一种可变径管道机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可变径管道机器人，包括机身主体，机身主体通过支撑机构与移动机构连接，支撑机构的底部与主动调径机构铰接连接，主动调径机构通过丝杆和光杆安装于机身主体上，支撑机构的顶部与移动机构铰接连接，主动调径机构通过调径伺服电机调整支撑机构的角度，进而实现移动机构的伸展收缩调整，机身主体上设置有用于驱动移动机构行走的驱动机构。本发明专利技术通过小孔径检测孔进入不同管径的管道内进行作业，适用范围广泛；采用异形齿轮的传动机构，使得管道机器人机体结构紧凑；通过主动调径机构保证移动机构履带与作业管道的支撑力，能够完成管道检测、清理、维护作业中稳定拖拽行走功能。

A variable diameter pipeline robot

【技术实现步骤摘要】
一种可变径管道机器人
本专利技术属于管道机器人
，具体涉及一种可变径管道机器人。
技术介绍
随着工业经济的发展，管道在工业生产和物料输送得到了广泛的应用。一些管道的工作环境恶劣，为了保证管道的安全使用，需要定期对管道内部进行缺陷检测、异物清理、焊口防腐等维护作业。由于管道长度较长且封闭，预留检测孔往往较小，采用人工检测效率低、清理困难、盲区多。管道机器人在操作人员的远程操纵下，通过携带检测和作业装置，可在复杂结构管道内进行高效的检测、清理、维护作业。管道机器人需要通过小检测孔进入孔径多变的复杂机构管道内，拖拽一种或多种作业组件进行工作。目前管道机器人往往只针对特定直径管道进行施工，无法适应直径多变的复杂管道环境。并且，目前管道机器人多采用轮式驱动，造成设备拖拽能力差、体积庞大、复杂环境适应性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可变径管道机器人，可适应不同直径管道并具备稳定强力拖拽行走能力。本专利技术采用以下技术方案：一种可变径管道机器人，包括机身主体，机身主体通过支撑机构与移动机构连接，支撑机构的底部与主动调径机构铰接连接，主动调径机构通过丝杆和光杆安装于机身主体上，支撑机构的顶部与移动机构铰接连接，主动调径机构通过调径伺服电机调整支撑机构的角度，进而实现移动机构的伸展收缩调整，机身主体上设置有用于驱动移动机构行走的驱动机构。具体的，驱动机构包括伺服电机，伺服电机的输出轴经联轴器与蜗杆驱动轴连接，蜗杆驱动轴与蜗杆角接触轴承转动连接，蜗杆驱动轴上设置有蜗杆，蜗杆的端部设置有轴承法兰，蜗杆上间隔设置有蜗轮，蜗轮通过蜗轮轴承与蜗轮轴连接。进一步的，机身主体包括前主体和后主体，伺服电机设置在后主体上，蜗轮轴和轴承法兰设置在前主体上。具体的，主动调径机构包括调径伺服电机，调径伺服电机安装在电机安装架上，调径伺服电机与机身主体通过皮带传动连接，丝杆设置在调径带轮上；与光杆上滑动设置的滑动环配合连接。进一步的，滑动环与支撑机构上设置的伸展推杆铰接连接，伸展推杆上设置有弹簧。具体的，支撑机构包括前支撑杆和后支撑杆，前支撑杆的一端与机身主体的前主体铰接连接，另一端与移动机构铰接连接；后支撑杆的一端与机身主体的后主体铰接连接，另一端与移动机构铰接连接，后支撑杆上设置有用于连接主动调径机构的伸展推杆。具体的，移动机构包括连接板，连接板的一端设置有履带驱动轴，另一端设置有履带从动轴，履带驱动轴的两端分别与履带驱动带轮和支撑机构的前支撑杆连接，履带从动轴的两端分别与履带从动带轮和支撑机构的后支撑杆连接，履带驱动带轮和履带从动带轮上啮合连接有履带。进一步的，连接板上设置有张紧轮和履带挡板，张紧轮用于张紧履带，履带挡板用于对履带进行限位。进一步的，履带驱动轴上设置有异形齿轮，并与驱动机构上设置的蜗轮外啮合，用于实现驱动机构与移动机构的啮合传动。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种可变径管道机器人，主动调径机构通过调径伺服电机调整支撑机构的角度，进而实现移动机构的伸展收缩调整，大大提高了机器人对不同直径管道的适应能力。并且调径机构简单紧凑，使得机器人可通过小检测孔进入到管道内部作业，通过主动调径机构的调整，保持移动机构履带与管道间的支撑力，能够实现稳定强力的拖拽行走功能。进一步的，主动调径机构通过调径伺服电机带动滑动环运动，调整支撑机构前支撑杆和后支撑杆角度，实现移动机构的伸展收缩调整。进一步的，移动机构履带组件增加张紧轮和挡板，避免了履带在工作过程中脱离同步带轮而产生故障。进一步的，驱动机构伺服电机安装于机身主体内部，可以保证机器人小体积的前提下提供较大的功率输出。进一步的，支撑机构采用弹簧，一方面减小了机器人的支撑力需求，另一方面增加了机器人移动的稳定性。进一步的，驱动机构与移动机构通过异形齿轮啮合传动，简化传动过程，缩减了机器人体积。