CN113090865A - 一种管道机器人自稳行走机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管道机器人自稳行走机构，包括行走单元节、调节组、辅助轮组、带动组和行走组，所述的行走单元节从左向右等距离排布，行走单元节的两端设置有调节组，调节组上设置有辅助轮组和带动组，行走单元节上设置有行走组，本发明采用的调节组对辅助轮组可根据管道的大小进行调节支撑其支撑在管道内壁上，使得辅助轮组与管道内壁多点进行支撑行走，保证在管道内壁行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住，同时采用带动组带动调节组进行转动调节，带动轴与连接杆之间铰接配合，便于带动轴与连接杆之间进行折弯，避免支撑盘行走到管道的弯管处时卡住的现象。

Description

一种管道机器人自稳行走机构
技术领域
本发明涉及管道机器人自稳行走技术领域，特别涉及一种管道机器人自稳行走机构。
背景技术
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送，管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中，管道机器人是可沿细小管道内部或外部自动行走、携带传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统，但在管道机器人自稳行走过程中会出现以下问题：
1、传统的管道机器人是采用左右两个轮子直接进入管道内进行移动，由于管道内为弧形结构，所以管道机器人在行走时易倾斜，导致管道机器人在管道内壁行走的稳定性降低，同时管道机器人在行走过程中易出现倾斜卡住的现象；
2、在管道机器人在行走过程中易出现，由于管道机器人过长，导致管道机器人行走到管道的弯管处时卡住的现象。
发明内容
(一)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种管道机器人自稳行走机构，包括行走单元节、调节组、辅助轮组、带动组和行走组，所述的行走单元节从左向右等距离排布，行走单元节的两端设置有调节组，调节组上设置有辅助轮组和带动组，行走单元节上设置有行走组；
所述的行走单元节包括阶梯槽、限位块、移动板、匚形槽、连接轴和行走轮，所述的行走单元节是矩形块结构，行走单元节的下端面开设有阶梯槽，阶梯槽内对称安装有限位块，限位块之间安装有移动板，移动板上开设有匚形槽，匚形槽内通过连接轴安装有行走轮，连接轴与匚形槽之间通过轴承相连接，行走单元节是由多节或者单节组成，其中每节上的移动板可在阶梯槽内进行伸缩运动，从而使得移动板可根据管道的大小从而进行调节行走轮与行走单元节之间的距离。
所述的调节组包括一号耳板、支撑盘、转轴、齿轮盘、二号耳板、连轴、推拉杆、弧形通槽和带动柱，所述的行走单元节的左右两端均对称安装一号耳板，行走单元节的两端均设置有支撑盘，支撑盘上安装有转轴，转轴上通过轴承套设有齿轮盘，位于行走单元节之间的转轴与支撑盘上均对称安装有二号耳板，二号耳板与一号耳板之间设置有连轴，连轴的两端分别铰接与一号耳板和二号耳板铰接，支撑盘上开设有伸缩槽，伸缩槽沿支撑盘周向等距离排布，伸缩槽内设置有推拉杆，齿轮盘上设置有弧形通槽，弧形通槽沿齿轮盘周向等距离排布，弧形通槽与伸缩槽数量一一对应，推拉杆上安装有带动柱，带动柱贯穿弧形槽，齿轮盘的转动使得齿轮盘上的弧形通槽带动带动柱进行移动，从而带动推拉杆26在伸缩槽内进行移动，从而使得辅助轮组可根据管道的大小进行调节，使得辅助轮组与管道内壁多点进行支撑行走，保证在管道内壁行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住，同时通过连轴将支撑盘与行走单元节连接在一起，并且连轴通过铰接的方式与一号耳板、二号耳板进行连接，便于在弯管处拐弯卡柱，通过连轴铰接避免了交长的行走单元节卡在