CN113775852A - 一种爬行机器人用摄像机升降结构 - Google Patents

一种爬行机器人用摄像机升降结构 Download PDF

Info

Publication number
CN113775852A
CN113775852A CN202011529490.6A CN202011529490A CN113775852A CN 113775852 A CN113775852 A CN 113775852A CN 202011529490 A CN202011529490 A CN 202011529490A CN 113775852 A CN113775852 A CN 113775852A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lifting
camera
seat
chamber
crawling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011529490.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113775852B (zh
Inventor
戴斐
樊太岳
周毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuliyuan Shenzhen Technology Co ltd
Original Assignee
Yuliyuan Shenzhen Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuliyuan Shenzhen Technology Co ltd filed Critical Yuliyuan Shenzhen Technology Co ltd
Priority to CN202011529490.6A priority Critical patent/CN113775852B/zh
Publication of CN113775852A publication Critical patent/CN113775852A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113775852B publication Critical patent/CN113775852B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16L55/30—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/32—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables being self-contained
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/10—Cleaning by methods involving the use of tools characterised by the type of cleaning tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/20—Cleaning of moving articles, e.g. of moving webs or of objects on a conveyor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B08B5/023—Cleaning travelling work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16L55/40—Constructional aspects of the body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/10—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting around a horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种爬行机器人用摄像机升降结构，包括：爬行小车；蜗轮蜗杆驱动机构，所述蜗轮蜗杆驱动机构安装于爬行小车内；双臂升降机构，所述双臂升降机构安装于爬行小车上，所述蜗轮蜗杆驱动机构与所述双臂驱动机构连接；摄像头组件，所述摄像头组件安装于双臂升降机构上。本发明公开了一种爬行机器人用摄像机升降结构，摄像头组件通过双臂升降机构、蜗轮蜗杆驱动机构的配合安装于爬行小车上，双臂升降机构、蜗轮蜗杆驱动机构的配合使电机功率数倍于升降结构所需的功率，蜗轮蜗杆驱动机构中的齿轮宽度和齿间距较大，且材质均为碳素钢材料，确保设备长期使用电机不易损坏齿轮不易磨损。爬行机器人用摄像头升降结构的设计使用寿命达到十年以上。

Description

一种爬行机器人用摄像机升降结构
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域，具体地说，涉及一种爬行机器人用摄像机升降结构。
背景技术
