一种管道爬行机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种管道爬行机器人，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；轮系包括行星架车轮与行星轮，行星轮上设有卡爪机构，卡爪机构包括卡爪，驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，用于卡爪转向和行星架车轮旋转。所述车身包括前车座和后车座，用于安装驱动轴和转向轴，转向系统包括伸缩杆和连杆，伸缩杆的两端分别与前车座和后车座铰接，连杆的一端与前车座铰接，另一端与后车座固定连接。本发明专利技术提供的管道爬行机器人跨障碍能力强，在跨越障碍时，通过行星架车轮与卡爪之间的配合运行，增强其跨障碍的能力。通过控制伸缩杆的伸缩，控制行星架车轮转向。卡爪向下，增大车轮对市政管网内部接触面的附着力，提高在恶劣环境下的移动性能。

A pipeline crawling robot

The invention provides a pipeline crawling robot, including wheel system, drive system, steering system and body. The wheel system includes a planetary wheel and a planetary wheel, a claw mechanism on the planet wheel, the claw of the claw mechanism, and the driving system including the wheel drive mechanism and the claw drive mechanism, used for claw steering and planet frame. The wheel rotates. The body includes the front seat and rear seat, which is used to install the driving shaft and the steering shaft. The steering system includes the telescopic rod and the connecting rod. The ends of the telescopic rod are articulated with the front seat and the rear seat, one end of the connecting rod is articulated with the front seat, and the other end is fixed to the rear seat. The pipe crawling robot provided by this invention has strong cross barrier ability, and enhances its ability to cross obstacle through the coordination between the wheel of the planet frame and the claw when crossing the obstacle. By controlling the expansion of the telescopic rod, the steering wheel of the planet carrier is controlled. The claw downwards increases the adhesion of the wheel to the internal contact surface of the municipal pipe network and improves the mobile performance in harsh environment.

【技术实现步骤摘要】
一种管道爬行机器人
本专利技术涉及机器人领域，特别是涉及一种管道爬行机器人。
技术介绍
随着经济和社会建设的发展，城市中出现了越来越多的各种管道，如煤气管道、污水管道、空调管道等，这些管道的正常运转对维持广大人民群众的日常生活及城市的正常运转具有重要意义。由于管道结构的特殊性，出现管道老化或损坏现象后很难检测或维修；一些重要的管道，如煤气管道，一旦出现裂缝将造成极大的安全隐患。管道爬行机器人作为一种内检测及非开挖修复技术已成为研究热点。目前常见的管道爬行机器人包括支撑轮式爬行机构、履带式爬行机构、蠕动式爬行机构以及利用流体压差驱动四种类型。支撑轮式机构适合圆形管道；履带式爬行机构增加支撑面积，不易打滑，牵引性能好；蠕动式爬行机构是基于仿生学提出的，目前主要处于实验室研究阶段；流体压差驱动主要应用在输油、气管道清管、检测等工程应用中。这些管道爬行机器人虽然能够较好地适应城市排水管道因铺设时间增长，腐蚀、泄漏及淤泥问题。