基于形状记忆合金驱动的管道机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，属于管道处理设备技术领域。所述机器人包括底盘，底盘表面固定有形状记忆合金热机，形状记忆合金热机连接皮带一端，皮带缠绕于皮带轮外周面上，皮带另一端连接回位弹簧，回位弹簧连接位于底盘表面上的固定轴，轮轴通过单向轴承连接皮带轮，车轮连接轮轴。本发明专利技术利用形状记忆合金，将热能转化为机械能，来驱动机器人伸缩前进，对环境的适应力强，成本低、无污染，工作效率高。

Pipeline robot driven by shape memory alloy

The invention discloses a pipeline robot driven by shape memory alloy, belonging to the technical field of pipeline processing equipment. The robot includes a chassis, a shape memory alloy engine fixed chassis surface, shape memory alloy engine connected with one end of the belt, the belt pulley is wound on the outer peripheral surface of the belt, the other end is connected with a return spring, a return spring is connected with the chassis is fixed on the surface of the wheel shaft, shaft through a one-way bearing is connected with a pulley wheel connection axle. The invention utilizes the shape memory alloy to transform the heat energy into mechanical energy to drive the robot to stretch and move forward, and has strong adaptability to environment, low cost, no pollution and high work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于形状记忆合金驱动的管道机器人
本专利技术涉及一种管道机器人，属于管道处理设备

技术介绍
目前，国内外的管道运输业不仅规模庞大而且发展迅速，全世界仅油气运输管道就200多万公里，城市供水供热以及排水管道更是无法统计。所以，对于管道运输的安全管理是研究的重点，管道堵塞是影响运输安全的一个重要问题。检测管道堵塞的方式比较多样化，但大体可分为管道内部检测堵塞和经管道外部传感器检测两大类。相比于管道外部传感器检测堵塞，利用机器人进行内部直接清理，更加的准确高效，名称为《基于形状记忆合金驱动的蠕动微型车》，公开号为CN1421302A的专利技术专利，通过形状记忆合金驱动的微型车，该车是蠕动前进的并且是靠磁性形状记忆合金提供驱动力，驱动力小。
技术实现思路
为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种轻便灵活、成本低廉、驱动力强、管道清理效果好的基于形状记忆合金驱动的管道机器人。本专利技术的技术方案是：一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，包括底盘，底盘表面固定有形状记忆合金热机，形状记忆合金热机连接皮带一端，皮带缠绕于皮带轮外周面上，皮带另一端连接回位弹簧，回位弹簧连接位于底盘表面上的固定轴，轮轴通过单向轴承连接皮带轮，车轮连接轮轴。所述形状记忆合金热机包括，位于壳体内的形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧中部通过固定架固定于壳体内，形状记忆合金弹簧两端分别连接通透的活塞，活塞通过连接轴连接密封垫，两个所述的密封垫与壳体内壁形成密封的腔室，所述形状记忆合金弹簧一侧的密封垫连接输出轴，输出轴通过轴连接块连接皮带，所述密封的腔室的两端分别设有进水口和出水口。所述输出轴穿过轴承座连接至轴连接块。所述活塞厚度大于进水口和出水口的宽度，所述进水口包括位于密封的腔室一侧的热水进水口和冷水进水口，所述出水口包括位于密封的腔室另一侧热水出水口和冷水出水口，所述热水进水口与冷水出水口相对设置，冷水进水口与热水出水口相对设置。所述热水进水口与冷水出水口在活塞移动方向上的间距a小于活塞的宽度，冷水出水口与热水进水口的横向间距b小于活塞的宽度，所述间距a等于间距b。所述形状记忆合金热机通过固定座固定于底盘上。所述轮轴连接可调心立式轴承座，所述轮轴通过法兰连接车轮。所述单向轴承为单向直线滚珠轴承。本专利技术的有益效果是：利用功能材料的优越性来实现对机械部分的驱动，打破了原有的束缚进行创新。通过记忆合金的记忆功能为机器人提供源源不断的动力，利用形状记忆合金，将热能转化为机械能，来驱动机器人伸缩前进；本专利技术的机器人对环境的适应力强，成本低、无污染，工作效率高，符合当今社会所提倡的“节能减排，低碳生活”的号召。附图说明图1为本专利技术的轴测图；图2为本专利技术的侧视图；图3为本专利技术的局部放大图；图4为形状记忆合金热机外观图；图5为形状记忆合金热机内部结构图。图中附图标记如下：1、形状记忆合金热机，1.1、壳体，1.2、形状记忆合金弹簧，1.3、固定架，1.4、活塞，1.5、连接轴，1.6、密封垫，1.7、输出轴，1.8、进水口，1.9、出水口，2、底盘，3、固定座，4、回位弹簧，5、皮带轮，6、轴承座，7、皮带，8、轴连接块，9、法兰，10、固定轴，11、可调心立式轴承座，12、单向轴承，13、车轮。具体实施方式下面结合附图1-5对本专利技术做进一步说明：一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，包括底盘2，底盘2表面固定有形状记忆合金热机1，形状记忆合金热机1连接皮带7一端，皮带7缠绕于皮带轮5外周面上，皮带7另一端连接回位弹簧4，回位弹簧4连接位于底盘2表面上的固定轴10，轮轴通过单向轴承12连接皮带轮5，车轮13连接轮轴。所述形状记忆合金热机1包括，位于壳体1.1内的形状记忆合金弹簧1.2，所述形状记忆合金弹簧1.2中部通过固定架1.3固定于壳体1.1内，形状记忆合金弹簧1.2两端分别连接通透的活塞1.4，活塞1.4通过连接轴1.5连接密封垫1.6，两个所述的密封垫1.6与壳体1.1内壁形成密封的腔室，所述形状记忆合金弹簧1.2一侧的密封垫1.6连接输出轴1.7，输出轴1.7通过轴连接块8连接皮带7，所述密封的腔室的两端分别设有进水口1.8和出水口1.9。所述输出轴1.7穿过轴承座6连接至轴连接块8。所述活塞1.4厚度大于进水口1.8和出水口1.9的宽度，所述进水口1.8包括位于密封的腔室一侧的热水进水口和冷水进水口，所述出水口1.9包括位于密封的腔室另一侧热水出水口和冷水出水口，所述热水进水口与冷水出水口相对设置，冷水进水口与热水出水口相对设置。所述热水进水口与冷水出水口在活塞1.4移动方向上的间距a小于活塞1.4的宽度，冷水出水口与热水进水口的横向间距b小于活塞1.4的宽度，所述间距a等于间距b。所述形状记忆合金热机1通过固定座3固定于底盘2上。所述轮轴连接可调心立式轴承座11，所述轮轴通过法兰9连接车轮13。所述单向轴承12为单向直线滚珠轴承。通过四个形状记忆合金热机1分别为四个轮子提供驱动力，从而实现持续行进，形状记忆合金热机1的供驱过程为：初始状态，即记忆合金弹簧未加热时，活塞1.4的外周面封堵住冷水进水口和冷水出水口，热水进水口和热水出水口打开，向形状记忆合金热机通入热水，热水流经形状记忆合金弹簧1.2后经热水出水口流出，形状记忆合金弹簧1.2被加热后产生收缩形变，拉动弹簧两侧活塞1.4向中心移动，活塞输出轴，1.7通过皮带7带动皮带轮5转动，皮带轮5通过单向直线滚珠轴承带动车轮13转动，从而使机器人移动。活塞1.4移动后，其外周面将热水进水口以及热水出水口封堵，同时冷水进水口以及冷水出水口打开，向冷水进水口加注冷水，形状记忆合金弹簧1.2被冷却，形状恢复，恢复过程中，推动活塞1.4向两侧移动，同时，回位弹簧4拉动皮带7，皮带7带动皮带轮5反向转动，由于皮带轮5中心安装单向直线滚珠轴承，所以皮带轮5空转，不带动车轮13反向转动，车轮13在惯性作用下继续原有转动状态，待形状记忆合金弹簧1.2恢复原状后，再向热水进水口通热水，进行下一循环过程，如此反复，通过形状记忆合金弹簧1.2的形态改变，驱动机器人移动。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，其特征在于，包括底盘(2)，底盘(2)表面固定有形状记忆合金热机(1)，形状记忆合金热机(1)连接皮带(7)一端，皮带(7)缠绕于皮带轮(5)外周面上，皮带(7)另一端连接回位弹簧(4)，回位弹簧(4)连接位于底盘(2)表面上的固定轴(10)，轮轴通过单向轴承(12)连接皮带轮(5)，车轮(13)连接轮轴。