目前市场上大量使用的管道检测爬行机器人的摄像头升降结构是双臂升降结构或X形结构。其中X形结构公认为比较稳定。双臂升降结构大多数表现的问题是长期使用不够稳定，易损坏。主要表现是升降动力稍显不足，使设备长期工作在临界状态。有一些设备为了弥补动力不足，又附加了气动弹簧杆等辅助结构。使得设备显得累赘不协调。X形结构只适合中大型爬行机器人，不适合小型(可检测管道直径200mm)爬行机器人。
发明内容
为达到上述目的，本发明公开了一种爬行机器人用摄像机升降结构，包括：
爬行小车；
蜗轮蜗杆驱动机构，所述蜗轮蜗杆驱动机构安装于爬行小车内；
双臂升降机构，所述双臂升降机构安装于爬行小车上，所述蜗轮蜗杆驱动机构与所述双臂驱动机构连接；
摄像头组件，所述摄像头组件安装于双臂升降机构上。
优选的，所述蜗轮蜗杆驱动机构包括：
蜗轮蜗杆驱动电机，所述蜗轮蜗杆驱动电机安装于爬行小车内；
一级主动轮，所述一级主动轮安装于蜗轮蜗杆驱动电机输出端；
一级从动轮，所述一级从动轮通过第一转轴安装于爬行小车内，所述一级从动轮与一级主动轮啮合；
二级主动轮，所述二级主动轮与一级从动轮同轴安装于第一转轴上，所述二级主动轮与双臂升降机构连接。
优选的，所述双臂升降机构包括：
升降座，所述升降座安装于爬行小车顶端；
扇形齿轮，所述扇形齿轮通过第二转轴安装于升降座内，所述扇形齿轮与二级主动轮啮合；
动力臂，两个所述动力臂对称分布于升降座侧端，所述第二转轴两端伸出升降座与动力臂连接；
连接臂，两个所述连接臂对称铰接于升降座侧端，所述连接臂远离升降座端、以及所述动力臂远离均铰接于摄像头组件上。
优选的，所述摄像头组件包括：
摄像头连接件，所述摄像头连接件安装于双臂升降机构上；
姿态调整装置，所述姿态调整装置安装于摄像头连接件前端；
摄像头，所述摄像头安装于姿态调整装置上。
优选的，所述动力臂上开设有镂空减重孔。
优选的，所述爬行小车顶端安装有提手。
优选的，还包括：
摄像头清灰装置，所述摄像头清灰装置安装于爬行小车顶端，所述摄像头清灰装置用于完成摄像头的清灰。
优选的，所述摄像头清灰装置包括：
清灰座，所述清灰座安装于爬行小车顶端；
清灰室，所述清灰室开设于清灰座顶端，在姿态调整装置作用下，所述摄像头翻转伸入清灰室内；
转盘安装室，所述转盘安装室设于清灰座内，所述转盘安装室位于清灰室下方；
转盘，所述转盘安装于转盘安装室内；
转动电机，所述转动电机安装于转盘安装室内；
连接齿轮，所述连接齿轮安装于转动电机输出端，所述连接齿轮与转盘啮合；
固定柱，所述固定柱竖直安装于爬行小车顶端，所述固定柱远离爬行小车端伸入转盘安装室内，并与所述转盘连接；
中间轴安装槽，所述中间轴安装槽开设于清灰室内底部中心位置；
中间轴，所述中间轴安装于中间轴安装槽内；
驱动电机，所述驱动电机安装于中间轴安装槽内，所述驱动电机输出端与中间轴一端连接；
第一带轮，所述第一带轮安装于中间轴上；
转动柱安装座，所述转动柱安装座固定连接于清灰室内靠近顶部位置；
第一转动柱，所述第一转动柱横向转动安装于转动柱安装座内；
第一方形槽，两个所述第一方形槽对称开设于第一转动柱两端；
第一方形杆，所述第一方形杆一端伸入第一方形槽内；
第二带轮，所述第二带轮套设于第一转动柱上；
传动带，所述传动带套设于第二带轮、第一带轮上；
第二转动柱，所述第二转动柱安装于第一方形杆另一端；
清扫滚筒，所述清扫滚筒套设于第二转动柱上。
优选的，还包括：
滚筒固定座，所述滚筒固定座安装于清灰室内；
第一螺杆、第一导向杆，所述第一螺杆和第一导向杆平行连接于滚筒固定座底端和清灰室内底部位置；
第一升降块，所述第一升降块套设于第一螺杆、第一导向杆上；
连接环座，所述连接环座通过第一支撑臂安装于第一升降块侧端；
连接柱，所述连接柱转动连接于连接环座内；
第二方形槽，所述第二方形槽开设于连接柱顶端；
第二螺杆，所述第二螺杆转动连接于滚筒固定座上，所述第二螺杆底端设为方形结构，所述第二螺杆底端伸入第二方形槽内；
一对啮合的斜齿轮，其中一个斜齿轮安装于中间轴上，其中另一个斜齿轮安装于连接柱底端；
传动螺母，所述传动螺母位于滚筒固定座上方，所述传动螺母套设于第二螺杆上；
第一翻转臂，两个所述第一翻转臂对称铰接于传动螺母侧端；
卡块，所述卡块安装于所述第一翻转臂内端远离传动螺母位置；
连接杆，所述连接杆插设于第二螺杆顶端；
顶块，所述顶杆安装于连接块远离第二螺杆端；
升降环座，所述升降环座套设于连接杆上；
连接臂，两个所述连接臂对称铰接于升降环座侧端，所述连接臂远离升降环座端与第一翻转臂内端铰接；
导向柱，两个所述导向柱以连接杆为中心对称安装于顶块底端，所述导向柱远离顶块端穿设升降环座设置；
第一电机，所述第一电机安装于滚筒固定座底端，所述第一电机输出端与第一螺杆连接；
环形进气室，所述环形进气室以第一方形槽为中心设于转动柱安装座内；
环形进气槽，所述环形进气槽开设于所述转动柱安装座内壁上，所述环形进气槽槽底端连通于环形进气室内；
进气孔，多个所述进气孔以第一方形槽中心端为中心轴向开设于第一方形槽内壁上，所述进气孔连通进行进气槽设置；
方形限位块，所述方形限位块安装于所述第二转动柱远离第一方形杆端；
进气通道，所述进气通道开设于第二转动柱中心位置，所述进气通道一端穿设第一方形杆中心端设置，所述进气通道另一端穿设方形限位块中心端设置；
第二导向杆，两个所述第二导向杆竖直安装于清灰室内底部靠近侧端位置；
第二升降块，所述第二升降块套设于第二导向杆上，所述第二升降块滑动连接于清灰室内壁上；
