一种用于输气管道的巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于输气管道的巡检机器人，该巡检机器人包括中心支撑轴、移动装置及混合动力装置；移动装置包括螺旋驱动轮装置、平衡轮装置，所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置均抵接至所述输气管道的管壁；所述混合动力装置位于所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置之间，且所述混合动力装置驱动所述螺旋驱动轮装置，使所述螺旋驱动轮装置呈螺旋状转动，以使得巡检机器人沿输气管道移动；该巡检机器人通过螺旋驱动轮装置及平衡轮装置与输气管道的管壁贴合，适用于不同的输气管道；巡检机器人采用混合动力装置利用输气管道内流体的动能转换成巡检机器人移动所需的动能，提高了巡检机器人的续航能力。

A patrol robot for gas transmission pipeline

The invention discloses a method for gas pipeline inspection robot, the robot comprises a central support shaft, mobile device and hybrid power device; mobile device comprises a helical drive wheel device, balance wheel device, the spiral driving wheel device and balance wheel device are against the wall connected to the gas pipeline; the hybrid device is positioned on the spiral drive wheel device and balance wheel device, and the hybrid power device to drive the screw driven wheel device, the spiral drive wheel device of spiral rotation, so that the robot along the gas pipeline inspection robot movement; the driving wheel device and balance wheel device through the screw and tube wall of gas pipeline fitting, suitable for different gas pipeline inspection robot; hybrid devices that convert kinetic energy of fluid within the gas pipeline. The kinetic energy needed to patrol the mobile robot improves the endurance of the patrol robot.

【技术实现步骤摘要】
一种用于输气管道的巡检机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其是涉及一种用于输气管道的巡检机器人。
技术介绍
在现代生产生活中，输气管道已广泛应用于冶金、石油、化工及城市燃气供应。输气管道的工作环境非常恶劣，在长期的使用过程中，由于化学腐蚀、机械破坏、地壳运动、管道附件磨损等原因容易发生腐蚀、变形、裂纹、疲劳破坏或使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故。而且很大一部分管道为埋地管线，管道泄漏隐患很难发现，极易引起火灾、爆炸等严重事故。因此，为了防范未然，必须对这些管道进行定期的检测维修。而挖出管道进行检测、维修既不经济又不现实。管道机器人作为地下管线检修、故障探测及排除等人工无法或者难以到达处所不可缺少的辅助手段，越来越被工程应用所采用及发展。输气管道机器人的动力及其运动控制一直是工程应用过程中需要解决的一个关键技术问题。目前，管道机器人行走机构的运动形式主要有轮式、履带式、弹力支撑式、螺旋式等，主要靠电机驱动。但由于管道作业越加频繁，作业环境多变，不同区域行进条件不同，行进速度要求也不同。目前传统四轮驱动，行走不稳定，容易倾覆，驱动力不足。螺旋式机器人，首先也存在动力不足功率不能充分利用，行进速度单一，转弯费劲。