CN2933744Y - 连杆蠕行管道机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型连杆蠕行管道机器人属于管道机器人领域,由两个定位器、若干个连杆机构、连接器首尾连接而成,它靠电能转化为连杆机构伸缩的机械能,再转化为整个装置的动能实现各种运动。本装置结构简单,成本低廉,可靠性高、安装方便、运动速度快。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种在管道中作业的蠕行机器人装置。
背景技术
目前,在众所周知的管道监测和维修领域中,经常需要机器人进入管道中作业。管道机器人大致分为两种:一种为行走机器人,另一种为蠕行机器人。行走机器人结构复杂,技术要求高,成本高,适应性和稳定性较差。蠕行机器人的适应性和稳定性较好,但也存在一些问题,如《弹簧蠕行管道机器人》(刊号ISSN1008-4274作者戴中华《2003年发明专利申请公开说明书》一文中提到弹簧蠕行管道机器人利用电磁能转化为弹簧的弹性势能,在转化为整个运动装置的动能,从而使装置运行。它存在如下问题:1,只适应铁质管道,事实上随着材料科学的发展,不同的环境需求,更多的新型材质管道出现,这种机器人就不能完全派上用场;2,对弹簧的要求较高,弹簧的弹性势能要与电磁能匹配,否则弹簧弹性过大过小都不能使弹簧正常的收缩,机器人也不能正常的工作;3,机器人装置效率低,电磁能转化为弹簧的弹性势能,再转化为整个运动装置的动能,机器人的靠的是各个弹簧的压缩依次前进,前进时后面的弹簧会对前面弹簧的压缩有反作用力,后面的定位器没有到达预定位置,从而使得前进的位移变小,影响了机器人的前进速度,降低了使用效率;4,可靠性差,当跨越大障碍物时,装置的电磁定位器D线圈依次通电,将各电磁定位器依次起到高于障碍物,从而跨过障碍物,因为十多个电磁定位器之间是相互吸引,很难控制弹簧按预定方向变形。
发明内容
为了克服现有的弹簧蠕行管道机器人的不足,本实用新型提供一种新型的连杆蠕行管道机器人,该连杆蠕行管道机器人不仅能适应进入各种材质管道中作业,而且能方便的前进后退,行进中可以因管道的管径变化调整自身的大小。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:利用电能转化为连杆机构伸缩的机械能使之运行。本实用新型由N个可伸缩的连杆机构和2个定位器首尾连接而成。连杆机构为单节或多节连杆均可。两端的定位器内部由一个头部转动电机和两个伸缩臂组合而成;头部转动电机可以调整管道机器人的运动方向,伸缩臂是一个与管壁接触不易滑动的定位装置,定位器和连杆机构之间有可转动的固定装置。两端的定位器和连杆机构之间有电动马达和齿轮盘连接,连杆机构之间连接为紧凑型多向连接器,便于机器人拐弯和翻身。电源可以内置,也可外接。
本实用新型的有益效果是,可以在各种材质的管道中行进、停留、后退,同时,方便地拐弯、调头、翻身、跨越障碍,自身结构简单,维修方便。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型在水平直管道中运动的示意图。
图2是本实用新型在管道中拐弯运动时示意图。
图3是本实用新型在竖直管道中运动的示意图。
图4是本实用新型跨越障碍时的运动示意图。
图5是本实用新型连杆机构结构示意图。
图6是本实用新型的连接器结构示意图。
图7是本实用新型的定位器结构示意图。
图中各部分名称如下:1.定位器,2.伸缩臂,3.小伸缩臂,4.电磁阀,5.连杆机构,6.连接器,7.障碍物,8.电动马达,9.齿轮盘,10.电磁阀,11.定位器外壳,12.管道,13.连接环,14离合装置。
具体实施方式
在图1中,由定位器(1)、连杆机构(5)、连接器(6)、连杆机构(5)和定位器(1)首尾连接而成。在定位器(1)上装有两个可以伸缩的伸缩臂(2)。伸缩臂(2)根据需要伸缩,当伸缩臂(2)通电时,使伸缩臂伸长到管道内壁,如果两个伸缩臂同时伸出,两个臂的张力可以使定位器固定不动。当机器人需要前进时,后面的定位器(1)伸出两个伸缩臂(2)固定后面定位器的位置,然后两个连杆机构(5)上的电磁阀(4)通电动作,带动小伸缩臂(3)收缩,使得两个连杆机构(5)整体延长,此时机器人身体达到最长。稳定后,前面的定位器(1)再伸出两个伸缩臂(2)到管道内壁;后面的定位器(1)收回它的两个伸缩臂(2),两个电磁阀(4)同时伸长,两个连杆机构(5)同时收缩,此时机器人身体达到最短。这样机器人就前进了两个连杆机构(5)的伸长与收缩时身体的差距。接着进入下一个周期的运动,如此周而复始,整个装置将产生预定的动作,若交换前后定位器的通电顺序,整个机器人就会产生向后的动作。
在图2所示实施例中,在每个连杆机构(5)一端(与定位器的接触侧)分别装有齿轮盘(9),在每个定位器(1)的一端装有减速的电动马达(8)。齿轮盘(9)与电动马达(8)之间是齿轮连接。当机器人需要拐弯时,电动马达(8)工作,调整前面的定位器(1)与连杆机构(5)之间的角度,当电磁阀(4)动作时,机器人就顺利地调整运动方向,完成拐弯动作。如果拐弯角度较小时,还可以调整两个连杆机构(5)上的电磁阀(4)先后次序,机器人部分延长身体,方便拐弯;另外,连接器(6)也可以调整两个连杆机构(5)之间的角度,机器人弯曲方便拐弯。
在图4所示实施例中,定位器(1)内部装有一个离合装置(14),离合装置(14)可以切换电动马达工作负载。当机器人需要跨越障碍物(7)时,离合装置(14)通电将电动马达脱离齿轮盘(9)而与定位器外壳(11)上的齿轮连接,电动马达(8)调整定位器自身旋转90度,后面因为有连接器(6)的作用,机器人后面的部分不会影响前面部分的动作,伸缩臂(2)根据需要伸缩,当伸缩臂(2)通电时,使伸缩臂单臂伸长到定位器高度高于障碍物(7)高度时,机器人就可以跨越障碍物(7)继续前进了。
Claims (3)
1.一种连杆蠕行管道机器人,其特征是:由两个定位器、若干个连杆机构、连接器首尾连接而成。
2.根据权利要求1所述的连杆蠕行管道机器人,其特征是:连杆机构一端的齿轮盘与定位器的电动马达之间是齿轮连接。
3.根据权利要求1所述的连杆蠕行管道机器人,其特征是定位器内部有两个电动的伸缩臂。
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2006
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