复位弹簧，所述复位弹簧套设于第二导向杆上，所述复位弹簧一端与第二升降块连接，所述复位弹簧另一端与清灰室内底部连接；
滚轮安装室，所述滚轮安装室设于清灰座内，所述滚轮安装室位于清灰室下方；
滚轮，两个所述滚轮安装于滚轮安装室内；
绳体，所述绳体一端与第一升降块连接，所述绳体另一端经过滚轮安装室、绕于两个滚轮上，并伸出滚轮安装室与第二升降块连接；
清扫盘，所述清扫盘通过转轴安装于第二升降块内端，所述清扫盘内端安装有刷毛；
方形限位槽，所述方形限位槽开设于所述清扫盘内端中心位置，所述方形限位块伸入方形限位槽内；
出气孔，若干个所述出气孔开设于清扫盘内端，并连接于方形限位槽内；
其中，所述第二转动柱中间段设有传动螺纹，所述清扫滚筒套设于传动螺纹上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明侧面剖视图；
图3为本发明中蜗轮蜗杆驱动机构与双臂升降机构传动连接图；
图4为本发明中摄像头组件和摄像头清灰装置结构示意图；
图5为本发明中摄像头清灰装置结构示意图；
图6为图5中标号A放大图；
图7为图5中标号B放大图；
图8为本发明中齿轮受力图。
图中：1.爬行小车；2.蜗轮蜗杆驱动机构；3.双臂升降机构；4.摄像头组件；11.第一螺杆；12.第一导向杆；13.第一升降块；14.连接环座；15.第一支撑臂； 16.连接柱；17.第二方形槽；18.第二螺杆；19.斜齿轮；22.一级主动轮；23.一级从动轮；24.二级主动轮；31.升降座；32.扇形齿轮；33.动力臂；34.连接臂；41. 摄像头连接件；42.姿态调整装置；43.摄像头；51.清灰座；52.清灰室；53.转盘安装室；54.转盘；55.转动电机；56.连接齿轮；57.固定柱；58.中间轴安装槽； 59.中间轴；50.驱动电机；61.第一带轮；62.转动柱安装座；63.第一转动柱；64. 第一方形槽；65.第一方形杆；66.第二带轮；67.传动带；68.第二转动柱；69.清扫滚筒；60.滚筒固定座；70.传动螺母；71.第一翻转臂；72.卡块；73.连接杆； 74.顶块；75.升降环座；76.连接臂；77.导向柱；78.第一电机；79.环形进气室； 81.方形限位块；82.进气通道；83.第二导向杆；84.第二升降块；85.复位弹簧； 86.滚轮安装室；87.滚轮；88.绳体；89.清扫盘；90.方形限位槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，本实施例提供的一种爬行机器人用摄像机升降结构，包括：
爬行小车1；
蜗轮蜗杆驱动机构2，所述蜗轮蜗杆驱动机构2安装于爬行小车1内；
双臂升降机构3，所述双臂升降机构3安装于爬行小车1上，所述蜗轮蜗杆驱动机构2与所述双臂驱动机构3连接；
摄像头组件4，所述摄像头组件4安装于双臂升降机构3上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
本发明公开了一种爬行机器人用摄像机升降结构，摄像头组件4通过双臂升降机构3、蜗轮蜗杆驱动机构2的配合安装于爬行小车上，双臂升降机构3、蜗轮蜗杆驱动机构2的配合使电机功率数倍于升降结构所需的功率，蜗轮蜗杆驱动机构2中的齿轮宽度和齿间距较大，且材质均为碳素钢材料，确保设备长期使用电机不易损坏、齿轮不易磨损。使爬行机器人用摄像头升降结构的设计使用寿命可达到十年以上。
如图2、图3所示，在一个实施例中，所述蜗轮蜗杆驱动机构2包括：
蜗轮蜗杆驱动电机，所述蜗轮蜗杆驱动电机安装于爬行小车1内；
一级主动轮22，所述一级主动轮22安装于蜗轮蜗杆驱动电机输出端；
一级从动轮23，所述一级从动轮23通过第一转轴安装于爬行小车1内，所述一级从动轮23与一级主动轮22啮合；
二级主动轮24，所述二级主动轮24与一级从动轮23同轴安装于第一转轴上，所述二级主动轮24与双臂升降机构3连接。
如图8所示，在一个实施例中，所述双臂升降机构3包括：
升降座31，所述升降座31安装于爬行小车1顶端；
扇形齿轮32，所述扇形齿轮32通过第二转轴安装于升降座31内，所述扇形齿轮32与二级主动轮24啮合；
动力臂33，两个所述动力臂33对称分布于升降座31侧端，所述第二转轴两端伸出升降座31与动力臂33连接；
连接臂34，两个所述连接臂34对称铰接于升降座31侧端，所述连接臂34远离升降座31端、以及所述动力臂33远离均铰接于摄像头组件4上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
蜗轮蜗杆驱动电机转动，进而带动安装于蜗轮蜗杆驱动电机输出端的一级主动轮22转动，进而带动与一级主动轮22啮合的一级从动轮23转动，进而带动与一级从动轮23同轴安装于第一转轴上的二级主动轮24转动，进而带动与二级主动轮24啮合的扇形齿轮32以第二转轴为中心转动，第二转轴带动安装于其两端的动力臂33以第二转轴为中心在升降座31上翻转，从而实现安装于所述连接臂34远离升降座31端、以及所述动力臂33远离均的摄像头组件 4的升降，本发明在爬行小车1有限的车体空间内，设计了足够坚固的减速齿轮组和选用了大功率的蜗轮蜗杆减速电机，使得动力臂33和连接臂34的的举升能力的理论计算值，大于实际举升物体重量的6倍以上，从而确保摄像机升降机构长期使用而不易损坏。增强了管道检测用爬行机器人整体使用的可靠性，本发明的摄像机升降结构，理论计算的举升能力是实际举升物体的7倍。还可以适当选择功率较小的蜗轮蜗杆电机。如电机的输出扭矩减少1/2，理论计算的举升能力是实际举升物体重量的3.5倍，较为合理。
