适于直管道的管道机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种适于直管道的管道机器人，包括相对设置且用于与管道的内壁面接触的两个行走装置和与两个行走装置连接且用于在管道内行进时控制两个行走装置交替进行移动的行走控制装置。本发明专利技术的适于直管道的管道机器人，结构简单合理，多采用铰链式结构与曲柄滑块结构，传动简单；前进动力足，前进动力来自两个行走装置交替提供的摩擦力，而且两个行走装置交替移动，使前进时负重减小，能够提高在管道内的行走速度。

Pipe robot suitable for straight pipe

The invention discloses a pipe for a straight pipe robot, including the relative set and two walking for inner wall and pipe contact device and a walking device and the two connection and is used for controlling the two walking mobile walking control device installed in the pipe into the alternate expert. The invention of the pipeline robot for a straight pipe, simple and reasonable structure, the hinge structure and slider crank structure, simple transmission; motivation, motivation from two walking device provides alternate friction, and two running gear alternating move forward to reduce weight, can improve the walking speed in the pipeline the.

【技术实现步骤摘要】
适于直管道的管道机器人
本专利技术属于机器人
，具体地说，本专利技术涉及一种适于直管道的管道机器人。
技术介绍
管道机器人是一种新型机器人，可沿着管道内行走，还能携带传感器来进行完成管道内作业的机电一体化系统，由行走机构、信号传递、动力传输系统、内部识别检测系统、控制系统等组成。管道机器人具有体积小、能耗低的特点，能够进入一般机械系统无法进入的狭小空间内，在工业检测、光学工程、核工业及生物医学等领域有着广泛的应用前景。管道机器人主要有活塞移动式，蠕动移动式，履带移动式，足腿移动式和滚轮移动式这几种。现有的适于直管道的管道机器人还存如下诸多不足之处：(1)管道机器人前进动力较小，在管道内行进时负重大，无法实现快速移动；(2)对管径大小不一的管道适应性较差，使工作效率大大降低；(3)不能计算管道机器人行走的路程。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种适于直管道的管道机器人，目的是减小在直管道内行进时的负重，提高行走速度。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：适于直管道的管道机器人，包括相对设置且用于与管道的内壁面接触的两个行走装置和与两个行走装置连接且用于在管道内行进时控制两个行走装置交替进行移动的行走控制装置。所述行走装置包括用于与管道的内壁面接触且可与管道的内壁面之间产生摩擦力的执行机构、与执行机构连接的支撑机构和与支撑机构连接的变位机构，变位机构与所述行走控制装置连接，执行机构沿周向设置多个。所述执行机构包括与所述支撑机构连接且用于与管道的内壁面接触的接触体和可旋转的设置于接触体上且用于与管道的内壁面接触的弹性球体，接触体具有与管道的内壁面接触以产生静摩擦力的接触面；管道机器人在管道内行进时，当两个行走装置中的其中一个行走装置的所述接触面与管道的内壁面接触后，该其中一个行走装置与管道保持相对静止，另一个行走装置的所述弹性球体与管道的内壁面接触且该另一个行走装置与管道可相对移动。所述弹性球体为球形件，所述接触体具有容纳弹性球体的容置槽。所述支撑机构包括与所述变位机构连接且由变位机构控制做直线运动的第一滑动支撑件和第二滑动支撑件、与变位机构连接的撑杆架、与撑杆架和所述接触体转动连接的接触体撑杆、与第二滑动支撑件转动连接的支撑件撑杆、套设于接触体撑杆上且与支撑件撑杆转动连接的撑杆滑套，接触体通过接触体铰链与第一滑动支撑件连接，接触体铰链与接触体为转动连接，第二滑动支撑件位于第一滑动支撑件和撑杆架之间。所述第一滑动支撑件的端面和所述第二滑动支撑件的端面相接触，在所述变位机构的作用下，第一滑动支撑件和第二滑动支撑件同步运动且两者的运动方向相同。所述变位机构包括可旋转设置且与所述行走控制装置连接的变位丝杆和与变位丝杆相平行的导向杆，所述第一滑动支撑件和所述第二滑动支撑件套设于变位丝杆上且与变位丝杆构成螺旋传动，第一滑动支撑件和第二滑动支撑件具有让导向杆穿过的导向孔，多个所述执行机构在变位丝杆的外侧为沿周向均匀分布。所述变位机构还包括设置于所述变位丝杆上且与所述撑杆架连接的轴承。所述行走控制装置包括相对设置且分别与一个所述行走装置的所述变位机构连接的第一控制体和第二控制体以及与第一控制体和第二控制体连接且用于在管道机器人行进过程中使第一控制体和第二控制体做相对直线运动的步进机构。所述步进机构包括与所述第一控制体连接且由第一控制体控制进行旋转的短连杆以及与短连杆和所述第二控制体转动连接的长连杆，短连杆的与长连杆连接的端部的质量大于短连杆的与第一控制体连接的端部的质量。本专利技术适于直管道的管道机器人，结构简单合理，多采用铰链式结构与曲柄滑块结构，传动简单；前进动力足，前进动力来自两个行走装置交替提供的摩擦力，而且两个行走装置交替移动，使前进时负重减小，能够提高在管道内的行走速度。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是本专利技术管道机器人的结构示意图；图2是第一滑动支撑件的结构示意图；图3是第二滑动支撑件的结构示意图；图4是变位丝杆和撑杆架组件结构示意图；图5是第一控制体的结构示意图；图6是执行机构的结构示意图；图7是支撑机构的结构示意图；图8是支撑机构另一角度的结构示意图；图9是变位机构的结构示意图；图10是行走控制装置的结构示意图；图中标记为：1、第二滑动支撑件；2、变位丝杆；3、接触体撑杆；4、接触体；5、接触体铰链；6、第一控制体；601、第一动力输出轴；602、第二动力输出轴；7、短连杆；8、长连杆；9、销轴；10、第二控制体；1001、第三动力输出轴；1002、连接轴；11、支撑件撑杆；12、撑杆滑套；13、第一滑动支撑件；1301、外圈；1302、轮毂；1303、轮辐；14、导向杆；15、轴承；16、撑杆架；17、弹性球体；18、接触面。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本专利技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。如图1至图10所示，本专利技术提供了一种适于直管道的管道机器人，包括相对设置且用于与管道的内壁面接触的两个行走装置和与两个行走装置连接且用于在管道内行进时控制两个行走装置交替进行移动的行走控制装置，行走控制装置位于两个行走装置之间且三者处于同一直线上，两个行走装置并为对称设置。具体地说，直管道的内壁面为圆柱面，直管道为笔直状管道，管道机器人在直管道内行走时，通过两个行走装置与管道的内壁面保持接触状态，并由行走控制装置控制两个行走装置在管道内交替进行移动，实现管道机器人的行走。交替进行运动是指两个行走装置不同时移动，当两个行走装置中的其中一个行走装置处于静止状态时，另一个行走装置处于运动状态，而且各个行走装置依次在静止状态和运动状态之间进行切换。处于静止状态的行走装置与管道保持相对静止，处于运动状态的行走装置与管道发生相对运动且行走装置在管道内做直线运动。行走装置可与管道的内壁面之间产生静摩擦力，进而能够与管道保持相对静止。两个行走装置分别为第一行走装置和第二行走装置，管道机器人在管道内行走过程中，在行走控制装置的作用下，当第一行走装置与管道的内壁面接触且产生静摩擦力后，第一行走装置与管道保持相对静止，第二行走装置与管道可相对移动，第二行走装置与管道之间不产生静摩擦力，第二行走装置在管道内进行移动，在第二行走装置移动设定距离后停止移动，第二行走装置与管道的内壁面接触且产生静摩擦力，第二行走装置与管道保持相对静止，然后第一行走装置与管道之间的静摩擦力消失，第一行走装置在管道内进行移动，在第一行走装置移动设定距离后停止移动，然后第二行走装置再次进行移动。因此，通过两个行走装置的交替运动，实现管道机器人在管道内的行走。由于管道机器人每行进一次时仅有一个行走装置处于运动状态，使得管道机器人前进时负重减小，从而可以加快行走速度。如图1所示，行走装置包括用于与管道的内壁面接触且可与管道的内壁面之间产生摩擦力的执行机构、与执行机构连接的支撑机构和与支撑机构连接的变位机构，变位机构与行走控制装置连接，执行机构沿周向设置多个且多个执行机构在管道的内部以管道的轴线为中心线沿周向均匀分布，两个行走装置的变位机构与行走控制装置相连接，行走控制装置位于两个变位本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于直管道的管道机器人，其特征在于：包括相对设置且用于与管道的内壁面接触的两个行走装置和与两个行走装置连接且用于在管道内行进时控制两个行走装置交替进行移动的行走控制装置。

