一种锥齿传动管道机器人的主体结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锥齿传动管道机器人的主体结构，包括支架和两个驱动装置，以及固设在支架上的控制器；每个驱动装置包括驱动滚筒和两个驱动滚轮；每个驱动滚轮包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一连接件和滚轮，第一锥齿轮的一端沿轴线方向外凸起延伸形成凸台，凸台的中心沿轴线方向开设有贯穿第一锥齿轮的第一通孔；第一连接件与第一转轴固连，第一转轴上转动套设第二锥齿轮和滚轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与滚轮同轴固连，第二锥齿轮的半径小于滚轮的半径。通过设计成采用锥齿传动的结构，且第一锥齿轮和第二锥齿轮的齿数比为1:(1.5～5)，该齿数比，具有较大扭矩，增强驱动力，保证管道机器人能够稳定的运动。

The Main Structure of a Pipeline Robot with Conical Tooth Transmission

【技术实现步骤摘要】
一种锥齿传动管道机器人的主体结构
本技术涉及一种锥齿传动管道机器人的主体结构。
技术介绍
市政管道环境非常恶劣，长期使用后容易发生腐蚀、疲劳破坏或者使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等，特别是水类管道，还容易堵塞等事故。因此管道的管内探测、清淤是一项十分重要的实用工程，目前管内探测、清污大多还采用人工进行操作，受管道尺寸、环境恶劣等因素限制，导致工作强度大、工作效率低，基于该问题，目前出现了管道机器人。现有的专利公开了一种管道机器人驱动装置，申请号：201810153336X，采用车轮—螺旋叶片滚筒—麦克纳姆轮，或者麦克纳姆轮—螺旋叶片滚筒—麦克纳姆轮组合作为驱动轮，能够应对管道中不同状况，适应性强。但是利用电机驱动麦克纳姆轮转动，带动管道机器人前进的速度缓慢，效率较低。且该管道机器人质量中，在水中运动时，浮力小。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种锥齿传动管道机器人的主体结构，解决现有技术中带动管道机器人前进的速度缓慢，效率较低，且该管道机器人质量中，在水中运动时，浮力小的技术问题。本技术为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种锥齿传动管道机器人的主体结构，包括支架和转动设置在支架上的两个驱动装置，以及固定设置在支架上的控制器；每个驱动装置包括驱动滚筒和设置在驱动滚筒两端的两个驱动滚轮；每个驱动滚轮包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一连接件和滚轮，第一锥齿轮的一端沿轴线方向外凸起延伸形成凸台，凸台的中心沿轴线方向开设有贯穿第一锥齿轮的第一通孔；第一连接件与第一转轴固连，第一转轴上转动套设第二锥齿轮和滚轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与滚轮同轴固连，第二锥齿轮的半径小于滚轮的半径；所述驱动滚筒包括内筒、转动套设置在内筒外部的外筒，以及固定设置在外筒外部的第一壳体，第一壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片；内筒中固定设置有电机；所述驱动滚筒水平放置时，螺旋叶片的下缘高于滚轮的下缘。螺旋叶片的下缘和滚轮的下缘的高度差为2-10mm。螺旋叶片的高度为1-5cm。所述电机与控制器之间电连接。当管道机器人在硬质介质上运动时，滚轮与地面接触，中间的螺旋叶片悬空，电机驱动第一锥齿轮转动，带动第二锥齿轮和滚轮转动，第一锥齿轮的齿数小于第二锥齿轮的齿数，所以扭矩大，锥齿传动扭动大，滚轮转动较快，不易打滑，驱动效果好。当管道机器人在软质介质上运动时，管道机器人因为重力作用会下陷，则滚轮和中间的螺旋叶片均与地面接触，电机驱动滚筒和滚轮一起转动，螺旋叶片转动，将淤泥等向后排出，使管道机器人向前移动，虽然此时管道机器人运动速度慢，但因为接触面积大，不会打滑；当管道机器人悬浮在水中时，螺旋叶片相当于螺旋桨，螺旋叶片转动向后排水驱动管道机器人前进。进一步改进，还包括第二壳体，控制器设置于第二壳体中，第二壳体通过螺钉与支架固定连接，且第二壳体的与支架设置有密封圈；所述第二壳体的前端设置有由透明材质制成的前挡板；前挡板的边缘与第二壳体及支架密封固连；支架的底部设置有流量传感器，流量传感器与控制器之间电连接。并且前挡板上密封设置有照明灯。