具体参数计算如下：
(一)升降臂及齿轮组扭力计算：
(1)摄像头及连接件总质量：2Kg；
(2)主动力升降臂长度：271.0mm+(228/2)mm＝0.385m；
(3)升降转动轴承受的扭矩为：2*9.8*0.385＝7.546N.m；
从而得出升降转动轴扭矩应大于7.546N.m。
(二)电机输出轴扭矩及齿轮组减速比计算：
蜗轮蜗杆电机输出轴转速：12rpm；
蜗轮蜗杆电机输出轴扭矩：60Kg.cm＝5.88N.m；
齿轮减速比：(26/8.5)*(37.87/9.5)＝3.05*3.98＝12.13；
齿轮组效率：0.75；
电机输出在升降转动轴上的扭矩：5.88*12.13*0.75＝53.49N.m；
换算可得，在0.385m力矩上可承受的重力约为：14Kg；
由上列公式计算得出的升降臂可抬起的重量约14Kg，远远大于摄像头2Kg 的质量。可确保升降臂长期工作，不易损坏。
(三)直齿圆柱齿轮传动强度计算：
圆周力
Figure RE-GDA0002998131830000101
径向力
Figure RE-GDA0002998131830000102
法向力(合力)
Figure RE-GDA0002998131830000103
★方向：
圆周力Ft-主反从同
径向力Fr-指向各自的轮心
根据上述公式可得扭矩公式：T＝9550P/n；其中，T:扭矩，单位：N.m；P: 输出功率，单位：KW；n:电机转速，单位：rpm。
由蜗轮蜗杆电机参数表查得：P＝24V*1.5A＝36W；额定转速：12rpm；
圆周力：Ft；
T1＝(9550*36/10000)/12＝2.865
Ft＝2T1/d1＝2*2.865(KW)/(8.5*2/1000)(m)＝337(KW/m)
径向力：Fr
α＝12.69°
Fr＝(2T1/d1)*tan(α)＝(2*2.865(KW)/8.5*2/1000(m))*tan(12.69)
＝337*0.225176＝75.88(KW/m)
法向力(合力)：
Fn＝(2T1/d1)*cos(α)＝337*cos(12.69)＝337*0.9755729
＝329.43(KW/m)
齿轮组参数
齿轮模数：1，齿间距：3.14mm；
齿轮材质：碳素钢；
齿轮组为两级减速：
一级主动轮22规格：直径：17mm，齿轮厚度：7mm；
一级从动轮23规格：直径：52mm，齿轮厚度：5mm；
二级主动轮24规格：直径：19mm，齿轮厚度：6mm；
扇形齿轮32规格：直径：75.733mm，齿轮厚度：6mm。
如图4所示，在一个实施例中，所述摄像头组件4包括：
摄像头连接件41，所述摄像头连接件41安装于双臂升降机构3上；
姿态调整装置42，所述姿态调整装置42安装于摄像头连接件41前端；
摄像头43，所述摄像头43安装于姿态调整装置42上。
上述技术方案的有益效果为：
通过姿态调整装置42来调整摄像头43在摄像头连接件41的摄像角度，从而便于观察管道内各方位角的情况。
在一个实施例中，所述动力臂33上开设有镂空减重孔。
在一个实施例中，所述爬行小车1顶端安装有提手。
如图5至图7所示，在一个实施例中，还包括：
摄像头清灰装置，所述摄像头清灰装置安装于爬行小车1顶端，所述摄像头清灰装置用于完成摄像头43的清灰。
在一个实施例中，所述摄像头清灰装置包括：
清灰座51，所述清灰座51安装于爬行小车1顶端；
清灰室52，所述清灰室52开设于清灰座51顶端，在姿态调整装置42作用下，所述摄像头43翻转伸入清灰室52内；
转盘安装室53，所述转盘安装室53设于清灰座51内，所述转盘安装室53 位于清灰室52下方；
转盘54，所述转盘54安装于转盘安装室53内；
转动电机55，所述转动电机55安装于转盘安装室53内；
连接齿轮56，所述连接齿轮56安装于转动电机55输出端，所述连接齿轮 56与转盘54啮合；
固定柱57，所述固定柱57竖直安装于爬行小车1顶端，所述固定柱47远离爬行小车1端伸入转盘安装室53内，并与所述转盘54连接；
中间轴安装槽58，所述中间轴安装槽58开设于清灰室52内底部中心位置；
中间轴59，所述中间轴59安装于中间轴安装槽58内；
驱动电机50，所述驱动电机50安装于中间轴安装槽58内，所述驱动电机 50输出端与中间轴59一端连接；
第一带轮61，所述第一带轮61安装于中间轴59上；
转动柱安装座62，所述转动柱安装座62固定连接于清灰室52内靠近顶部位置；
第一转动柱63，所述第一转动柱63横向转动安装于转动柱安装座62内；
第一方形槽64，两个所述第一方形槽64对称开设于第一转动柱63两端；
第一方形杆65，所述第一方形杆65一端伸入第一方形槽64内；
第二带轮66，所述第二带轮66套设于第一转动柱63上；
传动带67，所述传动带67套设于第二带轮66、第一带轮61上；
第二转动柱68，所述第二转动柱68安装于第一方形杆65另一端；
清扫滚筒69，所述清扫滚筒69套设于第二转动柱68上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
