轴26、铰轴27、第三连杆30、丝杆31、丝杆螺母32、第二铰接轴34、导向轴35、丝杆支架36、第一铰接轴37、第一旋转臂38、第二旋转臂39、第一连杆40、第二连杆41、安装垫42、减速电机43、云台44、底板45、蓄电池46。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供一种技术方案：一种管道跨井机器人，包括翻转结构1、前支架结构2、控制模块3、电源模块4、行走履带5、后支架结构6，前支架结构2通过翻转结构1与后支架结构6连接，前支架结构2和后支架结构6下方两侧都设有行走履带5，控制模块3和电源模块4设置于后支架结构6上，前支架结构2上还设有云台44，控制模块3包括密封盒，密封盒内设有电机控制器、电源控制器、视频信号控制器和天线，控制单元3通过防水进口与各执行器连接，控制和供电，通过无线与管道外通讯，行走履带5内设有减速电机。

参照图5-6，翻转结构1包括旋转轴12，旋转轴12一端安装有谐波减速器20，旋转轴12内部安装有无刷直流电机19，且无刷直流电机19输出端与谐波加速器20输入端相连，谐波加速器20输出端与第一支架件11连接，旋转轴12另一端设有无油轴承14，第二支架件13通过无油轴承14与旋转轴12转动连接，无油轴承14外侧设有封盖15，第一连接件16两端分别与第一支架件11和第二支架件13连接，旋转轴12中间固定安装有第二连接件17，第一连接件16与前支架结构2连接，第二连接件17与后支架结构6连接。

参照图2-4，前支架结构2包括第三支撑件25，第三支撑件25上安装有固定轴26，第一旋转臂38、第二旋转臂39分别以固定轴26为旋转中心安装，第一连杆40与第一旋转臂38铰接，第二连杆41一端通过铰轴27与第一连杆40铰接，第二连杆41另外一端与行走履带5连接，固定轴26的左右两侧结构对称设置组成多连杆机构，第三支撑件25的前方设有丝杆支架36，丝杆支架36下方设有丝杆31，丝杆31与下方的减速电机43输出轴连接，丝杆31上配设有丝杆螺母32，丝杆螺母32还配设有竖直的导向轴35，丝杆螺母32分别通过第二铰接轴34与第三连杆30的一端铰接，两个第三连杆30的另一端分别通过第一铰接轴37与第一旋转臂38和第二旋转臂39铰接，减速电机43和丝杆支架36安装处设有安装垫42。

参照图7，后支架结构6上设有底板45，电源模块4为蓄电池46，蓄电池46通过螺丝安装在底板45上。

本发明机器人分为前后两部分，翻转结构1为管道机器人的前后姿态调整机构，前支架结构2和后支架结构6支撑管道机器人行走单元，通过减速电机43驱动丝杆31、丝杆螺母32调节第一旋转臂38和第二旋转臂39，从而调整行走履带5适应不同管径的管道，控制模块3控制无线通讯和机器人内的电机，从而控制机器人姿态调整，电源模块4提供管道机器人电源，本发明通过设置前支架结构2和后支架结构6在遇到沉井时，可以通过控制翻转结构1来调节前支架结构2和后支架结构6位置关系从而实现跨越沉井。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种管道跨井机器人，其特征在于：包括翻转结构1、前支架结构2、控制模块3、电源模块4、行走履带5、后支架结构6，所述前支架结构2通过所述翻转结构1与所述后支架结构6连接，所述前支架结构2和所述后支架结构6下方两侧都设有所述行走履带5，所述控制模块3和所述电源模块4设置于所述后支架结构6上。

2.根据权利要求1所述的一种管道跨井机器人，其特征在于：所述翻转结构1包括旋转轴12，所述旋转轴12一端安装有谐波减速器20，所述旋转轴12内部安装有无刷直流电机19，且所述无刷直流电机19输出端与所述谐波加速器20输入端相连，所述谐波加速器20输出端与第一支架件11连接，所述旋转轴12另一端设有无油轴承14，第二支架件13通过所述无油轴承14与所述旋转轴12转动连接，所述无油轴承14外侧设有封盖15，第一连接件16两端分别与所述第一支架件11和所述第二支架件13连接，所述旋转轴12中间固定安装有第二连接件17，所述第一连接件16与所述前支架结构2连接，所述第二连接件17与所述后支架结构6连接。

3.根据权利要求1所述的一种管道跨井机器人，其特征在于：前支架结构2包括第三支撑件25，所述第三支撑件25上安装有固定轴26，第一旋转臂38、第二旋转臂39分别以固定轴26为旋转中心安装，第一连杆40与所述第一旋转臂38铰接，第二连杆41一端与所述第一连杆40铰接，第二连杆41另外一端与所述行走履带5连接，所述固定轴26的左右两侧结构对称设置组成多连杆机构，所述第三支撑件25的前方设有丝杆支架36，所述丝杆支架36下方设有丝杆31，所述丝杆31与下方的减速电机43输出轴连接，所述丝杆31上配设有丝杆螺母32，所述丝杆螺母32还配设有竖直的导向轴35，所述丝杆螺母32分别通过第二铰接轴34与所述第三连杆30的一端铰接，两个所述第三连杆30的另一端分别通过第一铰接轴37与所述第一旋转臂38和所述第二旋转臂39铰接，所述减速电机43和所述丝杆支架36安装处设有安装垫42。

4.根据权利要求1所述的一种管道跨井机器人，其特征在于：所述后支架结构6上设有底板45，所述电源模块4为蓄电池46，所述蓄电池46通过螺丝安装在所述底板45上。

5.根据权利要求1所述的一种管道跨井机器人，其特征在于：所述控制模块3包括密封盒，所述密封盒内设有电机控制器、电源控制器、视频信号控制器和天线。

6.根据权利要求1所述的一种管道跨井机器人，其特征在于：所述前支架结构2上还设有云台44。

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