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金驱动的管道机器人，其特征在于，包括底盘(2)，底盘(2)表面固定有形状记忆合金热机(1)，形状记忆合金热机(1)连接皮带(7)一端，皮带(7)缠绕于皮带轮(5)外周面上，皮带(7)另一端连接回位弹簧(4)，回位弹簧(4)连接位于底盘(2)表面上的固定轴(10)，轮轴通过单向轴承(12)连接皮带轮(5)，车轮(13)连接轮轴。2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金驱动的管道机器人，其特征在于，所述形状记忆合金热机(1)包括，位于壳体(1.1)内的形状记忆合金弹簧(1.2)，所述形状记忆合金弹簧(1.2)中部通过固定架(1.3)固定于壳体(1.1)内，形状记忆合金弹簧(1.2)两端分别连接通透的活塞(1.4)，活塞(1.4)通过连接轴(1.5)连接密封垫(1.6)，两个所述的密封垫(1.6)与壳体(1.1)内壁形成密封的腔室，所述形状记忆合金弹簧(1.2)一侧的密封垫(1.6)连接输出轴(1.7)，输出轴(1.7)通过轴连接块(8)连接皮带(7)，所述密封的腔室的两端分别设有进水口(1.8)和出水口(1.9)。3.根据权利要求2所述的基于形状记忆合金驱动的管道机器人，其特征在于，所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：董桂馥，邱春龙，樊宁，王小飞，王义，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21