通过蜗轮蜗杆驱动电机使动力臂33下翻到最小角度，此时，在姿态调整装置42作用下，摄像头43镜头部位向下继续翻转，当摄像头43的镜头自清灰座 51顶端进入清灰室52内时，摄像头43的镜头接触清扫滚筒69，此时，转动电机55工作，进而带动安装于转动电机55输出端的连接齿轮56转动，连接齿轮 56带动与其啮合的转盘54在转盘安装室53内转动，由于转盘54通过固定柱 57与爬行小车1顶端固定连接，从而使清灰座51以固定柱57为中心转动，此时清扫滚筒周向69转动，对摄像头43的镜头进行周向清扫，此时驱动电机50 转动，进而带动与驱动电机50输出端连接的中间轴59在中间轴安装槽58内转动，进而带动安装于中间轴59上的第一带轮61转动，第一带轮61通过传动带 67带动第二带轮66转动，进而带动与第二带轮66连接的第一转动柱63转动，第一转动柱63通过第一方形槽64、第一方形杆65的配合带动安装于第二转动柱68上的清扫滚筒69以第二转动柱68为中心轴向转动，从而对摄像头43进行多方位清扫，去除附着在摄像头43的镜头上的灰。
在一个实施例中，还包括：
滚筒固定座60，所述滚筒固定座60安装于清灰室52内；
第一螺杆11、第一导向杆12，所述第一螺杆11和第一导向杆12平行连接于滚筒固定座60底端和清灰室52内底部位置；
第一升降块13，所述第一升降块13套设于第一螺杆11、第一导向杆12上；
连接环座14，所述连接环座14通过第一支撑臂15安装于第一升降块13 侧端；
连接柱16，所述连接柱16转动连接于连接环座14内；
第二方形槽17，所述第二方形槽17开设于连接柱16顶端；
第二螺杆18，所述第二螺杆18转动连接于滚筒固定座60上，所述第二螺杆18底端设为方形结构，所述第二螺杆18底端伸入第二方形槽17内；
一对啮合的斜齿轮19，其中一个斜齿轮19安装于中间轴59上，其中另一个斜齿轮19安装于连接柱16底端；
传动螺母70，所述传动螺母70位于滚筒固定座60上方，所述传动螺母70 套设于第二螺杆18上；
第一翻转臂71，两个所述第一翻转臂71对称铰接于传动螺母70侧端；
卡块72，所述卡块72安装于所述第一翻转臂71内端远离传动螺母70位置；
连接杆73，所述连接杆73插设于第二螺杆18顶端；
顶块74，所述顶杆74安装于连接块73远离第二螺杆18端；
升降环座75，所述升降环座75套设于连接杆73上；
连接臂76，两个所述连接臂76对称铰接于升降环座75侧端，所述连接臂 76远离升降环座75端与第一翻转臂71内端铰接；
导向柱77，两个所述导向柱77以连接杆73为中心对称安装于顶块74底端，所述导向柱77远离顶块74端穿设升降环座75设置；
第一电机78，所述第一电机78安装于滚筒固定座60底端，所述第一电机 78输出端与第一螺杆11连接；
环形进气室79，所述环形进气室79以第一方形槽64为中心设于转动柱安装座62内；
环形进气槽，所述环形进气槽开设于所述转动柱安装座62内壁上，所述环形进气槽槽底端连通于环形进气室79内；
进气孔，多个所述进气孔以第一方形槽64中心端为中心轴向开设于第一方形槽64内壁上，所述进气孔连通进行进气槽设置；
方形限位块81，所述方形限位块81安装于所述第二转动柱68远离第一方形杆65端；
进气通道82，所述进气通道82开设于第二转动柱68中心位置，所述进气通道82一端穿设第一方形杆65中心端设置，所述进气通道82另一端穿设方形限位块81中心端设置；
第二导向杆83，两个所述第二导向杆83竖直安装于清灰室52内底部靠近侧端位置；
第二升降块84，所述第二升降块84套设于第二导向杆83上，所述第二升降块84滑动连接于清灰室52内壁上；
复位弹簧85，所述复位弹簧85套设于第二导向杆83上，所述复位弹簧85 一端与第二升降块84连接，所述复位弹簧85另一端与清灰室52内底部连接；
滚轮安装室86，所述滚轮安装室86设于清灰座51内，所述滚轮安装室86 位于清灰室52下方；
滚轮87，两个所述滚轮87安装于滚轮安装室86内；
绳体88，所述绳体88一端与第一升降块13连接，所述绳体88另一端经过滚轮安装室86、绕于两个滚轮87上，并伸出滚轮安装室86与第二升降块84 连接；
清扫盘89，所述清扫盘89通过转轴安装于第二升降块84内端，所述清扫盘89内端安装有刷毛；
方形限位槽90，所述方形限位槽90开设于所述清扫盘89内端中心位置，所述方形限位块81伸入方形限位槽90内；
出气孔，若干个所述出气孔开设于清扫盘89内端，并连接于方形限位槽90 内；
其中，所述第二转动柱68中间段设有传动螺纹，所述清扫滚筒69套设于传动螺纹上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
此时，安装于滚筒固定座60底端的第一电机78工作，进而带动安装于第一电机78输出端的第一螺杆11转动，进而带动套设于第一螺杆11和第一导向杆12上的第一升降块13沿着第一导向杆12做升降运动，当第一升降块13下降时，带动与其通过第一支撑臂15固定连接的连接环座14做下降运动，进而带动安装于连接环座14内的连接柱16做下降运动，连接柱16在第二方形槽17、第二螺杆18的作用下，始终与第二螺杆18传动连接，两个斜齿轮19啮合，同步地，当第一升降块13下降时，在复位弹簧85作用下，第二升降块84沿着第二导向杆83做上升运动，第二升降块84通过转轴带动清扫盘89做上升运动，方形限位槽90正对方形限位块81，当两个斜齿轮19啮合时，第二螺杆18转动，进而带动套设于第二螺杆18上的传动螺母70做下降运动，铰接于传动螺母70 