单个组螺旋驱动轮的管道机器人，由于力矩作用无法保证其螺旋面始终与管道截面平行，无法确保机器人运行平稳。还有在管道截面变化适应性方面，现有技术采用的单一弹簧控制的调节机构，适应作用有限，且难控制，当弹性压力较大时，会出现驱动力不足卡住现象，多消耗大量能量。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于输气管道的巡检机器人，它具有续航时间长、操作灵活的特点。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于输气管道的巡检机器人，包括中心支撑轴、组装于所述中心支撑轴的移动装置及混合动力装置，所述移动装置包括螺旋驱动轮装置、及组装至所述中心支撑轴的平衡轮装置，所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置均抵接至所述输气管道的管壁，所述混合动力装置位于所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置之间，且所述混合动力装置驱动所述螺旋驱动轮装置，使所述螺旋驱动轮装置呈螺旋状转动，以使得巡检机器人沿输气管道移动。可选地，所述混合动力装置包括套设于所述中心支撑轴的轴管、固连于所述轴管的驱动轮、分别与所述驱动轮连接的电机装置及涡轮装置、及连接所述涡轮装置与所述电机装置的离合装置，所述螺旋驱动轮装置组装至所述轴管，所述电机装置或涡轮装置转动以驱动所述驱动轮转动，以使得所述巡检机器人沿输气管道的轴线方向移动，其中，所述离合装置用以断开或连接所述涡轮装置与所述驱动轮之间的传动，以使得巡检机器人使用所述涡轮装置与所述电机装置作为动力能源。可选地，所述离合装置包括与所述涡轮装置啮合的第一减速组件、与所述驱动轮啮合的第二减速组件、及连接第一减速组件与所述第二减速组件的离合组件，所述第一减速组件包括第一连接轴，所述第二减速组件包括与所述第一连接轴同轴线且相对设置的第二连接轴，所述离合组件沿所述第一连接轴或所述第二连接轴滑动，以连接或断开所述第一减速组件与所述第二减速组件之间的动力传递。可选地，所述离合组件包括舵机、组装至所述舵机的摇臂、铰接至所述摇臂的连杆、及固连至所述连杆的齿轮同步器，所述齿轮同步器套设于所述第一连接轴或所述第二连接轴上，所述舵机转动摇臂以使得所述连杆带动所述齿轮同步器移动，以使得所述第一连接轴与所述第二连接轴同步转动或断开。可选地，所述涡轮装置包括套设于所述中心支撑轴的转动轴、固连于所述转动轴的涡轮齿轮及涡轮组件，所述涡轮齿轮与所述离合装置啮合连接，所述涡轮组件用于将输气管道内的流体动能转换成驱动所述转动轴转动的动能。可选地，所述移动装置还包括球头移动装置，所述螺旋驱动轮装置包括至少二底座腿夹，所述球头移动装置与所述底座腿夹连接，所述球头移动装置驱动所述底座腿夹转动以使所述底座腿夹呈螺旋状分布。可选地，所述螺旋驱动轮装置还包括组装于所述轴管的十字连接组件，所述底座腿夹枢接至所述十字连接组件，所述十字连接组件绕所述轴管转动，以带动所述底座腿夹绕所述管壁转动。可选地，所述底座腿夹包括枢接安装至所述十字连接组件的枢接轴、铰接安装至所述枢接轴的腿夹、铰接安装至所述腿夹的驱动轮组件、连接所述枢接轴与所述腿夹的第一压缩杆、及连接所述腿夹与所述驱动轮组件的至少一第二压缩杆，所述至少一第二压缩杆及所述第一压缩杆向外延伸以推动所述底座腿夹向外展开，以使得所述驱动轮组件呈螺旋状贴合至输气管道的管壁。可选地，所述球头移动装置包括球头组件及组装于球头组件的连杆组件，所述连杆组件连接至所述底座腿夹，所述球头组件沿所述轴管的轴向移动，以使得所述底座腿夹转动以改变螺旋方向。可选地，所述平衡轮装置包括固连于所述中心支撑轴的安装座、及组装至所述安装座的至少二支撑腿夹，所述支撑腿夹抵接至输气管道的管壁，并沿输气管道的轴向移动。采用上述结构后，本专利技术和现有技术相比所具有的优点是：该巡检机器人通过螺旋驱动轮装置及平衡轮装置与输气管道的管壁贴合，适用于不同的输气管道，巡检机器人的适应性强。巡检机器人采用混合动力装置利用输气管道内流体的动能转换成巡检机器人移动所需的动能，从而减少了巡检机器人自身能量的消耗，提高了巡检机器人的续航能力，使巡检机器人具有更好的可操作性。通过螺旋驱动轮装置的螺旋状转动，使得巡检机器人沿输气管道的轴向移动，可通过调节螺旋驱动轮装置沿螺纹旋向以控制巡检机器人的移动方向，调节方便。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术的主视结构示意图。图2是本专利技术去除壳体状态的结构示意图。图3是本专利技术离合状态的结构示意图。