蛇形机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种蛇形机器人(1)，包含一个或多个移动单元模块(2)，多个所述移动单元模块(2)之间铰接连接；所述移动单元模块(2)包含基体(3)与滚轮(5)，基体(3)的径向端面上形成有一个或多个转动安装面(8)，转动安装面(8)上设转轴(9)，滚轮(5)转动安装在转轴(9)上；多个滚轮(5)沿基体(3)的圆周方向和/或轴线方向布置。本发明专利技术所提供的蛇形机器人，由于滚轮采用偏置型的中心对称设计，极大地增大了空间利用率，使机器人能够更加容易进入内径较小的复杂曲线型弯管，并对其进行长距离有效探测。

snake robot

【技术实现步骤摘要】
蛇形机器人
本专利技术涉及机器人领域、检测设备领域，具体地，涉及一种蛇形机器人，特别是一种轮式多模块蛇形移动机器人。
技术介绍
复杂的曲线型管道广泛应用于工业领域，例如原油或化工原料输送管道、蒸汽发生器热交换管、坦克用火炮炮膛、航空航天飞行器散热或气流场控制管路等。由于管道工作条件恶劣，管内液体或气体一般为有害物，为防止管道损坏导致泄露，必须定期对管道系统进行检测，对整体的可靠性和安全性进行评估，对于某些要求严格的管道系统，不但需要对其内轮廓形貌、尺寸、内壁缺陷进行检测，还需要对整个管孔的空间分布等进行无损检测，以便对这些零部件的连续性、完整性、安全性进行总体的评价，从而判断是否符合正常安全运行要求。目前，管道的检测已经有许多成熟的技术，主要包括外部检测法和内部检测法，外部检测法如漏磁法、超声波法、涡流法等，内部测量法主要为内窥镜检测，对于某些特殊材料的管道或内嵌于其他物体之中的管道(如地下管道)，外部测量方法难以实施，必须采用内部检测法，一般采用柔性线材将探头引导进入管内，对于长度较大的管道进行内部检测，由于摩擦损耗，进入管道的长度受限，特别对于复杂曲线的管道，采用内部探测方法摩擦损耗更为严重，影响探测的距离，另外，对于小内径管道，采用普通的滚轮布置方式难以满足安装空间限制。因此，一种操作方便、探测距离长、适应于复杂曲线型小内径管道内部的移动装置亟待出现。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种蛇形机器人。根据本专利技术提供的蛇形机器人，包含一个或多个移动单元模块，多个所述移动单元模块之间铰接连接；所述移动单元模块包含基体与滚轮，基体的径向端面上形成有一个或多个转动安装面，转动安装面上设转轴，滚轮转动安装在转轴上；多个滚轮沿基体的圆周方向和/或轴线方向布置。优选地，位于基体轴线方向同一位置的多个滚轮构成一个轮组，所述基体上设置有一个或多个轮组。优选地，单个轮组中包含有多个中心对称布置的滚轮；滚轮中轴线相对基体中轴线发生偏移。优选地，所述转动安装面沿宽度延伸方向的两个端部分别形成第一界线、第二界线；所述滚轮位于第一界线内，并达到第二界线的外部。优选地，沿基体的轴线方向投影上，单个基体上所有滚轮的径向外侧位于同一圆周上。优选地，所述基体包含安装部与过渡部；安装部与过渡部交替连接，安装部与轮组在数量上相对应；安装部的径向端面上形成有所述转动安装面，相邻布置的两个转动安装面之间直接相连或通过设置的过渡面相连；沿基体的轴线方向投影上，相邻的两个安装部相互重叠或不重叠。优选地，单个基体上设置有两个轮组，单个轮组中包含有三个滚轮；沿基体的轴线方向投影上，单个基体上的六个滚轮中心对称布置。优选地，一个或多个所述移动单元模块上配设有驱动结构。优选地，所述移动单元模块之间通过以下任一种或任多种结构铰接：--虎克铰；--球铰。优选地，虎克铰包含的两个关节轴线相互垂直设置。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术所提供的蛇形机器人，由于滚轮采用偏置型的中心对称设计，极大地增大了空间利用率，使机器人能够更加容易进入内径较小的管道。2、本专利技术能够进入复杂曲线型弯管对其进行长距离有效探测。3、本专利技术中轮组的特殊布置方式，保证在移动过程中滚轮与管道内壁始终处于单点接触状态，避免了滑动摩擦，减小了摩擦力，使蛇形机器人能够长距离进入小内径的复杂曲线型管道。4、本专利技术易于制造，操作简单。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为蛇形机器人在管道中工作示意图；图2为蛇形机器人结构图；图3为蛇形机器人移动单元模块立体结构示意图；图4为蛇形机器人在管道中工作时横截面方向示意图；图5为移动单元模块基体正视图；图6为移动单元模块基体侧视图；图7为移动单元模块基体俯视图；图8为移动单元模块基体立体图。