CN219796579U - 一种流体驱动式管道机器人制动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种流体驱动式管道机器人制动装置，属于管道检测及维护领域。包括：制动执行机构、齿轮传动机构、变径支撑机构、伺服电机、控制器、电源以及机器人本体，制动执行机构由滑套、移动杆、连杆组成，其中滑套和移动杆通过焊接固定在一起，变径支撑机构包括轮子安装架、弹性轮、变径支撑机构固定板、弹簧保护套和调节弹簧，制动执行机构上的连杆一端经过固定螺钉和滑套连接，另一端和变径支撑机构上的轮子安装架中的固定柱配合安装。本实用新型可以实现机器人实时自动改变流体驱动管道机器人与管壁之间的摩擦力，进而调节机器人的运行速度，减少机器人在管道中的速度波动，保证检测运行的精确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道检测及维护领域，具体涉及一种流体驱动式管道机器人制动装置。
背景技术
流体驱动式管道机器人在油气管道和市政供水管道的检测、维修等方面发挥着至关重要的作用。
目前为止，流体驱动式管道机器人在管道内运动的动力来源主要为机器人前后端的流体压力差。然而此种机器人在运行过程中大多速度不稳定，和管道内壁之间的摩擦力大小难于控制，极易造成机器人工作过程中损坏和检测数据的不精准等问题。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有流体驱动式管道机器人中的技术问题，用以解决现有技术中管道机器人与管壁之间的摩擦力大小不可控问题，提供了一种流体驱动式管道机器人制动装置。
本实用新型采用的技术方案是：一种流体驱动式管道机器人制动装置，包括制动执行机构、齿轮传动机构10、变径支撑机构、伺服电机14、控制器11、电源装置13以及机器人本体，机器人本体包括机器人密封壳体2和端盖1，机器人密封壳体2由隔离板26分为密封壳体前舱25和密封壳体后舱27，前后两个端盖1连接在机器人密封壳体2的两端，制动执行机构安装在密封壳体前舱25内，齿轮传动机构、伺服电机14、控制器11、电源装置13安装在密封壳体后舱27内，多个变径支撑机构安装在机器人密封壳体2的外侧壁上，制动执行机构分别与变径支撑机构、齿轮传动机构10连接，齿轮传动机构10、控制器11、电源装置13均与伺服电机14连接。
具体地，所述的制动执行机构包括滑套8、移动杆9、连杆3，隔离板26上固定有位于密封壳体前舱25内的滑动柱12，滑套8滑动安装在滑动柱12上，移动杆9的一端和滑套8固定连接在一起，另一端穿过隔离板26上的移动杆安装孔24后与齿轮传动机构连接，连杆3一端和滑套8转动连接，另一端和变径支撑机构转动连接。
优选地，所述的连杆3共有三个，分别通过固定螺钉28呈120度均匀围绕滑套8外圈安装。
具体地，所述的变径支撑机构包括轮子安装架6、变径支撑机构固定板4、调节弹簧29、弹性轮7，多个变径支撑机构固定板4固定在机器人密封壳体2的外侧壁上，一个变径支撑机构固定板4的两端分别固定安装有轮子安装架6，轮子安装架6的末端安装有弹性轮7，靠近密封壳体前舱25一侧的轮子安装架6的中部设有固定柱30，固定柱30和制动执行机构转动连接，另一侧轮子安装架6的底部设有第一连接柱，支撑机构固定板4上设有第二连接柱，调节弹簧29连接在第一连接柱和第二连接柱之间。
优先地，所述的调节弹簧29外安装有弹簧保护套5，弹簧保护套5与支撑机构固定板4连接。
具体地，所述的齿轮传动机构10包括齿轮箱19、小锥齿轮21、大锥齿轮18、小直齿轮20、大直齿轮17、直齿条15，小锥齿轮21的小锥齿轮中心孔22和伺服电机14的伺服电机轴23配合安装，大锥齿轮18的齿面和小锥齿轮21的齿面啮合安装，大锥齿轮18的中心孔和小直齿轮20的中心孔同轴安装，小直齿轮20的齿面和大直齿轮17的齿面啮合安装，直齿条15下部安装在齿轮箱19上的滑动导轨16里，直齿条15的齿面和大直齿轮17的齿面啮合安装，直齿条15左端的直齿条螺纹孔31和制动执行机构连接。
优选地，所述的机器人密封壳体2为圆柱形，变径支撑机构共有三个，呈120度均匀围绕机器人密封壳体2外壁分布。
优选地，所述的端盖1通过周向分布的6个螺栓和机器人密封壳体2固定连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的流体驱动式管道机器人制动装置可利用制动机构实现管道机器人根据控制需要实时调节变径支撑机构与管壁之间的摩擦力，以此维持一定的运行速度，解决现有流体驱动式管道机器人速度不稳定、摩擦力难于控制的问题，提高了机器人检测工作的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的整体爆炸图示意图；
