CN112901899A - 一种管道自动伸缩自适应行走机器人 - Google Patents

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郭杰
浦声杰
曲宝庚
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing

Abstract

本发明属于管道机器人技术领域，公开了一种管道自动伸缩自适应行走机器人，包括主支撑支架、大铰接臂、小铰接臂、行走机构，驱动支架包括驱动侧板和两个驱动侧板之间的固定连接轴，驱动支架的前后端均安装有驱动轮总成，两个带轮侧板中间安装有主驱动轮，两个带轮侧板两端各安装有一组行走轮，驱动支架通过大铰接臂、小铰接臂和主支撑架连接。驱动支架安装在主支撑支架的三个导杆上，中间固定轴前后端安装有挡板，中间固定轴中间安装有中间固定板，挡板的三个角上安装有导杆，导杆的外端安装有滑块和弹簧，滑块的两端和大铰接臂铰接。本发明结构简单紧凑，可根据实际作业管道内壁直径范围调整铰接尺寸，实现作业需求，便于推广使用。

Description

一种管道自动伸缩自适应行走机器人
技术领域
本发明属于管道机器人技术领域，特别是涉及一种管道自动伸缩自适应行走机器人。
背景技术
管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走，携带一种或多种传感器及操作机械，管道机器人作为一种有效的管道检测设备，得到了越来越多的应用，目前管道机器人伸缩机构多采购气缸等类似元气件控制，对控制要求较高，行走驱动多是单驱动，且行走部分为固定结构，适应性低。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的技术问题，本发明提供了一种管道自动伸缩自适应行走机器人，包括主支撑支架、大铰接臂、小铰接臂、行走机构，行走机构包括驱动支架、驱动轮总成、传动带、行走履带、驱动电机，驱动支架包括驱动侧板和两个驱动侧板之间的固定连接轴，驱动支架的前后端均安装有驱动轮总成，前后两个驱动轮总成之间啮合安装有行走履带，驱动轮总成包括带轮侧板、两个带轮侧板之间的连接轴、行走轮、主驱动轮，两个带轮侧板中间安装有主驱动轮，两个带轮侧板两端各安装有一组行走轮，主驱动轮和前后两组行走轮啮合安装，每组行走轮包括两个行走轮，四组行走轮与行走履带组成平行四边形结构，以适应行走过程中障碍变化及方向变化；主驱动轮由驱动电机经锥齿轮传动提供动力，驱动轮总成由主驱动轮为两组行走轮提供动力，主驱动轮和传动轮同轴安装，前后传动轮由传动带连接，使四组行走轮均能主动驱动，带动行走履带行走。
驱动支架通过大铰接臂、小铰接臂和主支撑架连接，小铰接臂的一端和大铰接臂中间铰接，小铰接臂的另一端和中间固定块铰接。
主支撑支架包括挡板、中间固定轴、中间固定块、滑块和弹簧，主支撑支架为正三棱柱框架，驱动支架安装在主支撑支架的三个导杆上，中间固定轴前后端安装有挡板，中间固定轴中间安装有中间固定板，挡板呈三角形结构，挡板的三个角上安装有导杆，导杆的外端安装有滑块和弹簧，滑块的两端和大铰接臂铰接，驱动支架由导杆上弹簧提供压力，使行走履带和管道内臂紧密接触，为行走提供足够的摩擦力，管道内臂尺寸变化时，阻力发生变化，驱动支架经铰接臂改变弹簧压缩量，使驱动轮上的行走履带能够适应管道变化。
作业时，导杆上的弹簧压缩滑块，使滑块上的大铰接臂带动行走机构变化，使行走机构能够压紧于管道内壁，驱动电机带动行走轮驱动行走履带行走，行走过程中遇到障碍或转弯等阻力时，行走机构的平行四边形结构会因阻力产生变化，使阻力平衡而实现越障和转弯，期间导杆上压缩弹簧也会相应自动调整，以实现整体结构上力的平衡。
有益效果：
1.本发明使用弹簧压缩实现行走机构与管道内壁间行走摩擦压力，能够实时调整，始终保持稳定压力；行走机构为平行四边形结构，能够随管道内变化，根据阻力自动调整形态，实现行走、越障、转弯等一系列动作。
2.本发明在行走中任意一轮与管道内壁接触，即可产生行走推力，整体结构简单紧凑，易实现，可根据实际作业管道内壁直径范围调整铰接尺寸，实现作业需求，便于推广使用。
3.本发明在圆周方向上均布三组驱动行走机构，能够稳定的支撑在管道内，每组驱动行走机构由独立电机驱动，每组机构在各自导杆上滑动，以适应行走过程管道变化。
附图说明
图1为本发明结构立体图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明主支撑支架结构示意图；
图4为本发明驱动轮总成结构示意图；
图5为本发明驱动支架结构示意图；
图6为本发明行走履带和行走轮安装位置结构示意图；
图7为本发明运动状态图一；
图8为本发明运动状态图二；
图9为本发明运动状态图三；
