一种履带式油气管道机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种履带式油气管道机器人，包括变径机构、行走机构和电源筒，电源筒外侧设置有变径机构，变径机构的底端连接有行走机构，本实用新型专利技术结构新颖，通过主动曲柄、从动曲柄、同步盘、滑块、弹簧、连杆、长轴和轮基板组成变径机构，变径机构采用了平行四杆机构，相较于过去的履带式油气管道机器人的变径机构更加易于实现，通过齿轮、电机、电机轮、正履带轮、连接轴和轮子支架组成行走机构，位于轮基板内侧的电机提供动力，装配在同步盘的电源筒可装电池供给能源，避免了缆线的拖拽，增加了机器人移动的距离，以及行走机构的橡胶履带保证了在垂直管道时产生的摩擦力可以和重力相等。

A crawler type oil and gas pipeline robot

【技术实现步骤摘要】
一种履带式油气管道机器人
本技术涉及油气管道检测领域，具体为一种履带式油气管道机器人。
技术介绍
管道机器人一种是集驱动技术、传感器技术、控制技术以及信号处理技术与一体的智能化机电装置。主要用于油气管道的检测，可以防止油气管道发生泄漏，提高管道的使用寿命，保障了一线工作人员的生命安全，也提高了检测效率。由于油气管道运输距离较长，管道内部的空间大小有限，随着油气的流动内部的压力不稳定等因素，对管道机器人的环境的适应性、自身的稳定性、能源方面的供给等驱动特性提出了较高的要求，这些特性也是当前管道机器人相关研究的热点。目前大多数履带式油气管道机器人大多是基于小车的样式，履带式油气管道机器人是由轮式油气管道机器人改进而来。将轮式油气管道机器人用于前进的轮子替换成履带，增大轮子的牵引力，可以使管道机器人在短距离的管道检测中应用的范围更广，更好地实现越障功能。缺点在于履带式管道机器人在管道内管径的适应能力较为单一，不能对不同管径的管道进行检测，适用性差，并且履带式管道机器人能源供给大多采用缆线，极大的限制了管道机器人的移动距离，以及机器人行走时履带会使管道损伤，同时不能保证在垂直管道时产生的摩擦力可以和重力相等，使机器人在垂直方向的管道上行走不便。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本技术提供一种履带式油气管道机器人，有效的解决了现有履带式管道机器人在管道内管径的适应能力较为单一，不能对不同管径的管道进行检测，适用性差，以及履带式管道机器人能源供给大多采用缆线，极大的限制了管道机器人的移动距离，以及机器人行走时履带会使管道损伤，同时不能保证在垂直管道时产生的摩擦力可以和重力相等，使机器人在垂直方向的管道上行走不便的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：包括变径机构、行走机构和电源筒，电源筒外侧设置有变径机构，变径机构的底端连接有行走机构；所述变径机构包括主动曲柄、从动曲柄、同步盘、滑块、连杆、长轴、轮基板和弹簧，电源筒一侧装配有同步盘，同步盘的一侧设置有滑块，滑块在第一支撑板与第二支撑板之间，同步盘和第二支撑板之间有套在长轴的弹簧，长轴贯穿滑块和同步盘，第一支撑板与轮基板之间通过从动曲柄连接，第二支撑板与轮基板之间通过主动曲柄连接，滑块的一侧通过连杆与主动曲柄的中部连接；所述行走机构包括齿轮、电机、橡胶履带、连接轴和轮子支架，轮子支架的两端均设置有电机，电机的一端连接有齿轮，齿轮呈两排对称分布，相邻的两个齿轮之间啮合连接，对称的两个齿轮之间通过连接杆连接，齿轮的外侧啮合连接有橡胶履带。2、根据以上方案，所述主动曲柄、从动曲柄、连杆、长轴、轮基板、轮子支架和弹簧的数量均为三个，三个轮基板呈120°分布在径向圆周范围内。3、根据以上方案，所述齿轮的数量为三十个，电机的数量为六个，轮子支架与轮基板之间通过螺栓固定连接。4、根据以上方案，所述电源筒2装配在同步盘7一侧。5、根据以上方案，所述电机与齿轮之间通过传动轴连接。6、根据以上方案，所述弹簧套在长轴上，并在第二支撑板和同步盘之间。7、根据以上方案，所述第一支撑板和第二支撑板均开设有管道检测元件安装孔洞。8、根据以上方案，所述第一支撑板和第二支撑板与长轴之间通过长轴连接孔连接。9、根据以上方案，所述第一支撑板与从动曲柄和第二支撑板与主动曲柄之间均通过曲柄安装孔连接。本技术结构新颖，通过主动曲柄、从动曲柄、同步盘、滑块、弹簧、连杆、长轴和轮基板组成变径机构，变径机构采用了平行四杆机构，相较于过去的履带式油气管道机器人的变径机构更加易于实现，通过齿轮、电机、橡胶履带、连接轴和轮子支架组成行走机构，位于轮基板内侧的电机提供动力，装配在同步盘的电源筒可装电池供给能源，避免了缆线的拖拽，增加了机器人移动的距离，行走机构的橡胶履带在管道内有较大的摩擦力，可以避免行走时履带对管道的损伤，同时，橡胶履带也保证了在垂直管道时产生的摩擦力可以和重力相等，使机器人可以在垂直方向的管道上行走。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术整体结构示意图。图2是本技术的行走机构的结构示意图。图3是本技术的变径机构的安装结构示意图。图4是本技术第一支撑板的结构示意图。具体实施方式下面结合附图1-3对本技术的具体实施方式做进一步详细说明。