侧端的两个第一翻转臂71向靠近彼此方向翻转，安装于第一翻转臂71内端的卡块72夹住清扫滚筒69两端，随着两个第一翻转臂71向靠近彼此方向翻转，在连接臂76作用下，与连接臂76远离第一翻转臂71端连接的升降环座75沿着73向上运动，从而使顶块74抵住清扫滚筒69底端，进而对清扫滚筒69进行固定，由于清扫滚筒69被固定住，在传动螺纹的配合下，与第一转动柱63 通过第一方形槽64、第一方形杆65配合同步转动的第二转动柱68带动方形限位块81向靠近方形限位槽90方向运动，当方形限位块81伸入方形限位槽90 内时，第二转动柱68带动清扫盘89以转轴为中心转动，且第一方形杆65解除对环形进气槽槽口端的封堵，环形进气室79内的气自环形进气槽、进气孔、进气通道82送入方形限位槽90、与方形限位槽90连通的出气孔内，位于清灰座 51上方的出气孔吹扫摄像头43的镜头两侧，位于清灰室52内的出气孔吹扫摄像头43的镜头正面，从而实现清灰过程中的吹扫，提高清灰效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，包括：
爬行小车(1)；
蜗轮蜗杆驱动机构(2)，所述蜗轮蜗杆驱动机构(2)安装于爬行小车(1)内；
双臂升降机构(3)，所述双臂升降机构(3)安装于爬行小车(1)上，所述蜗轮蜗杆驱动机构(2)与所述双臂驱动机构(3)连接；
摄像头组件(4)，所述摄像头组件(4)安装于双臂升降机构(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述蜗轮蜗杆驱动机构(2)包括：
蜗轮蜗杆驱动电机，所述蜗轮蜗杆驱动电机安装于爬行小车(1)内；
一级主动轮(22)，所述一级主动轮(22)安装于蜗轮蜗杆驱动电机输出端；
一级从动轮(23)，所述一级从动轮(23)通过第一转轴安装于爬行小车(1)内，所述一级从动轮(23)与一级主动轮(22)啮合；
二级主动轮(24)，所述二级主动轮(24)与一级从动轮(23)同轴安装于第一转轴上，所述二级主动轮(24)与双臂升降机构(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述双臂升降机构(3)包括：
升降座(31)，所述升降座(31)安装于爬行小车(1)顶端；
扇形齿轮(32)，所述扇形齿轮(32)通过第二转轴安装于升降座(31)内，所述扇形齿轮(32)与二级主动轮(24)啮合；
动力臂(33)，两个所述动力臂(33)对称分布于升降座(31)侧端，所述第二转轴两端伸出升降座(31)与动力臂(33)连接；
连接臂(34)，两个所述连接臂(34)对称铰接于升降座(31)侧端，所述连接臂(34)远离升降座(31)端、以及所述动力臂(33)远离均铰接于摄像头组件(4)上。
4.根据权利要求1所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述摄像头组件(4)包括：
摄像头连接件(41)，所述摄像头连接件(41)安装于双臂升降机构(3)上；
姿态调整装置(42)，所述姿态调整装置(42)安装于摄像头连接件(41)前端；
摄像头(43)，所述摄像头(43)安装于姿态调整装置(42)上。
5.根据权利要求3所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述动力臂(33)上开设有镂空减重孔。
6.根据权利要求1所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述爬行小车(1)顶端安装有提手。
7.根据权利要求4所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，还包括：
摄像头清灰装置，所述摄像头清灰装置安装于爬行小车(1)顶端，所述摄像头清灰装置用于完成摄像头(43)的清灰。
8.根据权利要求7所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，所述摄像头清灰装置包括：
清灰座(51)，所述清灰座(51)安装于爬行小车(1)顶端；
清灰室(52)，所述清灰室(52)开设于清灰座(51)顶端，在姿态调整装置(42)作用下，所述摄像头(43)翻转伸入清灰室(52)内；
转盘安装室(53)，所述转盘安装室(53)设于清灰座(51)内，所述转盘安装室(53)位于清灰室(52)下方；
转盘(54)，所述转盘(54)安装于转盘安装室(53)内；
转动电机(55)，所述转动电机(55)安装于转盘安装室(53)内；
连接齿轮(56)，所述连接齿轮(56)安装于转动电机(55)输出端，所述连接齿轮(56)与转盘(54)啮合；
固定柱(57)，所述固定柱(57)竖直安装于爬行小车(1)顶端，所述固定柱(47)远离爬行小车(1)端伸入转盘安装室(53)内，并与所述转盘(54)连接；
中间轴安装槽(58)，所述中间轴安装槽(58)开设于清灰室(52)内底部中心位置；
中间轴(59)，所述中间轴(59)安装于中间轴安装槽(58)内；
驱动电机(50)，所述驱动电机(50)安装于中间轴安装槽(58)内，所述驱动电机(50)输出端与中间轴(59)一端连接；
第一带轮(61)，所述第一带轮(61)安装于中间轴(59)上；
转动柱安装座(62)，所述转动柱安装座(62)固定连接于清灰室(52)内靠近顶部位置；
