CN207013404U - 自适应管道清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是自适应管道清理机器人。包括：行走驱动系统，连接系统，支撑系统，毛刷清理系统。其特征在于：行走驱动系统通过连接系统与支撑系统相连，毛刷清理系统通过电机轴与支撑系统连接。其中，毛刷清理系统由三角转块、三角架、连杆D、连杆E和毛刷组成，它们共同组成三组曲柄滑块机构，可实现毛刷清扫部分的自适应变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种管道机器人，具体涉及一种可适应不同管径的管道清扫机器人。
背景技术
管道机器人是一种新型机器人，能沿着管壁行走并携带传感器和操作设备来进行管道内外作业的一体化系统。管道机器人的起步较晚，应用还处于上升期，仍然存在很多问题。其传统能源供应最常用的能源供应方式为有缆方式，拖缆摩擦并没有太多影响机器人行走，但当距离遥远且管道不平整时显然存在问题。常规管道位置识别与机器人越通障碍常利用与驱动轮连接的光电码盘构成闭环控制，从而实现检测。但管道机器人在一些复杂的管道内，由于管内信号屏蔽或者管壁光滑程度的影响，在输送反馈信号等一系列信号时形成的阻碍对于管道机器人的工作带来极大的影响，有时甚至导致管道机器人停止工作。并且在管道内壁一般不是光滑笔直的，因此需要管道机器人具有一定的越障能力。
因此开发一种自适应的管道清扫机器人，可实现对不同管径，不同角度管道的自适应清扫，以机械结构为主，无缆运行，大大提高了管道机器人工作的稳定性与可靠性，结构也更为简洁。
发明内容
本实用新型的目的在于实现对管径变化的水平管道的自适应清扫工作。通过稳定的机械结构，提高管道清扫机器人工作的稳定性和可靠性。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
自适应管道清扫机器人分为四个部分，包括：行走驱动系统，连接系统，支撑系统，毛刷清理系统。其特征在于：行走驱动系统通过连接系统与支撑系统相连，毛刷清理系统通过电机轴与支撑系统连接。
其中，所述的行走驱动系统特征在于：下底板中央固定一个电机A，驱动同轴的丝杠转动，中间板与丝杠通过螺纹连接，丝杠转动实现中间板的前进与后退，进而带动连杆B的转动。丝杠前端固定在上底板上。下底板上固定有三根长光轴，且在中间板上固定有三个直线轴承与长光轴配合。长光轴前端固定在上底板上。车轮支架结构中，连杆A一端与下底板铰接，另一端与连杆B铰接。连杆B一端铰接在中间板中，另一端与连杆C相连，连杆B与连杆C间通过弹簧连接。连杆C另一端与滚动轴A铰接，滚动轴A与驱动车轮同轴配合连接。在滚动轴A一端固定有电机B，带动驱动车轮转动。
其中，所述连接系统由十字型万向联轴器组成，可实现机器人的转向功能。
其中，所述支撑系统包括电机套，电机套一端通过螺钉固定一电机C，电机C通过电机轴带动毛刷清理系统的旋转。圆筒套固定在电机套上，滑动轴通过弹簧B与圆筒套固联，实现自适应变化。滚动轴B固定在滑动轴上，其上安装有车轮。
其中，所述毛刷清理系统包括三角转块，三角转块与上述电机轴同轴配合连接。其上固定有一三角支架，其与上述电机轴固定连接，可实现同轴转动。连杆D与三角架配合连接，可实现杆件伸缩。连杆E一端与三角转块铰接，另一端与连杆D铰接。毛刷与连杆D固定连接。
工作时，首先根据待清扫管道的管径大小，启动电机A，使丝杠转动，带动中间板运动，调节车轮支架系统的位置，使得驱动车轮外延稍大于管道内壁，保证驱动车轮与管道内壁的压紧，调节完后关闭电机A。启动行走驱动系统电机B与支撑系统电机C，将机器放入管道中，行走驱动系统和支撑系统依靠弹簧A和弹簧B的伸缩对管道管径的变化进行调节。毛刷清理系统三角架在电机C作用下旋转。连杆D、连杆E、三角架与三角转块构成曲柄滑块机构，连杆D在旋转过程中的惯性作用下发生伸缩变化，从而改变毛刷活动的范围，实现毛刷的自适应清扫。整个机器在电机B的驱动下向前运动。
附图说明
图1为本实用新型整体图；
图2为行走驱动系统示意图；
图3为连接系统示意图；
图4为支撑系统示意图；
图5为毛刷清理系统示意图。
图中：01-行走驱动系统，02-连接系统，03-支撑系统，04-毛刷清理系统，0101-电机A，0102-下底板，0103-长光轴，0104-直线轴承，0105-中间板，0106-上底板，0107-丝杠，0108-连杆B，0109-连杆A，0110-弹簧A，0111-连杆C，0112-驱动车轮，0113-滚动轴A，0114-电机B，0301-电机套，0302-电机C，0303-电机轴，0304-圆筒套，0305-弹簧B，0306-滑动轴，0307-滚动轴B，0308-车轮，0401-三角转块，0402-连杆D，0403-三角架，0404-连杆E，0405-毛刷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解这些实施例是用于说明本实用新型而不是限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步的调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，自适应管道清扫机器人分为四个部分，包括：行走驱动系统01，连接系统02，支撑系统03，毛刷清理系统04。其特征在于：行走驱动系统01通过连接系统02与支撑系统03相连，毛刷清理系统04通过电机轴0303与支撑系统03连接。