但其越障能力及牵引能力不高。城市排水管道内部环境恶劣，其越障能力、牵引力是设备实现检测、清淤、除障及维修等操作的技术支撑。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种管道爬行机器人，解决现有技术中的管道爬行机器人越障能力及牵引能力不高的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种管道爬行机器人，其特征在于，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；所述轮系包括行星架车轮，所述行星架车轮外侧与所述行星架车轮同轴设有太阳轮，所述太阳轮的四周设置有多个行星轮，每个所述行星轮与所述太阳轮啮合，所述行星轮的外表面同轴设有卡爪机构，所述卡爪机构包括与所述行星轮的外表面相匹配的卡爪本体以及沿所述卡爪本体的周向向外延伸的卡爪，由所述行星轮转动带动所述卡爪转动，用于在行驶过程中跨越障碍物；所述驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，所述车轮驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴的两端分别与对应的所述行星架车轮连接，所述卡爪驱动机构包括转向轴，所述转向轴与所述驱动轴并排设置，所述转向轴的两端分别与对应的所述行星架车轮上的所述太阳轮连接；所述车身包括前车座和后车座，所述前车座上用于安装一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴，所述后车座上用于安装另一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴；所述转向系统包括伸缩杆和连杆，所述伸缩杆的两端分别与所述前车座和后车座铰接，所述连杆的一端与所述前车座铰接，另一端与所述后车座固定连接，通过控制所述伸缩杆的伸缩，来控制所述行星架车轮的转向。其中，所述太阳轮的齿数与所述行星轮的齿数相同。其中，每个所述行星轮通过惰轮与所述太阳轮啮合。其中，所述行星架车轮的内侧中心固定设有行星架驱动齿轮，所述驱动轴两端固定设有驱动齿轮，所述行星架驱动齿轮与所述驱动齿轮啮合。其中，所述转向轴依次穿过所述行星架驱动齿轮、太阳轮，且延伸出所述太阳轮，所述行星架驱动齿轮通过轴承与所述转向轴连接，所述太阳轮通过键与所述转向轴连接。其中，所述卡爪沿所述卡爪本体的切线方向延伸，且每个所述卡爪的指向相同。其中，每个所述行星架车轮上的所述卡爪机构为4个，均布在所述行星架车轮上。其中，所述车轮驱动机构还包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴端固定连接有驱动电机齿轮，所述驱动轴的轴向固定设有驱动轴齿轮，所述驱动轴齿轮与所述驱动电机齿轮啮合；所述卡爪驱动机构还包括转向电机，所述转向电机的输出轴端固定连接有转向电机齿轮，所述转向轴的轴向固定设有转向轴齿轮，所述转向轴齿轮与所述转向电机齿轮啮合。其中，还包括支座，所述转向轴和所述驱动轴的两端分别穿过所述支座，并通过支座轴承与所述支座连接，所述支座通过连接件固定安装在所述前车座和所述后车座上。其中，所述转向轴的两端安装有紧固件，用于限定所述太阳轮的轴向向外运动，所述转向轴位于所述支座与所述行星架驱动齿轮之间设有挡片，所述太阳轮抵靠所述轴承的内圈，用于限定所述行星架驱动齿轮的轴向运动。其中，所述伸缩杆包括推杆外套和推杆，所述推杆可沿所述推杆外套轴向伸缩。(三)有益效果本专利技术提供的一种管道爬行机器人，卡爪机构固定设于行星轮上，且行星轮转动相应角度，卡爪能够改变指向。在跨越障碍物时，所述卡爪向前平伸，并保持指向不变，与障碍物的接触并挤压，增加附着力，更利于攀爬斜坡等障碍物。另一种运行方式，卡爪尖部作为支撑点，转向轴转动，卡爪随之转动，更利于翻越坡度较大的障碍物。另一方面，调整卡爪方向向下，增大车轮对市政管网内部接触面的附着力，有利于提高在泥泞管网内的移动性能。附图说明图1为本专利技术一种管道爬行机器人示意图；图2为本专利技术一种管道爬行机器人的轮系示意图；图3为本专利技术一种管道爬行机器人的驱动系统示意图；图4为本专利技术一种管道爬行机器人的转向系统示意图；图5为本专利技术一种管道爬行机器人的车身示意图；图6为本专利技术一种管道爬行机器人的车身A-A向剖面图；附图标记说明100-轮系；200-驱动系统；300-转向系统；400-车身；101-驱动齿轮；102-内轴承；103-外轴承；104-车轮驱动齿轮；105-卡爪；106-行星轮；107-螺栓；108-行星轮销轴；109-惰轮销轴；110-惰轮；111-行星架车轮；112-太阳轮；201-转向轴支座轴承；202-转向电机齿轮；203-转向轴齿轮；204-转向电机；205-转向轴；206-挡片；207-平键；208-螺栓；209-垫片；210-驱动轴支座轴承；211-驱动轴；212-转向电机支座；213-驱动电机；214-驱动电机支座；215-驱动电机齿轮；216-驱动轴齿轮；217-支座；218-紧定螺栓；301-销钉1；302-垫片1；303-开口销1；304-推杆外套；305-推杆；306-开口销2；307-销钉2；308-垫片2；401-前车座；402-前车座左连杆；403-前车座右连杆；404-销轴；405-垫片；406-开口销；407-后车座右连杆；408-后车座左连杆；409-后车座；410-紧固螺栓。