CN209688347U - 一种履带式管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种履带式管道机器人，包括：主车体，外挂架，橡胶履带组件，其中橡胶履带组件包括链轮，动力输出装置，防护罩，旋转件以及固定夹；外挂架为多个且固定在主车体的两侧外壁上，外挂架上开有若干个连接孔；橡胶履带由链轮支撑，链轮包括主动轮和从动轮，主动轮与动力输出装置连接；动力输出装置外部套设防护罩，防护罩外固定有旋转件，旋转件远离防护罩的一端开设有通孔；螺栓穿过通孔与任意一个连接孔将旋转件与外挂架连接；从动轮固定连接有固定夹，固定夹与防护罩可拆卸连接。本实用新型成本较低，便于组装，装配时间短，节能，牵引力大；可调橡胶履带间宽度，可调底盘高度，可调橡胶履带与接触面角度，可应用范围广。

Description

一种履带式管道机器人

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，具体的为机器人技术领域,更具体的说是涉及一种能够在管道上运行的履带式管道机器人。

背景技术

在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备、市政设施等领域中，管道作为一种有效的物料输送方式而得到广泛的应用。管道的工作环境非常恶劣,容易发生腐蚀、疲劳破坏或使管道内部潜在的缺陷发展成破损而引起泄漏等事故。因此，为了延长管道的寿命、防止泄漏事故的发生，就必须对管道进行有效的检测维护、维修。

现实中管道复杂狭长，具有极小的空间，人工操作难以完成。管道机器人因为其较小的体积，携带多种传感器及操作机械，远程控制性，广泛应用于管道的检测，清理以及探伤。

现有技术中，管道机器人制作成本高，装配时间长，不能随管道的直径大范围变化，不能适应管道的直径变化。

因此，研发一种成本低，能够快速装配，可调节幅度大，能适用于不同管径和管道内部情况的履带式管道机器人是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种履带式管道机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种履带式管道机器人，包括：主车体，外挂架，橡胶履带组件；

多个所述外挂架固定在所述主车体的两侧外壁上；

所述橡胶履带组件为两个且布置在所述主车体两侧；所述橡胶履带组件与所述外挂架的多处可拆卸连接。

本实用新型可以根据管道管径和管道内部的情况，通过对橡胶履带组件与外观架的位置进行快速调整，能够使履带式管道机器人适应管道的管径和内部的情况。

进一步的，所述橡胶履带组件均包括橡胶履带、链轮和动力输出装置，所述橡胶履带由链轮支撑，所述链轮包括主动轮和从动轮，所述主动轮的转轴与动力输出装置连接；

所述动力输出装置外部套设防护罩，所述防护罩外固定有旋转件，所述旋转件个数与所述主车体单侧外挂架个数相同，所述旋转件与所述外挂架的多处可拆卸连接；

所述从动轮内侧的轴承上固定连接有用于固定从动轮位置和橡胶履带组件方向的固定夹，所述固定夹与所述防护罩可拆卸连接。

进一步的，所述主车体两侧的所述外挂架对应设置且开设有若干个呈阵列排列的连接孔；所述旋转件远离所述防护罩的一端开设有通孔；每个橡胶履带组件中的旋转件通过螺栓穿过所述通孔与对应连接孔将所述旋转件与所述外挂架连接。

本实用新型可以根据管道管径和管道内部的情况，通过螺栓对外挂架上不同的连接孔与旋转件上的通孔固定，可以改变底盘高度，保证在复杂的管道内部的顺利通行，也可通过改变底盘的高度，减少其他设备的行程，减少电量损耗；本实用新型可以通过固定夹与防护罩的固定方向的改变，实现了橡胶履带旋转角度的改变，能够旋转到更贴合管道内部的角度，增大机器人与管道内壁的接触面积，使行进更顺畅。

进一步的，所述动力输出装置，包括减速机和空心杯电机，所述主动轮与所述减速机的动力输出端连接，所述空心杯电机与所述减速机的动力输入端连接。

空心杯电机主要有以下特性：

1、节能特性好，能量转换效率很高，最高能达到90％以上。

2、控制特性：起动、制动迅速，响应极快；在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节。

3、拖动特性：运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，作为微型电动机其转速波动能够容易的控制在2％以内。

4、空心杯电动机的能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻1/3至1/2。

本实用新型能够充分减少履带式管道机器人自身重量，增加附加设备的载荷，并且机动性能高，拖住能力强，运行稳定，响应速度快，节能，可延长管道内部工作时长。

进一步的，所述减速机外部固定有减速机外壳。

进一步的，所述防护罩为中空圆柱形，所述固定夹为设有开口的圆环形，所述固定夹内径与所述防护罩的直径相同，所述固定夹的开口处固定有用于将固定夹锁紧在防护罩上的锁紧装置。

