一種微型管道機器人的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種微型管道機器人包括：微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構、車輪伸縮機構、行星齒輪減速機構、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像頭拍攝管道內部情況，微型攝像頭通過攝像頭搖擺件來拍攝四周的狀況，微型電機驅動整個設備在管道內行進，本發明解決微型管道內的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
【專利說明】一種微型管道機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種管道檢測用品，特別是一種微型管道機器人。
【背景技術】
[0002]在一般工業、核設施、石油天然氣、軍事裝備等領域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛的應用。為提高管道的壽命、防止泄漏等事故的發生，就必須對管道進行有效的檢測維護，管道機器人正是為了滿足上述需求而產生。由于管道內環境復雜，對管道機器人的設計要求驅動單元結構簡單、驅動效率高，同時對復雜的管內環境具有自適應能力。微型管道機器人是微機器人研究領域的一個重要組成部分，它具有體積小、能耗低的特點，能夠進入一般機械系統無法進入的狹小空間內，完成管道清洗、獲取信息、檢測和維修等工作。目前國內外關于微型管道機器人做了大量的研究，雖然在結構和技術上都有自己的特點和優勢，但是可靠性和實用性還未完全達到工業化應用的要求，例如浙江大學提出了一種新型蠕動式氣動微型管道機器人，由于采用氣壓驅動，管路系統復雜，不易微型化。還有的機器人主要靠支撐管內壁的受力實現蠕動，即靠封閉力、磁吸附或真空吸附實現蠕動，在通過U型彎管、三通或變徑管道時，由于管道內壁的凸凹不平和吸附面積的增大或減小，有可能使機器人在管道內卡死或打滑，不能正常工作。

【發明內容】

[0003]本發明主要針對以上問題，提供一種解決微型管道內的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率的機器人，其采用的技術方案如下:
一種微型管道機器人包括:微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構、車輪伸縮機構、行星齒輪減速機構、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像機通過轉動連接的方式與攝像頭搖擺件一端連接，攝像頭搖擺件另一端傳動齒輪與微型電機的主動齒輪嚙合，通過微型電機機頭的轉動帶動攝像頭搖擺件轉動，從而使微型攝像機轉動拍攝管道內部情況，柔性連接管包裹于前后兩節機身上，兩節機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構與車輪伸縮機構固接，行星齒輪減速機構與微型電機連接，微型電機一與蝸桿轉動連接，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪與車輪轉動連接，微型電機一帶動蝸桿轉動同時帶動車輪運動，從而帶動整個設備移動，行星車輪架分別于蝸輪和車輪轉動連接。
[0004]在上述技術方案基礎上，所述行星齒輪減速機構包括:輸入部分、減速部分、輸出部分，在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承，形成H機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當輸入軸帶著偏心套轉動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉又有自轉的平面運動，在輸入軸正轉周時，偏心套亦轉動一周，擺線輪于相反方向轉過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構，將擺線輪的低速自轉運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉速。
[0005]在上述技術方案的基礎上，所述車輪伸縮機構包括減震桿和減震彈簧兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉動連接的方式與車輪行走機構連接，在管道內部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設備平穩經過障礙物。
[0006]在上述方案的基礎上，所述攝像頭搖擺件還包括遙控控制裝置，攝像頭搖擺件驅動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置的輸入終端通過遠程無線控制。
[0007]本發明產生的有益效果有:解決微型管道內的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的結構示意圖；
符號說明:
1.微型攝像機、2.攝像頭搖擺件、3.微型電機、4.柔性連接管、5.車輪行走機構、6.車輪伸縮機構、7.行星齒輪減速機構、8.微型電機一、9.行星車輪架、10.車輪、11.蝸輪、12.蝸桿。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明:
如圖1和圖2所示，一種微型管道機器人包括:微型攝像機1、攝像頭搖擺件2、微型電機3、柔性連接管4、車輪行走機構5、車輪伸縮機構6、行星齒輪減速機構7、微型電機一 8、行星車輪架9、車輪10、蝸輪11和蝸桿12，所述微型攝像機I通過轉動連接的方式與攝像頭搖擺件2 —端連接，攝像頭搖擺件2另一端傳動齒輪與微型電機3的主動齒輪嚙合，通過微型電機3機頭的轉動帶動攝像頭搖擺件2轉動，從而使微型攝像機I轉動拍攝管道內部情況，柔性連接管4包裹于前后兩節機身(圖中未示出)上，兩節機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構5與車輪伸縮機構6固接，行星齒輪減速機構7與微型電機3連接，微型電機一 8與蝸桿12轉動連接，蝸桿12與蝸輪11嚙合，蝸輪11與車輪10轉動連接，微型電機一 8帶動蝸桿12轉動同時帶動車輪10運動，從而帶動整個設備移動，行星車輪架9分別于蝸輪11和車輪10轉動連接。
[0010]優選地，所述行星齒輪減速機構7包括:輸入部分、減速部分和輸出部分,在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承，形成H機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當輸入軸帶著偏心套轉動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉又有自轉的平面運動，在輸入軸正轉周時，偏心套亦轉動一周，擺線輪于相反方向轉過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構，將擺線輪的低速自轉運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉速。
[0011 ] 優選地，所述車輪伸縮機構6包括減震桿(圖中未示出)和減震彈簧(圖中未示出)兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉動連接的方式與車輪行走機構5連接，在管道內部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設備平穩經過障礙物。
[0012]優選地，所述攝像頭搖擺件2還包括遙控控制裝置(圖中未示出)，攝像頭搖擺件2驅動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置(圖中未示出)的輸入終端通過遠程無線控制。
[0013]本發明解決微型管道內的檢測問題，操作簡單攜帶方便，動力大速度快準確率高，提高管道檢測的效率，降低檢測的失誤率。
[0014]上面以舉例方式對本發明進行了說明，但本發明不限于上述具體實施例，凡基于本發明所做的任何改動或變型均屬于本發明要求保護的范圍。
【權利要求】
1.一種微型管道機器人，其特征是，包括:微型攝像機、攝像頭搖擺件、微型電機、柔性連接管、車輪行走機構、車輪伸縮機構、行星齒輪減速機構、微型電機一、行星車輪架、車輪、蝸輪和蝸桿，所述微型攝像機通過轉動連接的方式與攝像頭搖擺件一端連接，攝像頭搖擺件另一端傳動齒輪與微型電機的主動齒輪嚙合，通過微型電機機頭的轉動帶動攝像頭搖擺件轉動，從而使微型攝像機轉動拍攝管道內部情況，柔性連接管包裹于前后兩節機身上，兩節機身通過銷軸鉸連接，車輪行走機構與車輪伸縮機構固接，行星齒輪減速機構與微型電機連接，微型電機一與蝸桿轉動連接，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪與車輪轉動連接，微型電機一帶動蝸桿轉動同時帶動車輪運動，從而帶動整個設備移動，行星車輪架分別于蝸輪和車輪轉動連接。
2.根據權利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述行星齒輪減速機構包括:輸入部分、減速部分、輸出部分，在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承，形成H機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構，為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套，當輸入軸帶著偏心套轉動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉又有自轉的平面運動，在輸入軸正轉周時，偏心套亦轉動一周，擺線輪于相反方向轉過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構，將擺線輪的低速自轉運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉速。
3.根據權利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述車輪伸縮機構包括減震桿和減震彈簧兩部分，減震彈簧套接于減震桿上，減震桿通過轉動連接的方式與車輪行走機構連接，在管道內部不平坦時，減震桿受到顛簸時收縮，減震彈簧壓縮抵消震動帶來的顛簸，使設備平穩經過障礙物。
4.根據權利要求1所述一種微型管道機器人，其特征是:所述攝像頭搖擺件還包括遙控控制裝置，攝像頭搖擺件驅動裝置的輸入終端與遙控控制裝置的輸出終端連接，遙控控制裝置的輸入終端通過遠程無線控制。
【文檔編號】F16L55/26GK103968187SQ201410135026
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】馬東輝, 謝逢佳, 王永信, 任旭虎 申請人:中國石油大學(華東)