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：如图1所示，本专利技术的一种管道爬行机器人包括轮系100、驱动机构200、转向机构300和车身400。如图2所示，轮系100包括行星架车轮111，所述行星架车轮111外侧与所述行星架车轮111同轴设有太阳轮112，所述太阳轮112的四周设置有4个行星轮106，每个所述行星轮106与所述太阳轮112之间设有惰轮110，惰轮110与行星轮106和太阳轮112啮合，所述行星轮106的外表面通过四个螺栓107同轴设有卡爪机构105。4个卡爪机构105、惰轮110、太阳轮112与行星架车轮111组成的轮系100构成内“十”字、外圆的结构。所述行星轮转动带动所述卡爪转动，用于在行驶过程中跨越本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道爬行机器人，其特征在于，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；所述轮系包括行星架车轮，所述行星架车轮外侧与所述行星架车轮同轴设有太阳轮，所述太阳轮的四周设置有多个行星轮，每个所述行星轮与所述太阳轮啮合，所述行星轮的外表面同轴设有卡爪机构，所述卡爪机构包括与所述行星轮的外表面相匹配的卡爪本体以及沿所述卡爪本体的周向向外延伸的卡爪，由所述行星轮转动带动所述卡爪转动，用于在行驶过程中跨越障碍物；所述驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，所述车轮驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴的两端分别与对应的所述行星架车轮连接，所述卡爪驱动机构包括转向轴，所述转向轴与所述驱动轴并排设置，所述转向轴的两端分别与对应的所述行星架车轮上的所述太阳轮连接；所述车身包括前车座和后车座，所述前车座上用于安装一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴，所述后车座上用于安装另一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴；所述转向系统包括伸缩杆和连杆，所述伸缩杆的两端分别与所述前车座和后车座铰接，所述连杆的一端与所述前车座铰接，另一端与所述后车座固定连接，通过控制所述伸缩杆的伸缩，来控制所述行星架车轮的转向。

【技术特征摘要】
1.一种管道爬行机器人，其特征在于，包括：轮系、驱动系统、转向系统及车身；所述轮系包括行星架车轮，所述行星架车轮外侧与所述行星架车轮同轴设有太阳轮，所述太阳轮的四周设置有多个行星轮，每个所述行星轮与所述太阳轮啮合，所述行星轮的外表面同轴设有卡爪机构，所述卡爪机构包括与所述行星轮的外表面相匹配的卡爪本体以及沿所述卡爪本体的周向向外延伸的卡爪，由所述行星轮转动带动所述卡爪转动，用于在行驶过程中跨越障碍物；所述驱动系统包括车轮驱动机构和卡爪驱动机构，所述车轮驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴的两端分别与对应的所述行星架车轮连接，所述卡爪驱动机构包括转向轴，所述转向轴与所述驱动轴并排设置，所述转向轴的两端分别与对应的所述行星架车轮上的所述太阳轮连接；所述车身包括前车座和后车座，所述前车座上用于安装一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴，所述后车座上用于安装另一组所述驱动轴和其并排设置的转向轴；所述转向系统包括伸缩杆和连杆，所述伸缩杆的两端分别与所述前车座和后车座铰接，所述连杆的一端与所述前车座铰接，另一端与所述后车座固定连接，通过控制所述伸缩杆的伸缩，来控制所述行星架车轮的转向。2.根据权利要求1所述的管道爬行机器人，其特征在于，所述太阳轮的齿数与所述行星轮的齿数相同。3.根据权利要求2所述的管道爬行机器人，其特征在于，每个所述行星轮通过惰轮与所述太阳轮啮合。4.根据权利要求3所述的管道爬行机器人，其特征在于，所述行星架车轮的内侧中心固定设有行星架驱动齿轮，所述驱动轴两端固定设有驱动齿轮，所述行星架驱动齿轮与所述驱动齿轮啮合。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，王晓霖，肖文涛，王军防，余红梅，周中强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11