管道弯管处，提高了行走单元节的行走方便性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的辅助轮组包括弧形板、匚形凹槽、辅助辊轮和凸点半圆，所述的推拉杆上安装有弧形板，弧形板上开设有匚形凹槽，匚形凹槽沿弧形板的外弧形面等距离开设，匚形凹槽为开口向上结构，匚形凹槽内铰接有辅助辊轮，辅助辊轮上安装有凸点半圆，在推拉杆的调节作用下，弧形板带动做个辅助轮与管道的内壁进行多点式接触，同时接触点形成一个圆形，多点式圆形接触，使得行走单元节与管道内的接触点增加，从而加强了行走单元节的行走稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住的现象。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的带动组包括带动轴、带动齿轮、连接杆、一号正反转电动机、齿轮轴和主齿轮，所述的支撑盘上通过轴承安装有带动轴，带动轴上套设有与齿轮盘啮合的带动齿轮，带动轴穿设支撑盘，左右带动轴之间设置有连接杆，连接杆的两端分别与左右带动轴铰接，左右两侧的支撑盘的其中一个通过机架安装有一号正反转电动机，支撑盘上通过轴承安装有齿轮轴，齿轮轴与带动轴上套设有相啮合的主齿轮，一号正反转电动机的输出轴与齿轮轴相连接，通过一号正反转电动机带动齿轮轴进行转动，齿轮轴通过主齿轮之间的啮合带动带动轴进行转动，带动轴之间通过连接杆的连接进行带动转动，带动轴的转动带动带动齿轮进行转动，带动齿轮转动通过与齿轮盘的啮合带动齿轮盘进行转动，从而使得齿轮盘转动进行调节，带动轴与连接杆之间铰接配合，便于带动轴与连接杆之间进行折弯，避免支撑盘行走到管道的弯管处时卡住的现象。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的行走组包括立板、转动轴、斜齿轮、连杆、二号正反转电动机和转动杆，所述的连接轴穿设移动板，移动板上安装有立板，立板上通过轴承安装有转动轴，转动轴与连接轴上套设有相啮合的斜齿轮，最下方推拉杆上通过轴承安装有连杆，连杆的两端通过铰接的方式将左右带动轴相连接，推拉杆上安装有二号正反转电动机，二号正反转电动机的输出轴安装也有转动杆，转动杆与转动轴铰接，通过二号正反转电动机带动转动杆进行转动，转动杆通过连杆带动转动轴进行转动，使得转动轴通过斜齿轮啮合的方式带动连接轴进行转动，从而带动行走轮进行行走，连杆通过轴承安装在推拉杆上，然后再与转动轴进行连接，使得推拉杆在移动时带动移动板同步进行移动，使得移动板带动行走轮同步进行调节距离，避免出现行走不贴管道内壁的现象。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的转动轴与带动轴的两端均开设有凹形槽，连杆与连接杆上均开设有凸形槽，连杆与连接杆的凸起部分分别位于转动轴与带动轴的凹形槽内，且连杆与转动轴之间通过铰链相连接，连接杆与带动轴通过铰链相连接,便于配合与弯管处的转向现象。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的行走轮上开设有V形凹槽，增加行走轮的摩擦力。
(二)有益效果
1、本发明采用的调节组对辅助轮组可根据管道的大小进行调节支撑其支撑在管道内壁上，使得辅助轮组与管道内壁多点进行支撑行走，保证在管道内壁行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住，同时采用带动组带动调节组进行转动调节，带动轴与连接杆之间铰接配合，便于带动轴与连接杆之间进行折弯，避免支撑盘行走到管道的弯管处时卡住的现象；
2、所述的连轴将支撑盘与行走单元节连接在一起，并且连轴通过铰接的方式与一号耳板、二号耳板进行连接，便于在弯管处拐弯卡柱，通过连轴铰接避免了交长的行走单元节卡在管道弯管处，提高了行走单元节的行走方便性；
