一种推拉自锁式管道内检测机器人制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体涉及一种推拉自锁式管道内检测机器人，主要包括前机体、后机体、凸轮传动机构、楔形自锁机构、支撑轮机构组成部分；所述前机体的主机体中间安装楔形自锁机构，主机体外均匀设置支撑轮机构，通过楔形自锁机构与弹簧的作用力控制滚轮与管道内壁的作用力，实现滚轮的“滚动”与“卡死”两个运动状态；后机体与前机体结构相同，同向安装，实现后机体滚轮与前机体滚轮运动相反的功能；所述中间凸轮传动机构用于连接前、后两机体，可实现前、后机体的伸缩运动，通过控制电机正反转可以控制机器人的前进或后退，实现机器人的管内运行，楔形自锁机构与弹簧的共同作用增强了机器人对不同管道内径的适应性能。

【技术实现步骤摘要】
一种推拉自锁式管道内检测机器人
本专利技术属于机器人
，具体涉及一种管道内运行机器人，适合作为管道检测、运行维护及其他动力装置的一种推拉自锁式管道内检测机器人。
技术介绍
随着现代化建设的加快，管道走进了人们生活和工作中的每个地方，有输送流体的管道，给排水管道、油管道和天然气管道等等还有起保护作用的管道，电线、光缆的外包管道等。管道作为石油、天然气、化工原料、给排水等材料的重要运输工具之一，这些形形色色的管道给人们生活和工作带来极大便利的同时，在线运行管道随着使用时间的增长，会出现各种问题，如腐蚀、裂缝、破裂磨损等，对管道的正常使用会产生严重的影响。为了保证各管道系统安全高效地运作和延长管道的使用寿命，需要经常对管道进行定期的检测和维修。因此，管道内部运行装置的研究在实际应用中具有重要的价值和意义。现有的技术中，最常用的是通过机器人进入到管道内部，运用各种无损检测方法对管道进行检测，或者实现清理维护的功能。管道机器人已经在石油、化工、天然气及核工业等领域中得到了很大的推广。经过多年的研究和应用，管道机器人已有各种各样的形式，例如轮式、履带式、蠕动式等等。机器人在进行作业过程中，机器人运行会遇到很多障碍，例如变径、大阻力的情况，现有的机器人解决方案如中国专利号CN205278673U所述的“锥齿轮直驱式管道检测机器人”，采用了支撑轮结构，采用锥齿轮作为主传动组件，采用直驱的方式，可以实现机器人的运动，也可以适应不同的管道内径，但是传动效率低，负载能力有限，不适用于阻力大、摩擦大的工作环境。为保证机器人在管道内的正常运行，需要提供一种易于驱动、柔性化、负载能力强，稳定性较高，大阻力工作条件下的管道内部作业装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种推拉自锁式管道内检测机器人，该管道机器人通过前、后支撑轮机构(3)、楔形自锁机构(1-2)、弹簧组件(1-4)确保滚轮与管道内壁充分接触，从而有效增加其在管道内运行的稳定性和负载能力，而且通过楔形自锁机构(1-2)和弹簧组件(1-4)的共同作用，增强了机器人对不同管道内径的适应能力。本专利技术的目的是这样实现的：一种推拉自锁式管道内检测机器人，主要包括前机体(1)、后机体(2)、凸轮传动机构(3)、楔形自锁机构(1-2)、支撑轮机构(1-3)组成部分，其特征在于：所述前机体(1)的主机体(1-1)中间安装楔形自锁机构(1-2)，主机体(1-1)外均匀设置支撑轮机构(1-3)；所述的后机体(2)与前机体(1)结构基本相同，同向安装；所述凸轮传动机构(3)用于连接前机体(1)与后机体(2)，位于中间位置。所述前机体(1)由主机体(1-1)、楔形自锁机构(1-2)、支撑轮机构(1-3)、弹簧组件(1-4)、限位板(1-5)组成；所述前机体(1)的主机体(1-1)通过弹簧组件(1-4)、限位板(1-5)与楔形自锁机构(1-2)连接；主机体(1-1)外侧均匀分布3组相同的支撑轮机构(1-3)。所述楔形自锁机构(1-2)由移动楔形块(1-2-1)、滚珠(1-2-2)、伸缩楔形块(1-2-3)、连接板(1-2-4)构成；所述滚珠(1-2-2)位于移动楔形块(1-2-1)与伸缩楔形块(1-2-3)之间。所述支撑轮机构(1-3)由滚轮支架(1-3-1)、滚轮(1-3-2)、弹簧(1-3-3)；所述滚轮(1-3-2)设有均匀的滚花；所述滚轮支架(1-3-1)上安装有弹簧(1-3-3)；所述的支撑轮机构(1-3)与楔形自锁机构(1-2)中的连接板(1-2-4)固定连接。所述后机体(2)的支撑轮机构(3)均有三组，均匀安装于主机体的外侧；所述后机体(2)的移动楔形块(2-2-1)与前机体的移动楔形块(1-2-1)结构不同。所述凸轮传动机构(3)由移动外腔体(3-1)、转动凸轮轴(3-2)、小滚轮机构(3-3)、轴承(3-4)、轴承座(3-5)、连接盘(3-6)、连接杆(3-7)、轴承支座(3-8)组成；所述凸轮传动机构(3)的一端通过轴承(3-4)和轴承支座(3-8)与前机体(1)中移动楔形块(1-2-1)固定连接；所述凸轮传动机构(3)另一端通过三根均匀分布的连接杆(3-7)、轴承(3-4)、轴承座(3-5)以及连接盘(3-6)与后机体(2)连接。所述小滚轮机构(3-3)由滚轮、轴承、安装螺母组成；所述滚轮机构(3-3)中的两个滚轮与沿着转动凸轮轴(3-2)表面凸起上下面相贴合。