所述第二壳体的腔体中设置有摄像头，摄像头与控制器之间电连接；机器人在管道中行进时，摄像头实时拍摄管道中的景象，并传送给地面上的上位机显示，便于直观的了解到管道内的实际情况，管道中环境复杂。因为管道机器人工作环境的特殊性，所以防水是整个机器人的关键所在，第二壳体也不例外，第二壳体中一旦进水，则控制器损坏。第二壳体起到保护、支撑控制器的作用。所述支架上设置有增加浮力第三壳体，第三壳体中填充中塑料泡沫材质，增加浮力，当管道中水较深时，机器人主体结构可以实现悬浮，快速推进。所述支架的底部固定设置有助力板，助力板包括的中部沿长度方向向下凹槽形成V字形的隔离组件，两个驱动装置分别位于隔离组件的两侧。通过设置助力板上的隔离组件，将两个驱动装置分别位于隔离组件的两侧，则机器人主体在管道中前进时，两侧驱动装置的螺旋叶片因转动而激起的泥浆、水被隔离组件隔开，减小能耗；另外V字形的隔离组件类似于船的底部，起到分水、导航的作用。进一步改进，所述支架、第二壳体、第三壳体以及助力板均为碳纤材质制成，质量轻，强度高。每个驱动装置的两个驱动滚轮的第二锥齿与滚轮的组合位于电机轴线的两侧，结构平衡，提高整体稳定性。进一步改进，在每个驱动装置中，所述电机的输出轴伸出内筒，且位于外筒中，沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰、电机盖和第二连接件，第一法兰、电机盖和第二连接件均为旋转体，第一法兰通过螺钉与内筒的第一端面连接，第一法兰的内壁与电机输出轴之间存在间隙，第一法兰的外周面与外筒内壁之间存在间隙；所述电机盖呈圆环状，电机盖通过螺钉与第一法兰固连，电机盖的内壁与电机输出轴之间存在间隙，电机盖的外周面与外筒内壁之间存在间隙。所述第二连接件通过第一推力轴承安装在电机盖上，第二连接件的外周面与外筒的内壁固连，且第二连接件的外周面与外筒的内壁之间设置有密封圈；第二连接件靠近电机一侧的端面中央沿轴线向外凸起并延伸形成第一柱状体，第一柱状体沿轴线开设有第一孔，电机输出轴插入第一孔中，电机输出轴通过键与第二连接件固连；第二连接件远离电机一侧的端面向外凸起并延伸形成第二柱状体，第二柱状体沿轴线向内凹陷形成第二孔，第二孔为阶梯孔，第二空中设置有第一深沟球轴承和第一限位件，其中第一限位件嵌设在第一深沟球轴承内，且与第一深沟球轴承的内圈固连，第一深沟球轴承抵靠在阶梯孔的台阶面上，其外圈与阶梯孔的内壁固连；第一限位件与第二转轴的一端固连。其中一个驱动滚轮的第一锥齿轮通过第一通孔密封转动套设在第二转轴上，第二柱状体的端部通过螺钉固定设置有第二端盖，第二端盖的中心开设有第二通孔，凸台插入第二通孔中，且第二端盖与第一锥齿轮密封固连。通过设置第一限位件与第二转轴固定连，且第二端盖抵靠在第一深沟球轴承的外端第一限位件随着第二转轴一起转动，防止第二转轴窜动，提高稳定性，且便于装配。所述第二转轴的另一端与穿过第一通孔后与第一连接件固连；第二转轴与第一转轴垂直设置，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。所述内筒远离电机输出轴的一端连接有第三端盖，第三端盖与内筒的端面密封固连，第三端盖的外端面中心部向外凸起并延伸形成空心轴，电机的电线从空心轴中穿出，电线与空心轴通过密封胶密封连接，空心轴上转动套设有第三连接件，第三连接件为旋转体，第三连接件的外周面与外筒的内壁密封固连。基于申请号：201710896483.1，名称：一种驱动滚筒的专利申请，以及申请号：201810153336X，名称：一种管道机器人驱动装置，申请人继续研究、反复试验，进行了改进，通过将电机输出轴通过键与第二连接件直接连接，第二连接件的外周面与外筒固连，电机与内筒固连，则电机驱动第二连接件转动，带动外筒转动，动力传递效率高，能量损耗小，保证外筒能够正常转动。同时，在第二连接件、第三连接件的外周面设置密封件，设置多道防水组件，提高防水密封性能，保证电机能正常工作。通过设置第一推力轴承，提高轴向载荷承载能力，增加整体结构稳定性，提高使用寿命。进一步改进，所述空心轴上沿轴向向外依次套设有第二推力轴承、隔片环、第二深沟球轴承、密封骨架和羊毛毡密封环。通过设置第二推力轴承，提高轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锥齿传动管道机器人的主体结构，其特征在于，包括支架和转动设置在支架上的两个驱动装置，以及固定设置在支架上的控制器；每个驱动装置包括驱动滚筒和设置在驱动滚筒两端的两个驱动滚轮；每个驱动滚轮包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一连接件和滚轮，第一锥齿轮的一端沿轴线方向外凸起延伸形成凸台，凸台的中心沿轴线方向开设有贯穿第一锥齿轮的第一通孔；第一连接件与第一转轴固连，第一转轴上转动套设第二锥齿轮和滚轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与滚轮同轴固连，第二锥齿轮的半径小于滚轮的半径；所述驱动滚筒包括内筒、转动套设置在内筒外部的外筒，以及固定设置在外筒外部的第一壳体，第一壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片；内筒中固定设置有电机；所述驱动滚筒水平放置时，螺旋叶片的下缘高于滚轮的下缘；所述电机与控制器之间电连接。