3、所述的齿轮盘的转动使得齿轮盘上的弧形通槽带动带动柱进行移动，从而带动推拉杆在伸缩槽内进行移动，从而使得辅助轮组可根据管道的大小进行调节，提高了机器人行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明调节组的立体结构示意图；
图3是本发明图2的A处局部放大图；
图4是本发明的主剖视图；
图5是本发明图4的局部图；
图6是本发明图4的B处局部放大图；
图7是本发明转动轴与连杆的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求先定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图7所示，一种管道机器人自稳行走机构，包括行走单元节1、调节组2、辅助轮组3、带动组4和行走组5，所述的行走单元节1从左向右等距离排布，行走单元节1的两端设置有调节组2，调节组2上设置有辅助轮组3和带动组4，行走单元节1上设置有行走组5；
所述的行走单元节1包括阶梯槽10、限位块11、移动板12、匚形槽、连接轴14和行走轮15，所述的行走单元节1是矩形块结构，行走单元节1的下端面开设有阶梯槽10，阶梯槽10内对称安装有限位块11，限位块11之间安装有移动板12，移动板12上开设有匚形槽，匚形槽内通过连接轴14安装有行走轮15，连接轴14与匚形槽之间通过轴承相连接，行走单元节1是由多节或者单节组成，其中每节上的移动板12可在阶梯槽10内进行伸缩运动，从而使得移动板12可根据管道的大小从而进行调节行走轮15与行走单元节1之间的距离。
所述的行走轮15上开设有V形凹槽150，增加行走轮15的摩擦力。
所述的调节组2包括一号耳板20、支撑盘21、转轴22、齿轮盘23、二号耳板24、连轴25、推拉杆26、弧形通槽27和带动柱28，所述的行走单元节1的左右两端均对称安装一号耳板20，行走单元节1的两端均设置有支撑盘21，支撑盘21上安装有转轴22，转轴22上通过轴承套设有齿轮盘23，位于行走单元节1之间的转轴22与支撑盘21上均对称安装有二号耳板24，二号耳板24与一号耳板20之间设置有连轴25，连轴25的两端分别铰接与一号耳板20和二号耳板24铰接，支撑盘21上开设有伸缩槽，伸缩槽沿支撑盘21周向等距离排布，伸缩槽内设置有推拉杆26，齿轮盘23上设置有弧形通槽27，弧形通槽27沿齿轮盘23周向等距离排布，弧形通槽27与伸缩槽数量一一对应，推拉杆26上安装有带动柱28，带动柱28贯穿弧形槽，齿轮盘23的转动使得齿轮盘23上的弧形通槽27带动带动柱28进行移动，从而带动推拉杆26在伸缩槽内进行移动，从而使得辅助轮组3可根据管道的大小进行调节，使得辅助轮组3与管道内壁多点进行支撑行走，保证在管道内壁行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住，同时通过连轴25将支撑盘21与行走单元节1连接在一起，并且连轴25通过铰接的方式与一号耳板20、二号耳板24进行连接，便于在弯管处拐弯卡柱，通过连轴25铰接避免了交长的行走单元节1卡在管道弯管处，提高了行走单元节1的行走方便性。
所述的辅助轮组3包括弧形板30、匚形凹槽31、辅助辊轮32和凸点半圆33，所述的推拉杆26上安装有弧形板30，弧形板30上开设有匚形凹槽31，匚形凹槽31沿弧形板30的外弧形面等距离开设，匚形凹槽31为开口向上结构，匚形凹槽31内铰接有辅助辊轮32，辅助辊轮32上安装有凸点半圆33，在推拉杆26的调节作用下，弧形板30带动做个辅助轮与管道的内壁进行多点式接触，同时接触点形成一个圆形，多点式圆形接触，使得行走单元节1与管道内的接触点增加，从而加强了行走单元节1的行走稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住的现象。