第一转动柱(63)，所述第一转动柱(63)横向转动安装于转动柱安装座(62)内；
第一方形槽(64)，两个所述第一方形槽(64)对称开设于第一转动柱(63)两端；
第一方形杆(65)，所述第一方形杆(65)一端伸入第一方形槽(64)内；
第二带轮(66)，所述第二带轮(66)套设于第一转动柱(63)上；
传动带(67)，所述传动带(67)套设于第二带轮(66)、第一带轮(61)上；
第二转动柱(68)，所述第二转动柱(68)安装于第一方形杆(65)另一端；
清扫滚筒(69)，所述清扫滚筒(69)套设于第二转动柱(68)上。
9.根据权利要求8所述的一种爬行机器人用摄像机升降结构，其特征在于，还包括：
滚筒固定座(60)，所述滚筒固定座(60)安装于清灰室(52)内；
第一螺杆(11)、第一导向杆(12)，所述第一螺杆(11)和第一导向杆(12)平行连接于滚筒固定座(60)底端和清灰室(52)内底部位置；
第一升降块(13)，所述第一升降块(13)套设于第一螺杆(11)、第一导向杆(12)上；
连接环座(14)，所述连接环座(14)通过第一支撑臂(15)安装于第一升降块(13)侧端；
连接柱(16)，所述连接柱(16)转动连接于连接环座(14)内；
第二方形槽(17)，所述第二方形槽(17)开设于连接柱(16)顶端；
第二螺杆(18)，所述第二螺杆(18)转动连接于滚筒固定座(60)上，所述第二螺杆(18)底端设为方形结构，所述第二螺杆(18)底端伸入第二方形槽(17)内；
一对啮合的斜齿轮(19)，其中一个斜齿轮(19)安装于中间轴(59)上，其中另一个斜齿轮(19)安装于连接柱(16)底端；
传动螺母(70)，所述传动螺母(70)位于滚筒固定座(60)上方，所述传动螺母(70)套设于第二螺杆(18)上；
第一翻转臂(71)，两个所述第一翻转臂(71)对称铰接于传动螺母(70)侧端；
卡块(72)，所述卡块(72)安装于所述第一翻转臂(71)内端远离传动螺母(70)位置；
连接杆(73)，所述连接杆(73)插设于第二螺杆(18)顶端；
顶块(74)，所述顶杆(74)安装于连接块(73)远离第二螺杆(18)端；
升降环座(75)，所述升降环座(75)套设于连接杆(73)上；
连接臂(76)，两个所述连接臂(76)对称铰接于升降环座(75)侧端，所述连接臂(76)远离升降环座(75)端与第一翻转臂(71)内端铰接；
导向柱(77)，两个所述导向柱(77)以连接杆(73)为中心对称安装于顶块(74)底端，所述导向柱(77)远离顶块(74)端穿设升降环座(75)设置；
第一电机(78)，所述第一电机(78)安装于滚筒固定座(60)底端，所述第一电机(78)输出端与第一螺杆(11)连接；
环形进气室(79)，所述环形进气室(79)以第一方形槽(64)为中心设于转动柱安装座(62)内；
环形进气槽，所述环形进气槽开设于所述转动柱安装座(62)内壁上，所述环形进气槽槽底端连通于环形进气室(79)内；
进气孔，多个所述进气孔以第一方形槽(64)中心端为中心轴向开设于第一方形槽(64)内壁上，所述进气孔连通进行进气槽设置；
方形限位块(81)，所述方形限位块(81)安装于所述第二转动柱(68)远离第一方形杆(65)端；
进气通道(82)，所述进气通道(82)开设于第二转动柱(68)中心位置，所述进气通道(82)一端穿设第一方形杆(65)中心端设置，所述进气通道(82)另一端穿设方形限位块(81)中心端设置；
第二导向杆(83)，两个所述第二导向杆(83)竖直安装于清灰室(52)内底部靠近侧端位置；
第二升降块(84)，所述第二升降块(84)套设于第二导向杆(83)上，所述第二升降块(84)滑动连接于清灰室(52)内壁上；
复位弹簧(85)，所述复位弹簧(85)套设于第二导向杆(83)上，所述复位弹簧(85)一端与第二升降块(84)连接，所述复位弹簧(85)另一端与清灰室(52)内底部连接；
滚轮安装室(86)，所述滚轮安装室(86)设于清灰座(51)内，所述滚轮安装室(86)位于清灰室(52)下方；
滚轮(87)，两个所述滚轮(87)安装于滚轮安装室(86)内；
绳体(88)，所述绳体(88)一端与第一升降块(13)连接，所述绳体(88)另一端经过滚轮安装室(86)、绕于两个滚轮(87)上，并伸出滚轮安装室(86)与第二升降块(84)连接；
清扫盘(89)，所述清扫盘(89)通过转轴安装于第二升降块(84)内端，所述清扫盘(89)内端安装有刷毛；
方形限位槽(90)，所述方形限位槽(90)开设于所述清扫盘(89)内端中心位置，所述方形限位块(81)伸入方形限位槽(90)内；
出气孔，若干个所述出气孔开设于清扫盘(89)内端，并连接于方形限位槽(90)内；
其中，所述第二转动柱(68)中间段设有传动螺纹，所述清扫滚筒(69)套设于传动螺纹上。
CN202011529490.6A 2020-12-22 2020-12-22 一种爬行机器人用摄像机升降结构 Active CN113775852B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011529490.6A CN113775852B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种爬行机器人用摄像机升降结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011529490.6A CN113775852B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种爬行机器人用摄像机升降结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113775852A true CN113775852A (zh) 2021-12-10