如图所示：主支撑支架1、驱动支架2、驱动轮总成3、传动带4、行走履带5、大铰接臂6、小铰接臂7、驱动电机8、锥齿轮9、传动轮10、挡板11、中间固定轴12、中间固定块13、导杆14、滑块15、弹簧16、驱动侧板21、固定连接轴22、带轮侧板31、连接轴32、行走轮33、主驱动轮34。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种管道自动伸缩自适应行走机器人，包括主支撑支架1、大铰接臂6、小铰接臂7、行走机构，行走机构包括驱动支架2、驱动轮总成3、传动带4、行走履带5、驱动电机8，驱动支架2包括驱动侧板21和两个驱动侧板之间的固定连接轴22，驱动支架2的前后端均安装有驱动轮总成3，前后两个驱动轮总成之间啮合安装有行走履带5，驱动轮总成3包括带轮侧板31、两个带轮侧板之间的连接轴32、行走轮33、主驱动轮34，两个带轮侧板中间安装有主驱动轮34，两个带轮侧板两端各安装有一组行走轮，主驱动轮和前后两组行走轮啮合安装，每组行走轮包括两个行走轮33，四组行走轮与行走履带5组成平行四边形结构，以适应行走过程中障碍变化及方向变化；主驱动轮34由驱动电机8经锥齿轮9传动提供动力，驱动轮总成3由主驱动轮34为两组行走轮提供动力，主驱动轮34和传动轮10同轴安装，前后传动轮由传动带4连接，使四组行走轮均能主动驱动，带动行走履带5行走。
驱动支架2通过大铰接臂6、小铰接臂7和主支撑架连接，小铰接臂7的一端和大铰接臂6中间铰接，小铰接臂7的另一端和中间固定块13铰接。
主支撑支架1包括挡板11、中间固定轴12、中间固定块13、滑块15和弹簧16，主支撑支架1为正三棱柱框架，驱动支架2安装在主支撑支架1的三个导杆上，中间固定轴12前后端安装有挡板11，中间固定轴12中间安装有中间固定板，挡板11呈三角形结构，挡板11的三个角上安装有导杆14，导杆14的外端安装有滑块15和弹簧16，滑块15的两端和大铰接臂6铰接，驱动支架2由导杆14上弹簧16提供压力，使行走履带5和管道内臂紧密接触，为行走提供足够的摩擦力，管道内臂尺寸变化时，阻力发生变化，驱动支架2经铰接臂改变弹簧16压缩量，使驱动轮上的行走履带5能够适应管道变化。
作业时，导杆14上的弹簧16压缩滑块15，使滑块15上的大铰接臂6带动行走机构变化，使行走机构能够压紧于管道内壁，驱动电机8带动行走轮33驱动行走履带5行走，行走过程中遇到障碍或转弯等阻力时，行走机构的平行四边形结构会因阻力产生变化，使阻力平衡而实现越障和转弯，期间导杆14上压缩弹簧16也会相应自动调整，以实现整体结构上力的平衡。
当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上，当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
本实施例中的左右上下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管道自动伸缩自适应行走机器人，其特征在于：包括主支撑支架、大铰接臂、小铰接臂、行走机构，所述行走机构包括驱动支架、驱动轮总成、传动带、行走履带、驱动电机，所述驱动支架包括驱动侧板和两个驱动侧板之间的固定连接轴，所述驱动支架的前后端均安装有驱动轮总成，前后两个驱动轮总成之间啮合安装有行走履带，所述驱动轮总成包括带轮侧板、两个带轮侧板之间的连接轴、行走轮、主驱动轮，两个带轮侧板中间安装有主驱动轮，两个带轮侧板两端各安装有一组行走轮，主驱动轮和前后两组行走轮啮合安装，每组行走轮包括两个行走轮，四组行走轮与行走履带组成平行四边形结构，所述主驱动轮和传动轮同轴安装，前后传动轮由传动带连接；
所述驱动支架通过大铰接臂、小铰接臂和主支撑架连接，所述驱动支架安装在主支撑支架的三个导杆上。
2.根据权利要求1所述的一种管道自动伸缩自适应行走机器人，其特征在于：所述小铰接臂的一端和大铰接臂中间铰接，所述小铰接臂的另一端和中间固定块铰接。
3.根据权利要求1所述的一种管道自动伸缩自适应行走机器人，其特征在于：所述主支撑支架包括挡板、中间固定轴、中间固定块、滑块和弹簧，所述中间固定轴前后端安装有挡板，所述中间固定轴中间安装有中间固定板，所述挡板呈三角形结构，所述挡板的三个角上安装有导杆，所述导杆的外端安装有滑块和弹簧，所述滑块的两端和大铰接臂铰接。
4.根据权利要求1所述的一种管道自动伸缩自适应行走机器人，其特征在于：所述主支撑支架为正三棱柱框架。
5.根据权利要求1所述的一种管道自动伸缩自适应行走机器人，其特征在于：工作原理为：作业时，导杆上的弹簧压缩滑块，使滑块上的大铰接臂带动行走机构变化，使行走机构能够压紧于管道内壁，驱动电机带动行走轮驱动行走履带行走，行走过程中遇到障碍或转弯等阻力时，行走机构的平行四边形结构会因阻力产生变化，使阻力平衡而实现越障和转弯，期间导杆上压缩弹簧也会相应自动调整，以实现整体结构上力的平衡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117548447A (zh) * 2024-01-10 2024-02-13 山西三水能源股份有限公司 一种热力管道内壁杂质清理装置

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