所述的带动组4包括带动轴40、带动齿轮41、连接杆42、一号正反转电动机43、齿轮轴44和主齿轮45，所述的支撑盘21上通过轴承安装有带动轴40，带动轴40上套设有与齿轮盘23啮合的带动齿轮41，带动轴40穿设支撑盘21，左右带动轴40之间设置有连接杆42，连接杆42的两端分别与左右带动轴40铰接，左右两侧的支撑盘21的其中一个通过机架安装有一号正反转电动机43，支撑盘21上通过轴承安装有齿轮轴44，齿轮轴44与带动轴40上套设有相啮合的主齿轮45，一号正反转电动机43的输出轴与齿轮轴44相连接，通过一号正反转电动机43带动齿轮轴41进行转动，齿轮轴44通过主齿轮45之间的啮合带动带动轴40进行转动，带动轴40之间通过连接杆42的连接进行带动转动，带动轴40的转动带动带动齿轮41进行转动，带动齿轮41转动通过与齿轮盘23的啮合带动齿轮盘23进行转动，从而使得齿轮盘23转动进行调节，带动轴40与连接杆42之间铰接配合，便于带动轴40与连接杆42之间进行折弯，避免支撑盘21行走到管道的弯管处时卡住的现象。
所述的行走组5包括立板50、转动轴51、斜齿轮52、连杆53、二号正反转电动机54和转动杆55，所述的连接轴14穿设移动板12，移动板12上安装有立板50，立板50上通过轴承安装有转动轴51，转动轴51与连接轴14上套设有相啮合的斜齿轮52，最下方推拉杆26上通过轴承安装有连杆53，连杆53的两端通过铰接的方式将左右带动轴40相连接，推拉杆26上安装有二号正反转电动机54，二号正反转电动机54的输出轴安装也有转动杆55，转动杆55与转动轴51铰接，通过二号正反转电动机54带动转动杆55进行转动，转动杆55通过连杆53带动转动轴51进行转动，使得转动轴51通过斜齿轮52啮合的方式带动连接轴14进行转动，从而带动行走轮15进行行走，连杆53通过轴承安装在推拉杆26上，然后再与转动轴51进行连接，使得推拉杆26在移动时带动移动板12同步进行移动，使得移动板12带动行走轮15同步进行调节距离，避免出现行走不贴管道内壁的现象。
所述的转动轴51与带动轴40的两端均开设有凹形槽510，连杆53与连接杆42上均开设有凸形槽，连杆53与连接杆42的凸起部分分别位于转动轴51与带动轴40的凹形槽510内，且连杆53与转动轴51之间通过铰链相连接，连接杆42与带动轴40通过铰链相连接，便于配合与弯管处的转向现象。
具体工作时，第一步，通过一号正反转电动机43带动齿轮轴41进行转动，从而使得带动轴40的转动带动带动齿轮41进行转动，带动齿轮41转动通过与齿轮盘23的啮合带动齿轮盘23进行转动，齿轮盘23的转动使得齿轮盘23上的弧形通槽27带动带动柱28进行移动，从而带动推拉杆26在伸缩槽内进行移动，从而使得辅助轮组3可根据管道的大小进行调节，使得辅助轮组3与管道内壁多点进行支撑行走，保证在管道内壁行走的稳定性，避免管道机器人在行走过程中倾斜卡住；
第二步，通过二号正反转电动机54带动转动杆55进行转动，转动杆55通过连杆53带动转动轴51进行转动，使得转动轴51通过斜齿轮52啮合的方式带动连接轴14进行转动，从而带动行走轮15进行行走，连杆53通过轴承安装在推拉杆26上，然后再与转动轴51进行连接，使得推拉杆26在移动时带动移动板12同步进行移动，使得移动板12带动行走轮15同步进行调节距离，避免出现行走不贴管道内壁的现象。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种管道机器人自稳行走机构，包括行走单元节(1)、调节组(2)、辅助轮组(3)、带动组(4)和行走组(5)，其特征在于：所述的行走单元节(1)从左向右等距离排布，行走单元节(1)的两端设置有调节组(2)，调节组(2)上设置有辅助轮组(3)和带动组(4)，行走单元节(1)上设置有行走组(5)；
所述的行走单元节(1)包括阶梯槽(10)、限位块(11)、移动板(12)、匚形槽、连接轴(14)和行走轮(15)，所述的行走单元节(1)是矩形块结构，行走单元节(1)的下端面开设有阶梯槽(10)，阶梯槽(10)内对称安装有限位块(11)，限位块(11)之间安装有移动板(12)，移动板(12)上开设有匚形槽，匚形槽内通过连接轴(14)安装有行走轮(15)，连接轴(14)与匚形槽之间通过轴承相连接；