图3为本实用新型的伺服电机和齿轮传动机构配合示意图；
图4为本实用新型中制动执行机构与机器人制动装置配合的结构示意图；
图5为本实用新型中机器人密封壳体剖视图；
图6为本实用新型中变径支撑机构结构示意图；
图7为本实用新型中移动杆和直齿条配合的结构示意图。
附图标记：1-端盖，2-机器人密封壳体，3-连杆，4-变径支撑机构固定板，5-弹簧保护套，6-轮子安装架，7-弹性轮，8-滑套，9-移动杆，10-齿轮传动机构，11-控制器，12-滑动柱，13-电源装置，14-伺服电机，15-直齿条，16-滑动导轨，17-大直齿轮，18-大锥齿轮，19-齿轮箱，20-小直齿轮，21-小锥齿轮，22-小锥齿轮中心孔，23-伺服电机轴，24-移动杆安装孔，25-机器人密封壳体前舱，26-隔离板，27-机器人密封壳体后舱，28-固定螺钉，29-调节弹簧，30-轮子安装架固定柱，31-直齿条螺纹孔。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的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。
实施例1：如图1-6所示，一种流体驱动式管道机器人制动装置，包括制动执行机构、齿轮传动机构10、变径支撑机构、伺服电机14、控制器11、电源装置13以及机器人本体，机器人本体包括机器人密封壳体2和端盖1，机器人密封壳体2由隔离板26分为密封壳体前舱25和密封壳体后舱27，使得管道机器人在运动过程中机器人密封壳体前舱25液体不易进入后舱27的零件装置内，密封效果更佳。前后两个端盖1连接在机器人密封壳体2的两端，制动执行机构安装在密封壳体前舱25内，齿轮传动机构、伺服电机14、控制器11、电源装置13安装在密封壳体后舱27内，多个变径支撑机构安装在机器人密封壳体2的外侧壁上，制动执行机构分别与变径支撑机构、齿轮传动机构10连接，齿轮传动机构10、控制器11、电源装置13均与伺服电机14连接。
进一步地，所述的制动执行机构包括滑套8、移动杆9、连杆3，隔离板26上固定有位于密封壳体前舱25内的滑动柱12，滑套8滑动安装在机滑动柱12上，滑套8可沿着滑动柱12前后滑动，移动杆9的一端和滑套8固定连接在一起，另一端穿过隔离板26上的移动杆安装孔24后与齿轮传动机构连接，连杆3一端和滑套8转动连接，另一端和变径支撑机构转动连接。
进一步地，所述的连杆3共有三个，分别通过固定螺钉28呈120度均匀围绕滑套8外圈安装。
进一步地，所述的变径支撑机构包括轮子安装架6、变径支撑机构固定板4、调节弹簧29、弹性轮7，多个变径支撑机构固定板4固定在机器人密封壳体2的外侧壁上，一个变径支撑机构固定板4的两端分别固定安装有轮子安装架6，轮子安装架6的末端安装有弹性轮7，靠近密封壳体前舱25一侧的轮子安装架6的中部设有固定柱30，固定柱30和制动执行机构中的连杆3转动连接，另一侧轮子安装架6的底部设有第一连接柱，支撑机构固定板4上设有第二连接柱，调节弹簧29连接在第一连接柱和第二连接柱之间。
进一步地，所述的调节弹簧29外安装有弹簧保护套5，弹簧保护套5与支撑机构固定板4连接，起到对调节弹簧29的保护作用。
进一步地，所述的齿轮传动机构10包括齿轮箱19、小锥齿轮21、大锥齿轮18、小直齿轮20、大直齿轮17、直齿条15，小锥齿轮21的小锥齿轮中心孔22和伺服电机14的伺服电机轴23配合安装，大锥齿轮18的齿面和小锥齿轮21的齿面啮合安装，大锥齿轮18的中心孔和小直齿轮20的中心孔同轴安装，小直齿轮20的齿面和大直齿轮17的齿面啮合安装，直齿条15下部安装在齿轮箱19上的滑动导轨16里，直齿条15的齿面和大直齿轮17的齿面啮合安装，直齿条15左端的直齿条螺纹孔31和制动执行机构中的移动杆9右侧的螺纹端连接。
进一步地，所述的机器人密封壳体2为圆柱形，变径支撑机构共有三个，呈120度均匀围绕机器人密封壳体2外壁分布，使得压力均匀，调节效果更佳。
进一步地，所述的端盖1通过周向分布的6个螺栓和机器人密封壳体2固定连接。