实施例一，由图1、图2和图3给出，本技术包括变径机构、行走机构和电源筒2，电源筒2外侧设置有变径机构，变径机构的底端连接有行走机构；变径机构包括主动曲柄5、从动曲柄6、同步盘7、滑块8、连杆9、长轴10、轮基板11和弹簧16，电源筒2一侧装配有同步盘7，同步盘7的一侧设置有滑块8，滑块8在第一支撑板1与第二支撑板3之间，同步盘7和第二支撑板3之间有套在长轴10的弹簧16，长轴10贯穿滑块8和同步盘7，第一支撑板1与轮基板11之间通过从动曲柄5连接，第二支撑板3与轮基板11之间通过主动曲柄5连接，滑块8的一侧通过连杆9与主动曲柄5的中部连接，使用时在机器人进入管道时，位于机器人长轴上的弹簧16一直处于压缩状态，通过弹簧16的压缩推动滑块8推动连杆9，再由连杆9带动主动曲柄5来改变主动曲柄5和从动曲柄6的水平方向的角度，使机器人的行走机构紧贴在管道内壁上，平行四杆机构的优势可以使处于轴向的弹簧的推力通过平行四杆机构转换为径向的对管道内壁的支撑力，因此此机构更适合作变径机构；行走机构包括齿轮4、电机15、橡胶履带13、连接轴14和轮子支架12，轮子支架12的两端均设置有电机15，电机15的一端连接有齿轮4，齿轮4呈两排对称分布，相邻的两个齿轮4之间啮合连接，对称的两个齿轮4之间通过连接杆14连接，齿轮4的外侧啮合连接有橡胶履带13，使用时轮子支架12内的电机15有两个，置于轮子支架12的两端，机器人行走时行走机构的橡胶履带13因受到变径机构弹簧16的推力转换的支撑力与管道内壁贴紧，机器人主要靠电机15提供的动力实现机器人的移动，在机器人移动时，电机15会提供一个与运动方向同向的力，使行走机构的电机轮4向前移动，带动橡胶履带13和齿轮4向前移动，通过连接杆14便于使整体更加稳定和方便齿轮4的转动，当该管道机器人在垂直方向的管道内移动时，其变径机构可以提供足够大的对管道内壁的压力，使行走机构的橡胶履带13在管道内有较大的摩擦力，可以避免行走时履带对管道的损伤，同时使机器人的摩擦力在管径适应范围内不会因其自身重力而在管道内下滑或者无法爬上垂直方向的管道，而电机15可以提供足够大的驱动力来克服机器人在紧靠垂直方向上的管道所受到的重力、摩擦力等各种阻力，进而实现该机器人在垂直方向的管道内壁上的上升或者下降。实施例二，在实施例一的基础上，主动曲柄、从动曲柄、连杆、长轴、轮基板、轮子支架、弹簧、的数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种履带式油气管道机器人，其特征在于：包括变径机构、行走机构和电源筒(2)，电源筒(2)外侧设置有变径机构，变径机构的底端连接有行走机构；/n所述变径机构包括主动曲柄(5)、从动曲柄(6)、同步盘(7)、滑块(8)、连杆(9)、长轴(10)、轮基板(11)和弹簧(16)，电源筒(2)一侧装配有同步盘(7)，同步盘(7)的一侧设置有滑块(8)，滑块(8)在第一支撑板(1)与第二支撑板(3)之间，同步盘(7)和第二支撑板(3)之间有套在长轴(10)的弹簧(16)，长轴(10)贯穿滑块(8)和同步盘(7)，第一支撑板(1)与轮基板(11)之间通过从动曲柄(6)连接，第二支撑板(3)与轮基板(11)之间通过主动曲柄(5)连接，滑块(8)的一侧通过连杆(9)与主动曲柄(5)的中部连接；/n所述行走机构包括齿轮(4)、轮子支架(12)、橡胶履带(13)、连接轴(14)和电机(15)，轮子支架的两端均设置有电机(15)，电机(15)的一端连接有齿轮(4)，齿轮(4)呈两排对称分布，相邻的两个齿轮(4)之间啮合连接，对称的两个齿轮(4)之间通过连接杆连接，齿轮(4)的外侧啮合连接有橡胶履带(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种履带式油气管道机器人，其特征在于：包括变径机构、行走机构和电源筒(2)，电源筒(2)外侧设置有变径机构，变径机构的底端连接有行走机构；
所述变径机构包括主动曲柄(5)、从动曲柄(6)、同步盘(7)、滑块(8)、连杆(9)、长轴(10)、轮基板(11)和弹簧(16)，电源筒(2)一侧装配有同步盘(7)，同步盘(7)的一侧设置有滑块(8)，滑块(8)在第一支撑板(1)与第二支撑板(3)之间，同步盘(7)和第二支撑板(3)之间有套在长轴(10)的弹簧(16)，长轴(10)贯穿滑块(8)和同步盘(7)，第一支撑板(1)与轮基板(11)之间通过从动曲柄(6)连接，第二支撑板(3)与轮基板(11)之间通过主动曲柄(5)连接，滑块(8)的一侧通过连杆(9)与主动曲柄(5)的中部连接；
所述行走机构包括齿轮(4)、轮子支架(12)、橡胶履带(13)、连接轴(14)和电机(15)，轮子支架的两端均设置有电机(15)，电机(15)的一端连接有齿轮(4)，齿轮(4)呈两排对称分布，相邻的两个齿轮(4)之间啮合连接，对称的两个齿轮(4)之间通过连接杆连接，齿轮(4)的外侧啮合连接有橡胶履带(13)。


2.根据权利要求1所述的一种履带式油气管道机器人，其特征在于，所述主动曲柄(5)、从动曲柄(6)、连杆(9)、长轴(10)、轮基板(11)、轮子支架(12)、弹簧(16)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺一烜，何文，周金格，马搏远，郑登华，付艾，张星，柏孟杰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51