综上所述，本专利技术通过小孔径检测孔进入不同管径的管道内进行作业，适用范围广泛；采用异形齿轮的传动机构，使得管道机器人机体结构紧凑；通过主动调径机构保证移动机构履带与作业管道的支撑力，能够完成管道检测、清理、维护作业中稳定拖拽行走功能。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术机身主体结构示意图；图3为本专利技术驱动机构整体结构示意图；图4为本专利技术主动调径整体结构示意图；图5为本专利技术支撑机构整体结构示意图；图6为本专利技术移动机构整体结构示意图。其中：1.机身主体；2.驱动机构；3.主动调径机构；4.支撑机构；5.移动机构；11.前主体；12.后主体；21.伺服电机；22.联轴器；23.蜗杆驱动轴；24.蜗杆；25.蜗杆角接触轴承；26.轴承法兰盖；27.蜗轮；28.蜗轮轴；29.蜗轮轴承；31.调径伺服电机；32.电机安装架；33.调径带轮；34.皮带；35.丝杠；36.光杆；37.滑动环；41.前支撑杆；42.后支撑杆；43.伸展推杆；44.弹簧；51.异形齿轮；52.履带驱动轴；53.履带驱动带轮；54.履带从动轴；55.履带从动带轮；56.连接板；57.履带；58.张紧轮；59.履带挡板。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”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。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。请参阅图1，本专利技术一种可变径管道机器人，包括机身主体1、驱动机构2、主动调径机构3、支撑机构4和移动机构5。驱动机构2安装于机身主体1上，用于驱动移动机构5行走，主动调径机构3通过丝杆35和光杆36安装于机身主体1上，支撑机构4的底部与主动调径机构3铰接连接，支撑机构4的顶部与移动机构5铰接连接，主动调径机3通过调径伺服电机31调整支撑机构4的角度，进而实现移动机构5的伸展收缩调整。请参阅图2，机身主体1包括前主体11和后主体12，前主体11通过螺钉与后主体12连接，每个前主体11上间隔设置有三个用于安装支撑机构4的卡槽。请参阅图3，驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变径管道机器人，其特征在于，包括机身主体(1)，机身主体(1)通过支撑机构(4)与移动机构(5)连接，支撑机构(4)的底部与主动调径机构(3)铰接连接，主动调径机构(3)通过丝杆(35)和光杆(36)安装于机身主体(1)上，支撑机构(4)的顶部与移动机构(5)铰接连接，主动调径机构(3)通过调径伺服电机(31)调整支撑机构(4)的角度，进而实现移动机构(5)的伸展收缩调整，机身主体(1)上设置有用于驱动移动机构(5)行走的驱动机构(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变径管道机器人，其特征在于，包括机身主体(1)，机身主体(1)通过支撑机构(4)与移动机构(5)连接，支撑机构(4)的底部与主动调径机构(3)铰接连接，主动调径机构(3)通过丝杆(35)和光杆(36)安装于机身主体(1)上，支撑机构(4)的顶部与移动机构(5)铰接连接，主动调径机构(3)通过调径伺服电机(31)调整支撑机构(4)的角度，进而实现移动机构(5)的伸展收缩调整，机身主体(1)上设置有用于驱动移动机构(5)行走的驱动机构(2)。


2.根据权利要求1的可变径管道机器人，其特征在于，驱动机构(2)包括伺服电机(21)，伺服电机(21)的输出轴经联轴器(22)与蜗杆驱动轴(23)连接，蜗杆驱动轴(23)与蜗杆角接触轴承(25)转动连接，蜗杆驱动轴(23)上设置有蜗杆(24)，蜗杆(24)的端部设置有轴承法兰(26)，蜗杆(24)上间隔设置有蜗轮(27)，蜗轮(27)通过蜗轮轴承(29)与蜗轮轴(28)连接。


3.根据权利要求2的可变径管道机器人，其特征在于，机身主体(1)包括前主体(11)和后主体(12)，伺服电机(21)设置在后主体(12)上，蜗轮轴(28)和轴承法兰(26)设置在前主体(11)上。


4.根据权利要求1的可变径管道机器人，其特征在于，主动调径机构(3)包括调径伺服电机(31)，调径伺服电机(31)安装在电机安装架(32)上，调径伺服电机(31)与机身主体(1)通过皮带(34)传动连接，丝杆(35)设置在调径带轮(33)上；与光杆(36)上滑动设置的滑动环(37)配合连接。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯祖仁，邱天奇，梁凯，赵林峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61