图4是本专利技术中螺旋驱动轮装置的结构示意图。图5是本专利技术的右视结构示意图。图中：中心支撑轴10；移动装置20；螺旋驱动轮装置21；底座腿夹211；枢接轴2111；腿夹2112；驱动轮组件2113；主滚轮21131；辅助滚轮21132；第一压缩杆2114；第二压缩杆2115；十字连接组件212；平衡轮装置22；安装座221；支撑腿夹222；安装杆2221；支脚杆2222；平衡轮组2223；尾主轮22231；尾辅轮22232；第三压缩杆2224；第四压缩杆2225；球头移动装置23；球头组件231；连杆组件232；第二连接柱2321；连接杆2322；第一连接柱2323；换向舵机24；换向摆臂241；换向杆242；混合动力装置30；轴管31；驱动轮32；电机装置33；驱动电机331；驱动齿轮332；涡轮装置34；转动轴341；涡轮齿轮342；涡轮组件343；离合装置35；第一减速组件351；第一连接轴3511；第二减速组件352；第二连接轴3521；离合组件353；舵机3531；摇臂3532；连杆3533；齿轮同步器3534；外壳40；主体部41；涡轮部42；安装架43。具体实施方式以下所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不因此而限定本专利技术的保护范围。实施例，见图1及图2所示：本专利技术提供了一种用于输气管道的巡检机器人。该巡检机器人包括中心支撑轴10、组装于中心支撑轴10的移动装置20及混合动力装置30，其中，混合动力装置30为巡检机器人的动力源，用以驱动移动装置20移动，移动装置20用以抵接至输气管道并沿输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输气管道的巡检机器人，其特征在于：包括中心支撑轴、组装于所述中心支撑轴的移动装置及混合动力装置，所述移动装置包括螺旋驱动轮装置、及组装至所述中心支撑轴的平衡轮装置，所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置均抵接至所述输气管道的管壁，所述混合动力装置位于所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置之间，且所述混合动力装置驱动所述螺旋驱动轮装置，使所述螺旋驱动轮装置呈螺旋状转动，以使得巡检机器人沿输气管道移动。

【技术特征摘要】
1.一种用于输气管道的巡检机器人，其特征在于：包括中心支撑轴、组装于所述中心支撑轴的移动装置及混合动力装置，所述移动装置包括螺旋驱动轮装置、及组装至所述中心支撑轴的平衡轮装置，所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置均抵接至所述输气管道的管壁，所述混合动力装置位于所述螺旋驱动轮装置及平衡轮装置之间，且所述混合动力装置驱动所述螺旋驱动轮装置，使所述螺旋驱动轮装置呈螺旋状转动，以使得巡检机器人沿输气管道移动。2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述混合动力装置包括套设于所述中心支撑轴的轴管、固连于所述轴管的驱动轮、分别与所述驱动轮连接的电机装置及涡轮装置、及连接所述涡轮装置与所述电机装置的离合装置，所述螺旋驱动轮装置组装至所述轴管，所述电机装置或涡轮装置转动以驱动所述驱动轮转动，以使得所述巡检机器人沿输气管道的轴线方向移动，其中，所述离合装置用以断开或连接所述涡轮装置与所述驱动轮之间的传动，以使得巡检机器人使用所述涡轮装置与所述电机装置作为动力能源。3.根据权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述离合装置包括与所述涡轮装置啮合的第一减速组件、与所述驱动轮啮合的第二减速组件、及连接第一减速组件与所述第二减速组件的离合组件，所述第一减速组件包括第一连接轴，所述第二减速组件包括与所述第一连接轴同轴线且相对设置的第二连接轴，所述离合组件沿所述第一连接轴或所述第二连接轴滑动，以连接或断开所述第一减速组件与所述第二减速组件之间的动力传递。4.根据权利要求3所述的巡检机器人，其特征在于，所述离合组件包括舵机、组装至所述舵机的摇臂、铰接至所述摇臂的连杆、及固连至所述连杆的齿轮同步器，所述齿轮同步器套设于所述第一连接轴或所述第二连接轴上，所述舵机转动摇臂以使得所述连杆带动所述齿轮同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官元城，彭华超，李昌平，温小飞，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33