所述移动外腔体(3-1)通过小滚轮机构(3-3)与转动凸轮轴(3-2)上的凸轮面连接。本专利技术的有益效果在于：本专利技术不同于一般的管道机器人结构，通过凸轮机构作为主传动机构，增大了机器人的行程，凸轮旋转一周即可实现机器人的一个周期运动；本专利技术通过前、后机体的楔形自锁机构、支撑轮机构和弹簧组件的共同作用，保证滚轮与管道内壁接触，实现滚轮的“滚动”与“卡死”两个运动状态，增强了机器人的负载能力；弹簧组件和楔形机构的共同作用提高了机器人对不同管道内径的适应能力；本专利技术仅使用一个电机，即可完成全周期运动，结构简单，易于操作，便于维修，成本较低。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的凸轮传动机构装配示意图。图3为本专利技术的凸轮传动机构组件分解示意图。图4为本专利技术的凸轮传动组成机构示意图。图5为本专利技术的前机体组件分解示意图。图6为本专利技术的前机体组件分解示意图。图7为本专利技术的楔形自锁机构示意图。图8为本专利技术的支撑轮机构示意图。图9为本专利技术的前机体和后机体移动楔形块示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种推拉自锁式管道内运行机器人，该管道机器人通过前、后支撑轮机构、楔形自锁机构、弹簧组件确保滚轮与管道内壁充分接触，从而有效增加其在管道内运行的稳定性和负载能力，而且通过自锁机构和弹簧组件的共同作用，增强了机器人对不同管道内径的适应能力。本专利技术的目的是这样实现的：一种推拉自锁式管道内检测机器人包括前机体1、后机体2、凸轮传动机构3、楔形自锁机构1-2、支撑轮机构1-3组成部分。本专利技术所述前机体1的主机体1-1中间安装楔形自锁机构1-2，主机体1-1外均匀设置支撑轮机构1-3，通过楔形自锁机构1-2与弹簧1-4的作用力控制滚轮与管道内壁的作用力，实现滚轮的“滚动”与“卡死”两个运动状态；后机体2与前机体1结构基本相同，同向安装，实现整机伸长时，后机体2卡死而前机体向前运动或者整机回缩时，前机体1卡死而后机体2向前运动的功能；所述中间凸轮传动机构3用于连接前机体1和后机体2，通过电机正反转驱动凸轮轴旋转，可实现前机体1和后机体2的推拉运动，进而控制机器人的前进或后退，实现机器人的管内运行；楔形自锁机构1-2与弹簧1-4的共同作用增强了机器人对不同管道内径的适应性能。本专利技术还包括的结构特征：所述前机体1和后机体2的支撑轮机构有三组，均匀安装于主机体的外侧；所述楔形自锁机构1-2由连接板1-2-4、伸缩楔形块1-2-3、移动楔形块1-2-1、两个楔形块之间的滚珠1-2-2构成；所述凸轮传动机构3的一端通过转动凸轮轴3-2、、轴承3-4、轴承座3-5与前机体1连接，另一端通过三根均匀分布的连接杆3-7、轴承3-4、轴承座3-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推拉自锁式管道内检测机器人，主要包括前机体(1)、后机体(2)、凸轮传动机构(3)、楔形自锁机构(1‑2)、支撑轮机构(1‑3)组成部分，其特征在于：所述前机体(1)的主机体(1‑1)中间安装楔形自锁机构(1‑2)，主机体(1‑1)外均匀设置支撑轮机构(1‑3)；所述的后机体(2)与前机体(1)结构基本相同，同向安装；所述凸轮传动机构(3)用于连接前机体(1)与后机体(2)，位于中间位置。

【技术特征摘要】
1.一种推拉自锁式管道内检测机器人，主要包括前机体(1)、后机体(2)、凸轮传动机构(3)、楔形自锁机构(1-2)、支撑轮机构(1-3)组成部分，其特征在于：所述前机体(1)的主机体(1-1)中间安装楔形自锁机构(1-2)，主机体(1-1)外均匀设置支撑轮机构(1-3)；所述的后机体(2)与前机体(1)结构基本相同，同向安装；所述凸轮传动机构(3)用于连接前机体(1)与后机体(2)，位于中间位置。2.根据权利要求1所述的一种推拉自锁式管道内检测机器人，其特征在于：所述前机体(1)由主机体(1-1)、楔形自锁机构(1-2)、支撑轮机构(1-3)、弹簧组件(1-4)、限位板(1-5)组成；所述前机体(1)的主机体(1-1)通过弹簧组件(1-4)、限位板(1-5)与楔形自锁机构(1-2)连接；主机体(1-1)外侧均匀分布三组相同的支撑轮机构(1-3)。3.根据权利要求1或2所述的一种推拉自锁式管道内检测机器人，其特征在于：所述楔形自锁机构(1-2)由移动楔形块(1-2-1)、滚珠(1-2-2)、伸缩楔形块(1-2-3)、连接板(1-2-4)构成；所述滚珠(1-2-2)位于移动楔形块(1-2-1)与伸缩楔形块(1-2-3)之间。4.根据权利要求1或2所述的一种推拉自锁式管道内检测机器人，其特征在于：所述支撑轮机构(1-3)由滚轮支架(1-3-1)、滚轮(1-3-2)、弹簧(1-3-3)构成；所述滚轮(1-3-2)设有均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：史冬岩，田跃，任宏喜，滕晓艳，徐阳，赵贺桃，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23