CN111197675A - 一种仿生六足管道机器人 - Google Patents

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白颖
莫莉萍
马仕麟
赵红顺
蒋庆斌
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Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28—Constructional aspects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
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    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing

Abstract

本发明提出了一种仿生六足管道机器人，属于管道机器人技术领域。解决了现有蛇形机器人与轮式机器人运动轨迹连续，不能跨越障碍物的问题。它包括机械腿和躯干，所述机械腿的数量为六个，沿躯干的圆周方向均匀分布，每个机械腿均包括伸缩腿、腿板、驱动机构、U形支架和十字支架，所述驱动机构包括第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述伸缩腿和腿板相连，所述腿板与第一舵机上的联接盘固定连接，所述U形支架两端分别连接第一舵机和第二舵机上的减速器，所述十字支架两端分别与第二舵机和第三舵机上的联接盘固定相连，所述第三舵机上的减速器与躯干固定连接。它主要用于管道的检修与维护。

Description

一种仿生六足管道机器人
技术领域
本发明属于管道机器人技术领域，特别是涉及一种仿生六足管道机器人。
背景技术
原始管道与新增管道编织成了星罗密布的地下管网，管网规模庞大复杂，使得管道管理、养护等方面问题突出。这些年，特别多的城市都出现了内涝、路面塌陷等事情，这样对社会环境有了很大的干扰。
目前，在管道注水前如出现断裂损坏不知道在何处损坏，人工不便盘查，导致浪费时间，人工在地下盘查对沼气对人体产生危害，让供暖系统能量流失严重，可能对环境造成污染等，因此使用机器人代替人工成为了趋势，现有的轮式机器人的轮子会对管道的内壁有着摩擦损坏并且在环境恶劣的地方工作会受到阻碍。而且轮式机器人和蛇形机器人的运动轨迹连续，不能跨越障碍物，使机器人的使用受到了限制
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种仿生六足管道机器人。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种仿生六足管道机器人，它包括机械腿和躯干，所述机械腿的数量为六个，沿躯干的圆周方向均匀分布，每个机械腿均包括伸缩腿、腿板、驱动机构、U形支架和十字支架，所述驱动机构包括第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述第一舵机、第二舵机和第三舵机结构相同均包括减速器、轴板、联接盘、轴、小齿轮和大齿轮，所述减速器两侧，一侧为输出轴，另一侧与轴板相连，所述输出轴与小齿轮相连，所述小齿轮与大齿轮啮合相连，所述轴贯穿轴板和大齿轮后两端各连接一个联接盘，所述伸缩腿和腿板相连，所述腿板与第一舵机上的联接盘固定连接，所述U形支架两端分别连接第一舵机和第二舵机上的减速器，所述十字支架两端分别与第二舵机和第三舵机上的联接盘固定相连，所述第三舵机上的减速器与躯干固定连接。
更进一步的，所述躯干内部安装有控制板和电池，所述电池为机器人供电，所述控制板与驱动机构相连。
更进一步的，所述伸缩腿侧面开设有两排螺栓口，所述螺栓口通过螺栓和螺母的配合与腿板相连。
更进一步的，所述伸缩腿下部设置有吸盘，所述吸盘为正圆形结构。
更进一步的，所述躯干为中空结构，内部通过多个支撑板进行支撑。
更进一步的，所述机械腿和/或躯干上携带有红外线摄像头和/或声波监测器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有蛇形机器人与轮式机器人运动轨迹连续，不能跨越障碍物的问题。
本发明六足管道机器人可以在一个非常复杂的社会环境和自然环境进行独立检测。多足式的管道机器人具有运行稳定，适应性强，控制方便等优点。它可以很容易地越过较大的障碍物。机器人的机械腿相对离散的，所以在地面支撑它的面积比较小，从而使最佳的支持点可以在可实现的地面被选择。使用本发明进行管道的维修与检测。可以有效跨越障碍物通，过合理的结构设计，仿生六足管道机器人能够非常灵活的移动以进行检测和维修管道的任务，达到提高生产率、节省人力、提高救援效率的优点。
附图说明
图1为本发明所述的一种仿生六足管道机器人剖视结构示意图；
图2为本发明所述一种仿生六足管道机器人立体结构示意图；
图3为本发明所述的机械腿结构示意图；
图4为本发明所述的驱动机构结构示意图；
图5为本发明所述的十字支架结构示意图；
图6为本发明所述的伸缩腿结构示意图；
图7为本发明所述的躯干机构示意图。