其中，所述的行走驱动系统01特征在于：下底板0102中央固定一个电机A0101，驱动同轴的丝杠0107转动，中间板0105与丝杠0107通过螺纹连接，丝杠0107转动实现中间板0105的前进与后退，进而带动连杆B0108的转动。丝杠0107前端固定在上底板0106上。下底板0102上固定有三根长光轴0103，且在中间板0105上固定有三个直线轴承0104与长光轴0103配合。长光轴0103前端固定在上底板0106上。车轮支架结构中，连杆A0109一端与下底板0102铰接，另一端与连杆B0108铰接。连杆B0108一端铰接在中间板0105中，另一端与连杆C0111相连，连杆B0108与连杆C0111间通过弹簧A0110连接。连杆C0111另一端与滚动轴A0113铰接，滚动轴A0113与驱动车轮0112同轴配合连接。在滚动轴A0113一端固定有电机B0114，带动驱动车轮0112转动。
其中，所述连接系统02由十字型万向联轴器组成，可实现机器人的转向功能。
其中，所述支撑系统03包括电机套0301，电机套0301一端通过螺钉固定一电机C0302，电机C0302通过电机轴0303带动毛刷清理系统04的旋转。圆筒套0304固定在电机套0301上，滑动轴0306通过弹簧B0305与圆筒套0304固联，实现自适应变化。滚动轴B0307固定在滑动轴0306上，其上安装有车轮0308。
其中，所述毛刷清理系统04包括三角转块0401，三角转块0401与上述电机轴0303同轴配合连接。其上固定有一三角支架0403，其与上述电机轴0303固定连接，可实现同轴转动。连杆D0402与三角架0403配合连接，可实现杆件伸缩。连杆E0404一端与三角转块0401铰接，另一端与连杆D0402铰接。毛刷0405与连杆D0402固定连接。
工作时，首先根据待清扫管道的管径大小，启动电机A0101，使丝杠0107转动，带动中间板0105运动，调节车轮支架系统的位置，使得驱动车轮0112外延稍大于管道内壁，保证驱动车轮与管道内壁的压紧，调节完后关闭电机A0101。启动行走驱动系统电机B0114与支撑系统电机C0302，将机器放入管道中，行走驱动系统01和支撑系统03依靠弹簧A0110和弹簧B0305的伸缩对管道管径的变化进行调节。毛刷清理系统04的三角架0403在电机C0302作用下旋转。连杆D0402、连杆E0404、三角架0403与三角转块0401构成曲柄滑块机构，连杆D0402在旋转过程中的惯性作用下发生伸缩变化，从而改变毛刷0405活动的范围，实现毛刷0405的自适应清扫。整个机器在电机B0114的驱动下向前运动。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.自适应管道清扫机器人，主要包括：行走驱动系统、连接系统、支撑系统、毛刷清理系统，其特征在于：行走驱动系统通过连接系统与支撑系统相连，毛刷清理系统通过电机轴与支撑系统连接；行走驱动系统和支撑系统依靠弹簧A和弹簧B的伸缩对管道管径的变化进行调节，毛刷清理系统三角架在电机C作用下旋转，连杆D、连杆E、三角架与三角转块构成曲柄滑块机构，连杆D在旋转过程中的惯性作用下发生伸缩变化，从而改变毛刷活动的范围，实现毛刷的自适应清扫；毛刷清理系统包括三角转块，三角转块与电机轴同轴配合连接，其上固定有一三角支架，其与电机轴固定连接，连杆D与三角架配合连接，连杆E一端与三角转块铰接，另一端与连杆D铰接，毛刷与连杆D固定连接，行走驱动系统下底板中央固定一个电机A，驱动同轴的丝杠转动，中间板与丝杠通过螺纹连接，丝杠转动带动中间板的前进与后退，进而带动连杆B的转动，丝杠前端固定在上底板上，下底板上固定有三根长光轴，且在中间板上固定有三个直线轴承与长光轴配合，长光轴前端固定在上底板上，车轮支架结构中，连杆A一端与下底板铰接，另一端与连杆B铰接，连杆B一端铰接在中间板中，另一端与连杆C相连，连杆B与连杆C间通过弹簧A连接，连杆C另一端与滚动轴A铰接，滚动轴A与驱动车轮同轴配合连接，在滚动轴A一端固定有电机B。
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