本实用新型的工作原理是：本实用新型的流体驱动式管道机器人制动装置在管道内运动时，控制器11可以根据管道机器人运动速度需要控制伺服电机14转动，进而通过齿轮传动机构10带动滑套8沿着滑动柱12前后移动，最终使得变径支撑机构上的左端轮子安装架6压紧或松开管壁，起到改变管道机器人与管壁之间摩擦力大小的作用，最终调节机器人的运动速度。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于：包括制动执行机构、齿轮传动机构（10）、变径支撑机构、伺服电机（14）、控制器（11）、电源装置（13）以及机器人本体，机器人本体包括机器人密封壳体（2）和端盖（1），机器人密封壳体（2）由隔离板（26）分为密封壳体前舱（25）和密封壳体后舱（27），前后两个端盖（1）连接在机器人密封壳体（2）的两端，制动执行机构安装在密封壳体前舱（25）内，齿轮传动机构、伺服电机（14）、控制器（11）、电源装置（13）安装在密封壳体后舱（27）内，多个变径支撑机构安装在机器人密封壳体（2）的外侧壁上，制动执行机构分别与变径支撑机构、齿轮传动机构（10）连接，齿轮传动机构（10）、控制器（11）、电源装置（13）均与伺服电机（14）连接。
2.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的制动执行机构包括滑套（8）、移动杆（9）、连杆（3），隔离板（26）上固定有位于密封壳体前舱（25）内的滑动柱（12），滑套（8）滑动安装在滑动柱（12）上，移动杆（9）的一端和滑套（8）固定连接在一起，另一端穿过隔离板（26）上的移动杆安装孔（24）后与齿轮传动机构连接，连杆（3）一端和滑套（8）转动连接，另一端和变径支撑机构转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的连杆（3）共有三个，分别通过固定螺钉（28）呈120度均匀围绕滑套（8）外圈安装。
4.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的变径支撑机构包括轮子安装架（6）、变径支撑机构固定板（4）、调节弹簧（29）、弹性轮（7），多个变径支撑机构固定板（4）固定在机器人密封壳体（2）的外侧壁上，一个变径支撑机构固定板（4）的两端分别固定安装有轮子安装架（6），轮子安装架（6）的末端安装有弹性轮（7），靠近密封壳体前舱（25）一侧的轮子安装架（6）的中部设有固定柱（30），固定柱（30）和制动执行机构转动连接，另一侧轮子安装架（6）的底部设有第一连接柱，支撑机构固定板（4）上设有第二连接柱，调节弹簧（29）连接在第一连接柱和第二连接柱之间。
5.根据权利要求4所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的调节弹簧（29）外安装有弹簧保护套（5），弹簧保护套（5）与支撑机构固定板（4）连接。
6.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的齿轮传动机构（10）包括齿轮箱（19）、小锥齿轮（21）、大锥齿轮（18）、小直齿轮（20）、大直齿轮（17）、直齿条（15），小锥齿轮（21）的小锥齿轮中心孔（22）和伺服电机（14）的伺服电机轴（23）配合安装，大锥齿轮（18）的齿面和小锥齿轮（21）的齿面啮合安装，大锥齿轮（18）的中心孔和小直齿轮（20）的中心孔同轴安装，小直齿轮（20）的齿面和大直齿轮（17）的齿面啮合安装，直齿条（15）下部安装在齿轮箱（19）上的滑动导轨（16）里，直齿条（15）的齿面和大直齿轮（17）的齿面啮合安装，直齿条（15）左端的直齿条螺纹孔（31）和制动执行机构连接。
7.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的机器人密封壳体（2）为圆柱形，变径支撑机构共有三个，呈120度均匀围绕机器人密封壳体（2）外壁分布。
8.根据权利要求1所述的一种流体驱动式管道机器人制动装置，其特征在于，所述的端盖（1）通过周向分布的6个螺栓和机器人密封壳体（2）固定连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117450357A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-01-26 | 东北大学 | 一种速度可控的自发电管道内检测装置 |
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2023
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