1：吸盘，2：伸缩腿，3：腿板，4：驱动机构，4-1：第一舵机，4-2：第二舵机，4-3：第三舵机，5：U形支架，6：轴板，7：十字支架，8：联接盘，9：支撑板，10：轴，11：小齿轮，12：大齿轮，13：螺栓，14：螺母，15：躯干。
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、完整地阐述。
参见图1-7说明本实施方式，一种仿生六足管道机器人，它包括机械腿和躯干15，所述机械腿的数量为六个，沿躯干15的圆周方向均匀分布，每个机械腿均包括伸缩腿2、腿板3、驱动机构4、U形支架5和十字支架7，所述驱动机构4包括第一舵机4-1、第二舵机4-2和第三舵机4-3，所述第一舵机4-1、第二舵机4-2和第三舵机4-3结构相同均包括减速器、轴板6、联接盘8、轴10、小齿轮11和大齿轮12，所述减速器两侧，一侧为输出轴，另一侧与轴板6相连，所述输出轴与小齿轮11相连，所述小齿轮11与大齿轮12啮合相连，所述轴10贯穿轴板6和大齿轮12后两端各连接一个联接盘8，所述伸缩腿2和腿板3相连，所述腿板3与第一舵机4-1上的联接盘8固定连接，所述U形支架5两端分别连接第一舵机4-1和第二舵机4-2上的减速器，所述十字支架7两端分别与第二舵机4-2和第三舵机4-3上的联接盘8固定相连，所述第三舵机4-3上的减速器与躯干15固定连接。
本实施例机械腿拥有三个自由度，第一个自由度通过第三舵机4-3驱动，通过齿轮传动带动机械腿进行前后旋转摆动，第二个自由度通过第二舵机4-2驱动，通过齿轮传动带动机械腿进行上下运动，第三个自由度通过第一舵机4-1驱动，通过齿轮传动带动机械腿进行左右摇摆运动。通过三个自由度的组合机器人完全可以自由灵活的行走。
实施例中所述躯干15内部安装有控制板和电池，所述电池为机器人供电，所述控制板与驱动机构4相连。所述伸缩腿2侧面开设有两排螺栓口，所述螺栓口通过螺栓13和螺母14的配合与腿板3相连。所述伸缩腿2下部设置有吸盘1，所述吸盘1为正圆形结构。所述躯干15为中空结构，内部通过多个支撑板9进行支撑。所述机械腿和/或躯干15上携带有红外线摄像头和/或声波监测器。
本实施例可运用机器人从管道首端或尾端放入，利用红外线摄像头或者声波监测器盘查管道损坏处，进行修补更方便快更准确。采用多关节三个自由度机械腿设计，这样就能在管道内任意的伸展和收缩，使活动更加的灵巧，为增加支撑的稳定性，机械腿底安装一个吸盘1，六个机械腿呈正圆形分布。机器人的最后一个关节可以伸缩，伸长腿部最后关节并用螺栓固定，这样可以让机器人重心提高，以适应不同管道的维修与检测。仿生六足管道机器人能够易如反掌的找出来管道内的故障和损害，可以减少人力和施工量，可以提高工作效率。通过中空结构的设计，减轻机体的重量，减小负荷，使机体更加的坚固，使机体运动得更加灵活。
以上对本发明所提供的一种仿生六足管道机器人，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种仿生六足管道机器人，其特征在于：它包括机械腿和躯干(15)，所述机械腿的数量为六个，沿躯干(15)的圆周方向均匀分布，每个机械腿均包括伸缩腿(2)、腿板(3)、驱动机构(4)、U形支架(5)和十字支架(7)，所述驱动机构(4)包括第一舵机(4-1)、第二舵机(4-2)和第三舵机(4-3)，所述第一舵机(4-1)、第二舵机(4-2)和第三舵机(4-3)结构相同均包括减速器、轴板(6)、联接盘(8)、轴(10)、小齿轮(11)和大齿轮(12)，所述减速器两侧，一侧为输出轴，另一侧与轴板(6)相连，所述输出轴与小齿轮(11)相连，所述小齿轮(11)与大齿轮(12)啮合相连，所述轴(10)贯穿轴板(6)和大齿轮(12)后两端各连接一个联接盘(8)，所述伸缩腿(2)和腿板(3)相连，所述腿板(3)与第一舵机(4-1)上的联接盘(8)固定连接，所述U形支架(5)两端分别连接第一舵机(4-1)和第二舵机(4-2)上的减速器，所述十字支架(7)两端分别与第二舵机(4-2)和第三舵机(4-3)上的联接盘(8)固定相连，所述第三舵机(4-3)上的减速器与躯干(15)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿生六足管道机器人，其特征在于：所述躯干(15)内部安装有控制板和电池，所述电池为机器人供电，所述控制板与驱动机构(4)相连。
3.根据权利要求1所述的一种仿生六足管道机器人，其特征在于：所述伸缩腿(2)侧面开设有两排螺栓口，所述螺栓口通过螺栓(13)和螺母(14)的配合与腿板(3)相连。
4.根据权利要求1所述的一种仿生六足管道机器人，其特征在于：所述伸缩腿(2)下部设置有吸盘(1)，所述吸盘(1)为正圆形结构。
5.根据权利要求1所述的一种仿生六足管道机器人，其特征在于：所述躯干(15)为中空结构，内部通过多个支撑板(9)进行支撑。
6.根据权利要求1所述的一种仿生六足管道机器人，其特征在于：所述机械腿和/或躯干(15)上携带有红外线摄像头和/或声波监测器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113147949A (zh) * 2021-04-22 2021-07-23 上海扩博智能技术有限公司 用于机器人的行走关节
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