【技术特征摘要】
1.适于直管道的管道机器人，其特征在于：包括相对设置且用于与管道的内壁面接触的两个行走装置和与两个行走装置连接且用于在管道内行进时控制两个行走装置交替进行移动的行走控制装置。2.根据权利要求1所述的适于直管道的管道机器人，其特征在于：所述行走装置包括用于与管道的内壁面接触且可与管道的内壁面之间产生摩擦力的执行机构、与执行机构连接的支撑机构和与支撑机构连接的变位机构，变位机构与所述行走控制装置连接，执行机构沿周向设置多个。3.根据权利要求2所述的适于直管道的管道机器人，其特征在于：所述执行机构包括与所述支撑机构连接且用于与管道的内壁面接触的接触体和可旋转的设置于接触体上且用于与管道的内壁面接触的弹性球体，接触体具有与管道的内壁面接触以产生静摩擦力的接触面；适于直管道的管道机器人在管道内行进时，当两个行走装置中的其中一个行走装置的所述接触面与管道的内壁面接触后，该其中一个行走装置与管道保持相对静止，另一个行走装置的所述弹性球体与管道的内壁面接触且该另一个行走装置与管道可相对移动。4.根据权利要求3所述的适于直管道的管道机器人，其特征在于：所述弹性球体为球形件，所述接触体具有容纳弹性球体的容置槽。5.根据权利要求3或4所述的适于直管道的管道机器人，其特征在于：所述支撑机构包括与所述变位机构连接且由变位机构控制做直线运动的第一滑动支撑件和第二滑动支撑件、与变位机构连接的撑杆架、与撑杆架和所述接触体转动连接的接触体撑杆、与第二滑动支撑件转动连接的支撑件撑杆、套设于接触体撑杆上且与支撑件撑杆转动连接的撑杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆小敏，陈杰，王静平，杨林，叶冰波，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34