CN113775852B CN113775852B (zh) 2022-11-22

Family

ID=78835266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011529490.6A Active CN113775852B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种爬行机器人用摄像机升降结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113775852B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140110532A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 주식회사 포스코 노즐 장치 및 이를 포함하는 구조물 내부 기동형 로봇
CN207421714U (zh) * 2017-10-11 2018-05-29 东莞市宏联电子有限公司 一种升降式摄像头
CN108167572A (zh) * 2017-12-19 2018-06-15 成都来宝石油设备有限公司 用于检测器的镜头防污装置
CN207740625U (zh) * 2017-12-15 2018-08-17 深圳市博铭维智能科技有限公司 管道检测机器人
CN210510746U (zh) * 2019-09-12 2020-05-12 福建省中孚检测技术有限公司 管道机器人的结构改进

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140110532A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 주식회사 포스코 노즐 장치 및 이를 포함하는 구조물 내부 기동형 로봇
CN207421714U (zh) * 2017-10-11 2018-05-29 东莞市宏联电子有限公司 一种升降式摄像头
CN207740625U (zh) * 2017-12-15 2018-08-17 深圳市博铭维智能科技有限公司 管道检测机器人
CN108167572A (zh) * 2017-12-19 2018-06-15 成都来宝石油设备有限公司 用于检测器的镜头防污装置
CN210510746U (zh) * 2019-09-12 2020-05-12 福建省中孚检测技术有限公司 管道机器人的结构改进

Also Published As

Publication number Publication date
CN113775852B (zh) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101771246B (zh) 一种具有升降夹持功能的巡检机器人机构
CN201332238Y (zh) 具有升降夹持功能的巡检机器人机构
CN101214645B (zh) 单滑道套筒机械手
CN116475901B (zh) 一种球形工件打磨装置
CN113775852A (zh) 一种爬行机器人用摄像机升降结构
CN117146142B (zh) 一种煤传输带上的异物检测相机
CN204530472U (zh) 缆索爬行机器人
CN114034576A (zh) 一种石墨解吸塔抗压性能检测系统
CN110778468B (zh) 一种风力发动机涡扇叶片保养设备
CN114289799B (zh) 一种用于机械配件生产的夹持装置
CN209125548U (zh) 一种金属管的打磨去锈装置
CN113624773B (zh) 一种车辆仪表的检测装置
CN201813107U (zh) 无限距丝杠提线器
CN114544667A (zh) 钢索检测装置
CN114431794A (zh) 基于保险绳驱动的玻璃幕墙的清洁机器人系统
CN113510646B (zh) 一种适用于铸铁平台t型槽的扳手
CN219871314U (zh) 一种钢丝绳探伤仪装置
CN115072575B (zh) 一种用于石材加工的起重机
CN113514240B (zh) 船舶螺旋桨滑失率监测装置
CN114435503B (zh) 一种螺旋升降设备
CN221065101U (zh) 一种电机轴辅助安装设备
CN213673412U (zh) 一种用于仿生鱼鱼头加工的打磨设备
CN219725126U (zh) 一种便携式焊接装置
CN214733466U (zh) 一种新型万向导缆机构
CN117020910B (zh) 一种具有压力监测功能的螺母反向器抛光装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant