一種可實用于內、外管道爬行機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可實用于內、外管道爬行機器人，屬于管道爬行技術領域，包括驅動模塊、減震器、電推桿、直線滑動模塊、雙直線導軌支架和圓弧支架等。其特點在于驅動模塊、減震器、電推桿、直線滑動模塊和雙直線導軌支架組成可調輪腿機構，三個可調輪腿機構均布于由圓弧支架組成的兩個由圓弧支架組成的圓環上。其特征是所述三個可調輪腿機構可內、外放置用于外、內管道爬行。驅動模塊為該管道機器人爬行提供動力。減震器提供初始預緊力。電推桿提供調節可調輪腿機構的動力。本實用新型結構簡單實用，能夠簡便轉換爬行內外管道，具有調節管道適應半徑的特點，具有很好的推廣價值。
【專利說明】
一種可實用于內、外管道爬行機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及管道爬行機器人領域，具體為一種可實用于內、外管道爬行機器人。
【背景技術】
[0002]隨著工業、農業等方面的飛速發展，管道的應用也越來越廣泛。無論是石油的運輸、還是生活廢氣、廢水的排放、以及城中的暖氣輸送等等，這些場合都是都必須有管道的使用，管道與人們的生活息息相關。但管道的使用壽命卻是有限，管道在使用過程中常常會出現如破裂、堵塞和老化等現象，這就要求人們需要定時的對管道實施常規的檢測、清洗和維修。由于管道自身的復雜性和特殊性，使得人們很難直接對管道進行檢測，尤其是特殊領域的管道具有較大的危險性。因此針對這些問題最有效的方式就是利用管道機器人輔助人工完成相應的任務。
[0003]目前，已有的管道爬行機器人多采用爪式和輪式機構爬行。但是能夠兼顧爬行內、外管道的機器人，目前這塊領域仍是空白。

【發明內容】

[0004]針對現有技術的不足，本
【申請人】希望通過設計一種可實用于內、外管道爬行機器人，既能夠實現兼顧爬行內、外管道，又具有快速移動、越障、過彎管和可調適應半徑等特點。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種可實用于內、外管道爬行機器人，包括驅動模塊、減震器、電推桿、限位固定螺母、驅動部件連接塊、直線滑動模塊、雙直線導軌支架和圓弧支架等。驅動模塊的電機用螺釘固定在支撐板上，輪和皮帶輪安裝在平行的兩根軸上，小錐齒輪固定電機的軸上，大錐齒輪和皮帶輪固定在與電機軸垂直的軸上，大、小錐齒輪正常嚙合。驅動模塊和驅動部件連接塊螺栓連接，驅動部件連接塊穿在雙直線導軌支架上，用4顆限位固定螺母固定其位置，使驅動部件連接塊不能移動。雙直線導軌支架是由兩根長軸組成，用螺母固定在圓弧支架上。直線滑塊通過螺釘固定在2個直線軸承上，2個直線軸承穿在雙直線導軌支架上，可帶動直線滑塊一起來回滑動。減震器通過螺栓連接驅動模塊和直線滑塊。電推桿通過螺栓連接驅動部件連接塊和直線滑塊，驅動部件連接塊固定不動，當電推桿伸縮時，可帶動直線滑塊和直線軸承一起來回移動。以上部分所述零部件組成的可調輪腿機構，通過上下共12顆螺母固定在6個圓弧支架上。每3個圓弧支架組合成一個整圓，之間用螺栓連接。整個裝置零件簡單，易于制作。
[0007]所述可調輪腿機構可以內置用于爬外管道，可以外置用于爬內管道，可變換兩種爬管道模式。可調輪腿機構的兩端均用螺母固定于圓弧支架上，變換模式時，只需要將6顆螺母旋下，便可將3個圓弧支架組成的整圓與可調輪腿機構的一端分開，同樣的方法，將3個圓弧支架組成的整圓與可調輪腿機構的另一端分開，再重新安置可調輪腿機構的擺放方向，再旋緊螺母，便可實現所述可實用于內、外管道爬行機器人內、外管道模式的變換。內、外管道兩種模式變換操作簡單，方便快捷，實用穩定。
[0008]所述可調輪腿機構具有管道適應半徑可調及自鎖的功能，主要由驅動模塊、減震器、直線滑塊、雙直線導軌支架和電推桿組成。減震器、驅動模塊和雙直線導軌支架構成可以變動的三角形，用來調節其適應半徑。驅動部件連接塊連接驅動模塊，可以使驅動模塊繞其旋轉。電推桿連接直線滑動模塊和驅動部件連接塊，提供使直線滑動模塊作直線運動的動力。減震器連接驅動模塊和直線滑動模塊，當直線滑動模塊來回滑動，帶動減震器運動，最終使驅動模塊擺動，達到了調節適應一定范圍內不同管道半徑的要求。當需要小范圍調節所述可實用于內、外管道爬行機器人的適應半徑時，便可采用上述方法。在管壁上，輪子遇到微小障礙時，減震器可以適當伸縮，微小調整所述可調輪腿機構的適應半徑，實現越障的功能。當可調輪腿機構的適用半徑可調范圍不滿足現場較大或很小的半徑管道時，可以更換相應曲率半徑的圓弧支架，來調節由3個圓弧支架組成的整圓的直徑范圍，以適應較大范圍直徑的管道。圓弧支架的曲率半徑可以根據實際管道半徑的情況，單獨制作，圓弧支架結構簡單，易于加工。這樣大大增加了所述可實用于內、外管道爬行機器人的使用范圍。當所述可實用于內、外管道爬行機器人需要懸停工作時，可以調節電推桿縮短，使驅動模塊伸展，從而使驅動模塊上的輪抵緊管壁，增大壓力，使摩擦力增加，達到自鎖功能，使所述可實用于內、外管道爬行機器人能夠懸停在豎直的管道上。
[0009]所述的可實用于內、外管道機器人具有較好通過彎管的能力。所述可實用于內、夕卜管道爬行機器人的可調輪腿機構均布在整圓上，受力均勻，其相應的3個輪位于同一平面上，在爬管道時，具有很好的定心效果。且一節所述可實用于內、外管道爬行機器人只有一組輪，使所述可實用于內、外管道爬行機器人相對其他的普通管道機器人，長度大大縮短，使能得所述可實用于內、外管道爬行機器人通過彎管的能力大大提升。在通過彎管時，可調節每個輪子的轉速以及可調輪腿機構的適應半徑，便可順利通過彎管。驅動模塊中使用錐齒輪和皮帶輪來傳動，皮帶輪可以在預緊力過大時打滑，達到保護電機的功能。
[0010]本實用新型兼顧內、外管道兩用的機器人，根據管道需要，調整可調輪腿機構的放置方向，實現內、外管道爬行模式，這樣大大增加了所述可實用于內、外管道爬行機器人的實用性和使用范圍。其可調輪腿機構可以改變所述可實用于內、外管道爬行機器人的適應半徑，以及減震器能夠增強所述可實用于內、外管道爬行機器人的越障性能，并且具有自鎖的能力，使其能夠停止在需要的地方，進行作業。而根據實際管道半徑需要，可制作相應曲率的圓弧支架，大大提高了所述可實用于內、外管道爬行機器人的使用范圍。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的管道爬行機器人整體機構示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的管道爬行機器人內管道模式示意圖；
[0013]圖3是本實用新型的管道爬行機器人外管道模式示意圖；
[0014]圖4是本實用新型的管道爬行機器人可調輪腿機構示意圖；
[0015]圖5是本實用新型的管道爬行機器人驅動模塊示意圖；
[0016]圖中標記:I為輪，2為皮帶輪，3為錐齒輪，4為電機，5為支撐板，6為減震器，7為雙直線導軌支架，8為限位固定螺母，9為驅動部件連接塊，10為電推桿，11為直線滑塊，12為直線軸承，13為圓弧支架。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，一種可實用于內、外管道爬行機器人，主要包括驅動模塊、減震器(6)、限位固定螺母(8)、電推桿(10)、圓弧支架(13)以及穿過驅動部件連接塊(9)和直線滑動模塊的雙直線導軌支架(7)。
[0019]如圖2所示，是所述可實用于內、外管道爬行機器人爬內管道的模式，只需將可調輪腿機構外置;如圖3所示，是所述可實用于內、外管道爬行機器人爬外管道的模式，只需將可調輪腿機構內置。兩種模式切換簡單可靠。
[0020]如圖5所示，穿過軸的輪(1)、皮帶輪(2)、錐齒輪(3)、電機(4)以及支撐板(5)共同組成驅動模塊，為所述可實用于內、外管道爬行機器人提供行駛動力;如圖4所示，驅動模塊和驅動部件連接塊(9)通過螺栓連接，減震器(6)用螺栓連接直線滑動模塊和驅動模塊，而驅動部件連接塊(9)穿在雙直線導軌支架(7)上，由限位固定螺母(8)固定位置，同時直線滑動模塊也穿在雙直線導軌支架(7)上，可沿雙直線導軌支架(7)上直線運動不翻轉。由電推桿(10)提供動力，可使由驅動模塊、減震器(6)和雙直線導軌支架(7)構成的三角形運動，從而使可調輪腿機構具有調節適應不同管道半徑的功能。同樣，調節該機構，使輪(I)抵緊管道壁，增大摩擦力，使所述可實用于內、外管道爬行機器人具有自鎖的功能，能夠懸停在豎直管道上。并且減震器(6)自身具有一定的彈性收縮功能，使得所述可實用于內、外管道爬行機器人能夠越過一定障礙。根據不同的管道半徑，可以制作相應曲率半徑的圓弧支架
(13)，使得所述可實用于內、外管道爬行機器人具有廣闊的使用范圍。如圖2、3所示，可以看出所述可實用于內、外管道爬行機器人的長度較短，而每個可調輪腿機構各自調節輪(I)轉速以及各自的適應半徑，這樣使得所述可實用于內、外管道爬行機器人具有較強通過彎管的能力。
[0021]本實用新型結構簡單，使用范圍廣闊，容易制造加工;可以兼顧爬行內、外管道，操作簡單，實用可靠，且具有快速移動、越障、過彎管和可調適應半徑等功能;機構簡單，運動可靠性高，管道適應性強。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可實用于內、外管道爬行機器人，包括驅動模塊、減震器(6)、電推桿(10)、限位固定螺母(8 )、驅動部件連接塊(9)、直線滑動模塊、雙直線導軌支架(7 )和圓弧支架(13 );其特征在于:驅動模塊的電機(4)用螺釘固定在支撐板(5)上，輪(I)和皮帶輪(2)安裝在平行的兩根軸上，錐齒輪(3)安置在電機(4)的軸和與其垂直的軸上;驅動模塊和驅動部件連接塊(9)螺栓連接，驅動部件連接塊(9)穿在雙直線導軌支架(7)上，用4顆限位固定螺母(8)固定其位置;直線滑塊(11)通過螺釘固定在直線軸承(12)，整體穿在雙直線導軌支架(7)上；減震器(6)通過螺栓連接驅動模塊和直線滑塊(11);電推桿(10)通過螺栓連接驅動部件連接塊(9)和直線滑塊(11);以上組成的可調輪腿機構通過上下螺母固定在6個圓弧支架(13)上;每3個圓弧支架(13)組合成一個整圓，之間用螺栓連接。2.根據權利要求1所述的可實用于內、外管道爬行機器人，其特征在于:所述可調輪腿機構可以內置用于爬外管道，可以外置用于爬內管道；只需要將固定可調輪腿機構和圓弧支架(13)的螺母旋下，便可將3個圓弧支架(13)組成的整圓與可調輪腿機構分開，再調換可調輪腿機構的放置方向，裝上螺母，便可以實現機器人內外管道模式的變換；內外管道模式的變換操作簡單，方便快捷，實用穩定。3.根據權利要求1所述的可實用于內、外管道爬行機器人，其特征在于:所述可調輪腿機構具有管道適應半徑可調及自鎖的功能，其減震器(6)、驅動模塊和雙直線導軌支架(7)構成可以變動的三角形，用來調節其適應半徑;驅動部件連接塊(9)連接驅動模塊，可以使驅動模塊繞其旋轉；電推桿(10)連接直線滑動模塊和驅動部件連接塊(9)，提供使直線滑動模塊作直線運動的動力;減震器(6)連接驅動模塊和直線滑動模塊，當直線滑動模塊來回滑動，帶動減震器(6)運動，最終使驅動模塊擺動，達到了調節適應一定范圍內不同管道半徑的要求;在管壁上，輪(I)遇到小型障礙時，減震器(6)可以收縮，達到越障的效果；當可調輪腿機構的半徑可調范圍不滿足現場的管道半徑時，可以更換相應曲率半徑的圓弧支架(13)，以適應較大范圍的管道半徑;調節電推桿(10)收縮，使得驅動模塊伸展，從而使輪(I)抵緊管壁，增大壓力使摩擦力增大，達到自鎖功能，使其能夠懸停在豎直的管道上。4.根據權利要求1所述的可實用于內、外管道爬行機器人，其特征在于:所述可實用于內、外管道爬行機器人具有較好通過彎管的能力;所述可實用于內、外管道爬行機器人的3個輪(I)在同一平面上，在爬管道時，具有很好的定心效果，且一節只有一組輪(I)，使所述可實用于內、外管道爬行機器人相對其他的爬行機構，長度大大縮短，使得所述可實用于內、外管道爬行機器人通過彎管的能力大大提升;在通過彎管時，每個輪(I)的速度可通過電機(4)調節，使其具有很好的彎管適應能力;驅動模塊中使用錐齒輪(3)和皮帶輪(2)來傳動，皮帶輪(2)可以在預緊力過大時打滑保護電機(4)。
【文檔編號】F16L101/30GK205424279SQ201521050698
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月16日
【發明人】黃志鵬, 廖雪, 陶俊杰, 臧紅彬
【申請人】西南科技大學