一种适用于管道机器人的变径机构制造技术

一种适用于管道机器人的变径机构，其特征是包括主轴、凸轮推杆、驱动轮架联轴器及固定座、电动机、行走轮和凸轮；凸轮推杆连接凸轮以及驱动轮架，行走轮安装在驱动轮架的末端；凸轮的转动通过凸轮推杆带动驱动轮架的伸展与收缩。本实用新型专利技术变径机构占据空间小，能使管道机器人尺寸小型化；机构变径范围大，调节速度快；机构制造简单，成本较低；封闭性好，减少外部对机构本身的腐蚀，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管道机器人的变径机构
本技术涉及管道机器人领域，具体涉及一种适用于管道机器人的变径机构。
技术介绍
管道是一种在油气运输，城市给排水工程和大型中央空调通风等领域得到广泛运用的物料输送载体。然而管道在使用过程中容易受到各类外部成分影响，容易产生一系列的管道损坏与管道老化等问题，如管道破损、泄漏或者管道内部运送物质粘附沉积在管道内壁使得管道内部直径减小甚至堵塞等，如果不能定期地对管道进行检修与清理就可能引起重大安全事件从而造成人员伤亡与财产损失。管道机器人的出现与研发为管道的检修提供了全新的方法，在保证广大人民群众和操作人员的财产与人身安全的前提下，节约了维护成本和减少了因多次反复检修铺设而造成的材料浪费。目前国内市场中已有的空间多轮结构的管道机器人结构较为复杂，可控性和密封性较差，并且在适应不同管径方面的水平尚不成熟。大部分可以适应不同管径的管道机器人是通过机器人的滚轮与管壁紧贴，由连接的弹簧压紧与放松来自适应管径的变化。还有部分管道机器人的变径机构采用蜗轮蜗杆式、升降机式、丝杆螺母副式等方式，但上述传统方式也存在如机构复杂，制造成本高，变径范围小，结构封闭性差等问题，严重影响了管道机器人在工程项目中的使用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术上的缺陷，提供一种适用于管道机器人的新型的变径机构，适用于不同内径的管道，确保管道机器人在管道内稳定运动。本技术是通过以下技术方案实现的。本技术所述的一种适用于管道机器人的变径机构，包括主轴、凸轮推杆、驱动轮架联轴器及固定座、电动机、行走轮和凸轮。凸轮推杆连接凸轮以及驱动轮架，行走轮安装在驱动轮架的末端。凸轮的转动通过凸轮推杆带动驱动轮架的伸展与收缩达到变径的目的。所述的凸轮固定于主轴上，凸轮推杆连接在凸轮与驱动轮架之间，驱动轮架末端连接车轮，这样组成一组变径结构。根据管道机器人的结构不同，至少应布置六组所述的变径结构。所述的主轴通过联轴器与调节电机相连接，电动机将转动力传递给凸轮，凸轮将通过凸轮推杆带动驱动轮架的伸展与收缩。所述的驱动轮架末端设置的行走轮，使管道机器人通过车轮在管道内移动。所述的驱动轮架采用连杆结构，经过连杆机构的放大作用使行走轮拥有了较大的运动范围，增加了管道机器人在不同管径的管道中的适应能力。所述的电动机为步进电机。所述的联轴器为刚性联轴器。所述的凸轮为带有凹槽的凸轮。所述的凸轮推杆的末端可以嵌入凸轮的凹槽中，防止凸轮推杆在运动过程中脱落。本技术的有益效果是：本技术在传统变径机构的基础上，设计了一种结构更加简单，变径范围更大，机构封闭性更好的新型变径机构。本机构基于凸轮可准确实现给定运动规律的特点，利用凸轮与轮架机构相配合实现管道机器人适应不同管径的功能。管道机器人机身内部装有若干个凸轮机构，每个凸轮对应机身外部的轮架机构。当需要适应不同管径的管道时，本机构只需通过电动机，使安装在轴上的凸轮进行转动，即可实现轮架机构伸展或收缩的功能，以达到适应不同管径的管道的目的。