所述的调节组(2)包括一号耳板(20)、支撑盘(21)、转轴(22)、齿轮盘(23)、二号耳板(24)、连轴(25)、推拉杆(26)、弧形通槽(27)和带动柱(28)，所述的行走单元节(1)的左右两端均对称安装一号耳板(20)，行走单元节(1)的两端均设置有支撑盘(21)，支撑盘(21)上安装有转轴(22)，转轴(22)上通过轴承套设有齿轮盘(23)，位于行走单元节(1)之间的转轴(22)与支撑盘(21)上均对称安装有二号耳板(24)，二号耳板(24)与一号耳板(20)之间设置有连轴(25)，连轴(25)的两端分别铰接与一号耳板(20)和二号耳板(24)铰接，支撑盘(21)上开设有伸缩槽，伸缩槽沿支撑盘(21)周向等距离排布，伸缩槽内设置有推拉杆(26)，齿轮盘(23)上设置有弧形通槽(27)，弧形通槽(27)沿齿轮盘(23)周向等距离排布，弧形通槽(27)与伸缩槽数量一一对应，推拉杆(26)上安装有带动柱(28)，带动柱(28)贯穿弧形槽。
2.根据权利要求1所述的一种管道机器人自稳行走机构，其特征在于：所述的辅助轮组(3)包括弧形板(30)、匚形凹槽(31)、辅助辊轮(32)和凸点半圆(33)，所述的推拉杆(26)上安装有弧形板(30)，弧形板(30)上开设有匚形凹槽(31)，匚形凹槽(31)沿弧形板(30)的外弧形面等距离开设，匚形凹槽(31)为开口向上结构，匚形凹槽(31)内铰接有辅助辊轮(32)，辅助辊轮(32)上安装有凸点半圆(33)。
3.根据权利要求1所述的一种管道机器人自稳行走机构，其特征在于：所述的带动组(4)包括带动轴(40)、带动齿轮(41)、连接杆(42)、一号正反转电动机(43)、齿轮轴(44)和主齿轮(45)，所述的支撑盘(21)上通过轴承安装有带动轴(40)，带动轴(40)上套设有与齿轮盘(23)啮合的带动齿轮(41)，带动轴(40)穿设支撑盘(21)，左右带动轴(40)之间设置有连接杆(42)，连接杆(42)的两端分别与左右带动轴(40)铰接，左右两侧的支撑盘(21)的其中一个通过机架安装有一号正反转电动机(43)，支撑盘(21)上通过轴承安装有齿轮轴(44)，齿轮轴(44)与带动轴(40)上套设有相啮合的主齿轮(45)，一号正反转电动机(43)的输出轴与齿轮轴(44)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种管道机器人自稳行走机构，其特征在于：所述的行走组(5)包括立板(50)、转动轴(51)、斜齿轮(52)、连杆(53)、二号正反转电动机(54)和转动杆(55)，所述的连接轴(14)穿设移动板(12)，移动板(12)上安装有立板(50)，立板(50)上通过轴承安装有转动轴(51)，转动轴(51)与连接轴(14)上套设有相啮合的斜齿轮(52)，最下方推拉杆(26)上通过轴承安装有连杆(53)，连杆(53)的两端通过铰接的方式将左右带动轴(40)相连接，推拉杆(26)上安装有二号正反转电动机(54)，二号正反转电动机(54)的输出轴安装也有转动杆(55)，转动杆(55)与转动轴(51)相铰接。
5.根据权利要求4所述的一种管道机器人自稳行走机构，其特征在于：所述的转动轴(51)与带动轴(40)的两端均开设有凹形槽(510)，连杆(53)与连接杆(42)上均开设有凸形槽，连杆(53)与连接杆(42)的凸起部分分别位于转动轴(51)与带动轴(40)的凹形槽(510)内,且连杆(53)与转动轴(51)之间通过铰链相连接，连接杆(42)与带动轴(40)通过铰链相连接。
6.根据权利要求1所述的一种管道机器人自稳行走机构，其特征在于：所述的行走轮(15)上开设有V形凹槽(150)。
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