进一步的，所述锁紧装置为卡扣或通过螺栓孔螺栓连接。

简单的锁紧装置能够使本身实用新型根据实际的管道直径，做出快速的调整，快速组装，减少了组装调整时间。

进一步的，还包括车体上盖，所述车体上盖固定在所述主车体的顶部，所述车体上盖上固定有用于装载其他辅助设备的滑动导轨。

进一步的，所述其他辅助设备包括牵引组件，机械臂，探照灯，全景红外线摄像机，声波探测仪中的一种或多种。

辅助设备可以针对不同的管道内部情况，进行不同的处理。可装载辅助设备的多样性和超强的牵引载物能力使本实用新型更具有实用性。

进一步的，还包括用于支撑链轮的链轮支撑板，所述链轮支撑板与所述链轮的转轴通过轴承活动连接。

链轮支撑板支撑链轮，链轮通过链条与橡胶履带连接，链条通过沉头螺丝固定在橡胶履带的内侧。

进一步的，还包括张紧结构，所述张紧结构设置在远离所述主动轮最远端的从动轮的转轴的轴承上。

张紧结构的设置可以保证橡胶履带的张紧程度，便于橡胶履带的快速安装，节省安装时间。

进一步的，所述主车体为中空圆柱形，所述外挂架为圆弧形，所述外挂架的内径等于所述主车体的外径。

本实用新型进一步的将主车体设置成圆柱形，圆柱形结构与圆弧形的外挂架的设置可以通过螺栓对外挂架上不同的连接孔与旋转件上的通孔固定，旋转件与外挂架自下而上的连接孔连接直到主车体的水平径向穿过轴心线位置，使两侧的橡胶履带逐渐远离车体，使车体逐渐变宽，底盘中心也越来越低，使本实用新型结构更稳定。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，成本较低，便于组装，装配时间短；

2、本实用新型能够适用于不同直径管道工作，履带式机器人越障能力。地形适应能力强；

3、本实用新型节能，运载能力强，牵引力大。

4、本实用新型可调橡胶履带间宽度，可调底盘高度，可调橡胶履带与接触面角度，可应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的橡胶履带的结构示意图；

图3为本实用新型的防护罩与减速机外壳的结构示意图；

图4为本实用新型的侧视图；

图5为本实用新型实施例2的结构示意图；

图6为本实用新型实施例3的结构示意图；

图中：1为主车体；2为外挂架；3为橡胶履带；31为链轮；311为主动轮； 312为从动轮；5为防护罩；6为旋转件；7为固定夹，8为减速机；81为减速机外壳；9为空心杯电机；10为车体上盖；101为滑动导轨；11为链轮支撑板；12为张紧结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～5所示，本实用新型采用如下技术方案：

一种履带式管道机器人，包括：主车体1；外挂架2和橡胶履带组件；

橡胶履带组件包括橡胶履带3，链轮31，动力输出装置，防护罩5，旋转件6，固定夹7。

本实施例中外挂架2为四个，对称固定在主车体1的两侧外壁上，每侧为两个且轴向并排布置，对应设置的外挂架2上开设有若干个呈阵列排列的连接孔；

对应设置的外观架2方便橡胶履带组件上的旋转件6的对应固定连接，合理呈阵列的连接孔可以让履带式管道机器人很好的适应管道环境，调整方便。

具体的主车体1为中空圆柱形，内部设置电源、控制装置、信号传输装置等设施。

具体的外挂架2为圆弧形，外挂架2的内径等于主车体1的外径，外挂架2紧贴在主车体1上，减少占用空间。

在另一些实施例中，外挂架2为方形，曲线型，不规则多边形的设置。

如图2和图3，橡胶履带3由链轮31支撑，链轮包括主动轮311和从动轮312，主动轮311与动力输出装置连接；

动力输出装置外部套设防护罩5，防护罩5外固定有旋转件6，旋转件6 远离防护罩5的一端开设有通孔；通过螺栓穿过通孔与任意一个连接孔将旋转件6与外挂架2连接；

从动轮312内侧的轴承上且与防护罩5接近的一侧固定连接有固定夹7，固定夹7与防护罩5可拆卸连接。

具体的防护罩5为中空圆柱形，固定夹7为设有开口的圆环形，固定夹7 内径与防护罩5的直径相同，固定夹7的开口处固定有用于将固定夹7锁紧在防护罩5上的锁紧装置，本实施例中锁紧装置为通过预设的螺栓孔螺栓连接。

在另一些实施例中锁紧装置为卡扣等其他装置。

如图1和实施例3图6所示，图1中本实用新型通过螺栓穿过旋转件6 上的通孔和外挂架2上的由车主体1上部向下数第3个连接孔，将旋转件6 与外挂架2连接；图6中本实用新型通过螺栓穿过旋转件6上的通孔和外挂架2上的由车主体1上部向下数第3个连接孔，将旋转件6与外挂架2连接；相比较而言图6中的底盘中心变高，能够使用与多种管道情况，通过螺栓对外挂架2上不同的连接孔与旋转件6上的通孔固定，可以改变底盘高度，保证在复杂的管道内部的顺利通行，也可通过改变底盘的高度，减少其他设备的行程，减少电量损耗；

本实施例将主车体1设置成圆柱形，圆柱形结构与圆弧形的外挂架2的设置可以通过螺栓对外挂架2上不同的连接孔与旋转件6上的通孔固定，旋转件6与外挂架5自下而上的连接孔连接直到主车体1的水平径向穿过轴心线位置，使两侧的橡胶履带3逐渐远离车体，使车体逐渐变宽，底盘中心也越来越低，使本实用新型结构更稳定。