该变径机构占据空间小，能使管道机器人尺寸小型化；机构变径范围大，调节速度快；机构制造简单，成本较低；封闭性好，减少外部对机构本身的腐蚀，使用寿命长。附图说明图1是本技术变径机构原理图。图2是本技术变径机构用于管道机器人的结构示意图。其中，1为主轴、2为凸轮推杆、3为驱动轮架、4为联轴器、5为电动机、6为固定座、7为行走轮、8为凸轮。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术进一步说明。如图1和图2所示，本技术提供一种适用于管道机器人的新型变径机构。以图1说明变径机构，图中左边为大管径管道的情况，右边为小管径管道下的情况。本技术包括主轴1、凸轮推杆2、驱动轮架3联轴器4及固定座6、电动机5、行走轮7和凸轮8。凸轮推杆2连接凸轮8以及驱动轮架3，行走轮7安装在驱动轮架3的末端。凸轮8的转动通过凸轮推杆2带动驱动轮架3的伸展与收缩达到变径的目的。所述的凸轮8固定于主轴1上，凸轮推杆2连接在凸轮8与驱动轮架3之间，驱动轮架3末端连接车轮，这样组成一组变径机构。根据管道机器人的结构，布置六组所述的变径结构。所述的主轴1通过联轴器4与调节电机5相连接，电动机5将转动力传递给凸轮8，凸轮8将通过凸轮推杆2带动驱动轮架3的伸展与收缩。所述的驱动轮架3末端设置的行走轮7，使管道机器人通过车轮在管道内移动。所述的驱动轮架3采用连杆机构，经过连杆机构的放大作用使行走轮7拥有了较大的运动范围，增加了管道机器人在不同管径的管道中的适应能力。所述的电动机5为步进电机。所述的联轴器4为刚性联轴器。所述的凸轮8为带有凹槽的凸轮。所述的凸轮推杆2的末端可以嵌入凸轮8的凹槽中，防止凸轮推杆2在运动过程中脱落。通过调节驱动轮架3和机身轴线的夹角θ即可适应大小不同的管径。本技术具体操作方式为：当管道机器人遇到前方管径减小或增大时，通过控制电动机5带动主轴1转动，使固定在主轴1上的凸轮8转动到合适位置，促使驱动轮架3收缩或伸长，使行走轮7紧贴管道内壁，此时调节电动机5停止转动，即完成适应前方管径的操作，达到自适应不同管径的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于管道机器人的变径机构，其特征是包括主轴、凸轮推杆、驱动轮架联轴器及固定座、电动机、行走轮和凸轮；凸轮推杆连接凸轮以及驱动轮架，行走轮安装在驱动轮架的末端；凸轮的转动通过凸轮推杆带动驱动轮架的伸展与收缩；所述的凸轮固定于主轴上，凸轮推杆连接在凸轮与驱动轮架之间，驱动轮架末端连接车轮，组成一组变径结构，且不少于六组；所述的主轴通过联轴器与调节电机相连接，电动机将转动力传递给凸轮；所述的驱动轮架采用连杆机构；所述的电动机为步进电机；所述的联轴器为刚性联轴器；所述的凸轮为带有凹槽的凸轮；所述的凸轮推杆的末端嵌入凸轮的凹槽中。

【技术特征摘要】
1.一种适用于管道机器人的变径机构，其特征是包括主轴、凸轮推杆、驱动轮架联轴器及固定座、电动机、行走轮和凸轮；凸轮推杆连接凸轮以及驱动轮架，行走轮安装在驱动轮架的末端；凸轮的转动通过凸轮推杆带动驱动轮架的伸展与收缩；所述的凸轮固定于主轴上，凸轮推杆连接在凸轮与驱动轮架...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓京，胡兆吉，田涛，王计辉，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西,36