【技术特征摘要】
1.一种锥齿传动管道机器人的主体结构，其特征在于，包括支架和转动设置在支架上的两个驱动装置，以及固定设置在支架上的控制器；每个驱动装置包括驱动滚筒和设置在驱动滚筒两端的两个驱动滚轮；每个驱动滚轮包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一连接件和滚轮，第一锥齿轮的一端沿轴线方向外凸起延伸形成凸台，凸台的中心沿轴线方向开设有贯穿第一锥齿轮的第一通孔；第一连接件与第一转轴固连，第一转轴上转动套设第二锥齿轮和滚轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与滚轮同轴固连，第二锥齿轮的半径小于滚轮的半径；所述驱动滚筒包括内筒、转动套设置在内筒外部的外筒，以及固定设置在外筒外部的第一壳体，第一壳体的外周面沿其长度方向固定设置有螺旋叶片；内筒中固定设置有电机；所述驱动滚筒水平放置时，螺旋叶片的下缘高于滚轮的下缘；所述电机与控制器之间电连接。2.根据权利要求1所述的锥齿传动管道机器人的主体结构，其特征在于，还包括第二壳体，控制器设置于第二壳体中，第二壳体通过螺钉与支架固定连接，且第二壳体的与支架设置有密封圈；所述第二壳体的前端设置有由透明材质制成的前挡板；前挡板的边缘与第二壳体及支架密封固连；支架的底部设置有流量传感器，流量传感器与控制器之间电连接；所述第二壳体的腔体中设置有摄像头，摄像头与控制器之间电连接；所述支架上设置有增加浮力第三壳体，第三壳体中填充中塑料泡沫材质；所述支架的底部固定设置有助力板，助力板包括的中部沿长度方向向下凹槽形成V字形的隔离组件，两个驱动装置分别位于隔离组件的两侧。3.根据权利要求2所述的锥齿传动管道机器人的主体结构，其特征在于，所述支架、第二壳体、第三壳体以及助力板均为碳纤材质制成；每个驱动装置的两个驱动滚轮的第二锥齿与滚轮的组合位于电机轴线的两侧。4.根据权利要求1-3中任一项所述的锥齿传动管道机器人的主体结构，其特征在于，在每个驱动装置中，所述电机的输出轴伸出内筒，且位于外筒中，沿电机输出轴方向延伸依次同轴设置有第一法兰、电机盖和第二连接件，第一法兰、电机盖和第二连接件均为旋转体，第一法兰通过螺钉与内筒的第一端面连接，第一法兰的内壁与电机输出轴之间存在间隙，第一法兰的外周面与外筒内壁之间存在间隙；所述电机盖呈圆环状，电机盖通过螺钉与第一法兰固连，电机盖的内壁与电机输出轴之间存在间隙，电机盖的外周面与外筒内壁之间存在间隙；所述第二连接件通过第一推力轴承安装在电机盖上，第二连接件的外周面与外筒的内壁固连，且第二连接件的外周面与外筒的内壁之间设置有密封圈；第二连接件靠近电机一侧的端面中央沿轴线向外凸起并延伸形成第一柱状体，第一柱状体沿轴线开设有第一孔，电机输出轴插入第一孔中，电机输出轴通过键与第二连接件固连；第二连接件远离电机一侧的端面向外凸起并延伸形成第二柱状体，第二柱状体沿轴线向内凹陷形成第二孔，第二孔为阶梯孔，第二空中设置有第一深沟球轴承和第一限位件，其中第一限位件嵌设在第一深沟球轴承内，且与第一深沟球轴承的内圈固连，第一深沟球轴承抵靠在阶梯孔的台阶面上，其外圈与阶梯孔的内壁固连；第一限位件与第二转轴的一端固连；其中一个驱动滚轮的第一锥齿轮通过第一通孔密封转动套设在第二转轴上，第二柱状体的端部通过螺钉固定设置有第二端盖，第二端盖的中心开设有第二通孔，凸台插入第二通孔中，且第二端盖与第一锥齿轮密封固连；所述第二转轴的另一端与穿过第一通孔后与第一连接件固连；第二转轴与第一转轴垂直设置，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合；所述内筒远离电机输出轴的一端连接有第三端盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄保东，
申请(专利权)人：南京管科智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32