图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图2所示，本专利技术提供的蛇形机器人1，包含一个或多个移动单元模块2，多个所述移动单元模块2之间铰接连接；所述移动单元模块2包含基体3与滚轮5，基体3的径向端面上形成有一个或多个转动安装面8，转动安装面8上设转轴9，滚轮5转动安装在转轴9上；多个滚轮5沿基体3的圆周方向和/或轴线方向布置。优选地，多个所述移动单元模块2之间通过以下任一种或任多种结构铰接：虎克铰6、球铰。当用虎克铰6方式连接时，相邻的转动关节轴线呈一定夹角，进一步优选地，虎克铰6包含的两个关节轴线相互垂直设置。位于基体3轴线方向同一位置的多个滚轮5构成一个轮组4，所述基体3上设置有一个或多个轮组4。单个轮组4中包含有多个中心对称布置的滚轮5；滚轮5中轴线相对基体3中轴线发生偏移。如图3所示，所述转动安装面8沿宽度延伸方向的两个端部分别形成第一界线10、第二界线11；所述滚轮5位于第一界线10内，并达到第二界线11的外部。如图4所示，沿基体3的轴线方向投影上，单个基体3上所有滚轮5的径向外侧位于同一圆周上。所述基体3包含安装部12与过渡部13；安装部12与过渡部13交替连接，安装部12与轮组4在数量上相对应；安装部12的径向端面上形成有所述转动安装面8，相邻布置的两个转动安装面8之间直接相连或通过设置的过渡面相连；沿基体3的轴线方向投影上，相邻的两个安装部12相互重叠或不重叠。实施例中，单个基体3上设置有两个轮组4，单个轮组4中包含有三个滚轮5；沿基体3的轴线方向投影上，单个基体3上的六个滚轮5中心对称布置。优选地，一个或多个所述移动单元模块2上配设有驱动结构。进一步优选地，所述驱动结构设置在蛇形机器人1头部和尾部的移动单元模块2上。优选实施例：蛇形机器人1由多个移动单元模块2组成，移动单元模块2之间用万向关节或转动关节连接，通过万向关节或转动关节连接可以使移动单元模块2之间可以万向转动，以适应复杂曲线的管道7。在第一节移动单元模块2和最后一节移动单元模块2的滚轮5上加装驱动或外力推动，可以实现蛇形机器人1的自动进出管道7。蛇形机器人1中单个移动单元模块2包含位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛇形机器人(1)，其特征在于，包含一个或多个移动单元模块(2)，多个所述移动单元模块(2)之间铰接连接；/n所述移动单元模块(2)包含基体(3)与滚轮(5)，基体(3)的径向端面上形成有一个或多个转动安装面(8)，转动安装面(8)上设转轴(9)，滚轮(5)转动安装在转轴(9)上；/n多个滚轮(5)沿基体(3)的圆周方向和/或轴线方向布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种蛇形机器人(1)，其特征在于，包含一个或多个移动单元模块(2)，多个所述移动单元模块(2)之间铰接连接；
所述移动单元模块(2)包含基体(3)与滚轮(5)，基体(3)的径向端面上形成有一个或多个转动安装面(8)，转动安装面(8)上设转轴(9)，滚轮(5)转动安装在转轴(9)上；
多个滚轮(5)沿基体(3)的圆周方向和/或轴线方向布置。


2.根据权利要求1所述的蛇形机器人(1)，其特征在于，位于基体(3)轴线方向同一位置的多个滚轮(5)构成一个轮组(4)，所述基体(3)上设置有一个或多个轮组(4)。


3.根据权利要求2所述的蛇形机器人(1)，其特征在于，单个轮组(4)中包含有多个中心对称布置的滚轮(5)；
滚轮(5)中轴线相对基体(3)中轴线发生偏移。


4.根据权利要求3所述的蛇形机器人(1)，其特征在于，所述转动安装面(8)沿宽度延伸方向的两个端部分别形成第一界线(10)、第二界线(11)；
所述滚轮(5)位于第一界线(10)内，并达到第二界线(11)的外部。


5.根据权利要求2所述的蛇形机器人(1)，其特征在于，沿基体(3)的轴线方向投影上，单个基体(3)上所有滚轮(5)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦宝琛，岳义，刘嘉宇，龚泽宁，鲍科，关远航，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31