在另一些实施例中，为进一步实现自动化，损失部分车体自重的情况下，可以将旋转件6的通孔端设置齿轮，两端的旋转件6的齿轮在主车体1中间部位齿合，在一个齿轮上连接有转动动力机构，可以通过电控控制转动动力机构带动旋转件6旋转，进而实现底盘高度的升降。

如图1和实施例2图5所示，图1中本实用新型通过固定在固定夹7的开口处的锁紧装置即通过预设的螺栓孔螺栓连接，将固定夹7固定在防护罩5 上，进而使橡胶履带3保持在水平方向；图5中本实用新型通过固定在固定夹7的开口处的锁紧装置即通过预设的螺栓孔螺栓连接，将固定夹7固定在防护罩5上，进而使橡胶履带3保持在与水平方向成一定角度的方向；本实用新型可以通过固定夹7与防护罩5的固定方向的改变，实现了橡胶履带3 旋转角度的改变，能够旋转到更贴合管道内部的角度，增大机器人与管道内壁的接触面积，使行进更顺畅。

本实施例中的动力输出装置，包括减速机8和空心杯电机9，主动轮311 与减速机8的动力输出端连接，空心杯电机与减速机8的动力输入端连接。

减速机8外部固定有减速机外壳81。

防护罩5与减速机外壳81能够将减速机8和空心杯电机9密封，密封等级能达到IP68级，以保证本实用新型能够在管道的复杂环境中正常运行。

本实施例中还包括车体上盖10，车体上盖10固定在主车体1的顶部，车体上盖10上固定有用于装载其他辅助设备的滑动导轨101。

其他辅助设备包括牵引组件，机械臂，探照灯，全景红外线摄像机，声波探测仪中的一种或多种。

本实施例中还包括用于支撑链轮的链轮支撑板11，链轮支撑板11与链轮的转轴通过轴承活动连接。

本实施例中还包括张紧结构12，张紧结构12设置在远离主动轮311最远端的从动轮312的转轴的轴承上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种履带式管道机器人，其特征在于，包括：

主车体(1)；

外挂架(2)，多个所述外挂架(2)固定在所述主车体(1)的两侧外壁上；

橡胶履带组件，所述橡胶履带组件为两个且布置在所述主车体(1)两侧；

所述橡胶履带组件均包括橡胶履带(3)、链轮(31)和动力输出装置，所述橡胶履带(3)由链轮(31)支撑，所述链轮(31)包括主动轮(311)和从动轮(312)，所述主动轮(311)的转轴与动力输出装置连接；

所述动力输出装置外部套设防护罩(5)，所述防护罩(5)外固定有旋转件(6)，所述旋转件(6)个数与所述主车体(1)单侧外挂架(2)个数相同，所述旋转件(6)与所述外挂架(2)的多处可拆卸连接；

所述从动轮(312)内侧的轴承上固定连接有用于固定从动轮位置和橡胶履带组件方向的固定夹(7)，所述固定夹(7)与所述防护罩(5)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，所述主车体(1)两侧的所述外挂架(2)对应设置且开设有若干个呈阵列排列的连接孔；所述旋转件(6)远离所述防护罩(5)的一端开设有通孔；每个橡胶履带组件中的旋转件(6)通过螺栓穿过所述通孔与对应连接孔将所述旋转件(6)与所述外挂架(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，所述动力输出装置，包括减速机(8)和空心杯电机(9)，所述主动轮(311)与所述减速机(8)的动力输出端连接，所述空心杯电机与所述减速机(8)的动力输入端连接，所述减速机(8)和空心杯电机(9)均位于两个所述胶履带(3)的内侧；所述减速机(8)外部固定有减速机外壳(81)。

4.根据权利要求1所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，所述防护罩(5)为中空圆柱形，所述固定夹(7)为设有开口的圆环形，所述固定夹(7)内径与所述防护罩(5)的直径相同，所述固定夹(7)的开口处固定有用于将固定夹(7)锁紧在防护罩(5)上的锁紧装置，所述锁紧装置为卡扣或螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，还包括车体上盖(10)，所述车体上盖(10)固定在所述主车体(1)的顶部，所述车体上盖(10)上固定有用于装载辅助设备的滑动导轨(101)。

6.根据权利要求5所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，所述辅助设备包括牵引组件，机械臂，探照灯，全景红外线摄像机，声波探测仪中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，还包括用于支撑链轮(31)的链轮支撑板(11)，所述链轮支撑板(11)与所述链轮(31)的转轴通过轴承活动连接。

8.根据权利要求7所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，还包括张紧结构(12)，所述张紧结构(12)设置在远离所述主动轮(311)最远端的从动轮(312)的轴承的一侧且与所述链轮支撑板(11)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种履带式管道机器人，其特征在于，所述主车体(1)为中空圆柱形，所述外挂架(2)为圆弧形，所述外挂架(2)的内径等于所述主车体(1)的外径。