一种驱动轮带转向的管道机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种驱动轮带转向的管道机器人，包括第一中心块、与第一中心块连接的第二中心块、与第二中心块连接的第三中心块、安装在第二中心块和第三中心块之间的滑动块、安装在滑动块的主动滑动机构和从动滑动机构；主动滑动机构包括第一连杆、与第二中心块铰接的第二连杆、与第一连杆和第二连杆铰接的主动水平杆、与滑动块和第二连杆铰接的主动弹力杆、安装在主动水平杆上的转向组件、与转向组件连接的主动轮组件；从动滑动机构包括第三连杆、与第二中心块铰接的第四连杆、与第三连杆和第四连杆铰接的从动水平杆、与滑动块和第四连杆铰接的从动弹力杆、安装在从动水平杆上的从动轮组件。本机器人可在3D立体型管道内运行，属于机器人的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动轮带转向的管道机器人
本专利技术涉及机器人的
，尤其涉及一种驱动轮带转向的管道机器人。
技术介绍
管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用，为了提高管道寿命、防止泄露等事故的发生，必须对管道进行有效的检测维护。在人工检测方式存在诸多缺点的情况下，管道检测机器人作为一种有效的管道检测设备，得到了越来越多的应用。现有的管道机器人大多考虑的是通过平面类型管道的L型和T型弯管，鲜有考虑通过3D立体型管道的情况。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种驱动轮带转向的管道机器人，使其能够根据3D立体型管道的走向主动在管道内调整姿态，改变驱动轮的转弯方向，顺利通过3D立体型管道的L型和T型等复杂弯管。本驱动轮带转向的管道机器人结构较简单、易于控制。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种驱动轮带转向的管道机器人，包括第一中心块、与第一中心块固定连接的第二中心块、与第二中心块固定连接的第三中心块、滑动式安装在第二中心块和第三中心块之间的滑动块、均安装在滑动块的主动滑动机构和从动滑动机构；主动滑动机构包括与第一中心块铰接的第一连杆、与第二中心块铰接的第二连杆、两端分别与第一连杆和第二连杆铰接的主动水平杆、两端分别与滑动块和第二连杆铰接的主动弹力杆、安装在主动水平杆上的转向组件、与转向组件输出端连接的主动轮组件；从动滑动机构包括与第一中心块铰接的第三连杆、与第二中心块铰接的第四连杆、两端分别与第三连杆和第四连杆铰接的从动水平杆、两端分别与滑动块和第四连杆铰接的从动弹力杆、安装在从动水平杆上的从动轮组件。进一步的是：第一中心块和第二中心块之间设有第一连接轴，第一连接轴的两端分别固定在第一中心块和第二中心块上，第二中心块和第三中心块之间设有丝杠和第二连接轴，丝杠的两端分别转动式安装在第二中心块和第三中心块上，第二连接轴的两端分别固定在第二中心块和第三中心块上，滑动块上设有导向孔和螺纹孔，滑动块通过螺纹孔套在丝杠上，滑动块通过导向孔套在第二连接轴上。通过控制滑动块移动实现管道机器人变径，能够适用于不同大小的管道。进一步的是：驱动轮带转向的管道机器人还包括安装在第一连接轴上的变径驱动电机；变径驱动电机的输出端与丝杠固定连接。变径驱动电机控制丝杠转动，从而间接控制管道人实现变径。进一步的是：转向组件包括安装在主动水平杆上的转向电机、与电机输出端固定连接的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮；第二齿轮的输出端与主动轮组件固定连接。转向电机通过转向电机控制主动轮组件转向，管道机器人可以根据管道方向的变化实现变向。进一步的是：主动轮组件包括与第二齿轮的输出端固定连接的轮架、安装在轮架上的主动电机、与主动电机输出端固定连接的第一链轮、转动式安装在轮架上的主动轮、与主动轮的轮轴固定连接的第二链轮、套在第一链轮和第二链轮上的链条。主动轮组件提供动力，带动整个管道机器人滑行。进一步的是：主动滑动机构还包括固定在主动水平杆上的辅助滑动组件；辅助滑动组件包括固定安装在主动水平杆上的第一外柱、滑动式安装在第一外柱上的滑杆、固定在滑杆上的第二外柱、安装在第二外柱上的第一万向球轮、套在滑杆上的第一弹簧；第一外柱的内部设有第一滑孔和第二滑孔，滑杆的一端依次穿过第二滑孔和第一滑孔，滑杆一端的末端通过限位螺母滑动式安装在第一滑孔内，滑杆上固套有限位块，滑杆通过限位块滑动式安装在第二滑孔内，第一弹簧的两端分别固定在第一外柱和第二外柱的外端面上。辅助滑动组件提高管道机器人快速滑行时候的稳定性，第一弹簧可以适应管道在一定范围内的大小的变化。进一步的是：从动轮组件包括固定在从动水平杆上的直杆、安装在直杆上的第二万向球轮。从动轮组件使得管道机器人可以在管道内平稳滑行，减少阻力。进一步的是：从动水平杆上还设有辅助滑动组件，辅助滑动组件的第一外柱固定在从动水平杆上。从动水平杆上也有辅助滑动组件，进一步提高管道机器人滑行时候的稳定性。进一步的是：主动弹力杆和从动弹力杆均包括与滑动块铰接的第一柱体、与第一柱体固定连接直轴、与直轴固定连接的第二柱体、套在直轴和第二柱体上的第二弹簧；第二柱体的一端设有外螺纹和调节螺母，第二柱体的另一端与第二连杆或第四连杆铰接，第二弹簧的两端分别与第一柱体的端面和调节螺母的端面接触。可以根据实际情况调节第二弹簧的伸缩能力，使机器人能自适应管径的微小变化。进一步的是：主动滑动机构和从动滑动机构均有若干个，若干个主动滑动机构和若干个从动滑动机构均沿着滑动块的圆周方向均匀分布。若干个主动滑动机构和若干个从动滑动机构均匀贴合在管道的内壁，使得管道机器人能够快速滑行。总的说来，本专利技术具有如下优点：一种驱动轮带转向的管道机器人，本专利技术不仅可以实现通过变径驱动电机驱动丝杠，通过滑动块来驱动主动滑动机构和从动滑动机构实现变径，使其能在竖直或者水平管道内紧压管壁产生一定的压力而工作；转向组件由转向电机间接驱动，使主动轮组件转向，进而使整个机器人绕管道轴线旋转调整其在管道内的姿态；每个主动轮组件采用单独的电机控制每个主动轮的转速。本专利技术专利能够顺利通过3D立体型管道的L型、T型弯道，本专利技术结构较简单，运行稳定，适应性强，这对于管道作业的自动化具有现实意义。附图说明图1是驱动轮带转向的管道机器人的结构示意图。图2是第一中心块、第二中心块、第三中心块、滑动块、丝杠、主动滑动机构的连接示意图。图3是第一中心块、第二中心块、第三中心块、滑动块、第一连杆、第二连杆、主动水平杆、主动弹力杆、丝杠、第三连杆、第四连杆、从动水平杆、从动弹力杆连接示意图。图4是转向组件和主动轮组件的结构示意图。图5是第一中心块、第二中心块、第三中心块、滑动块、丝杠、从动轮组件的连接示意图。图6是辅助滑动组件的结构示意图。图7是主动弹力杆或从动弹力杆的结构示意图。图8和图9是管道机器人调整姿态角的原理图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为第一中心块，2为第二中心块，3为第三中心块，4为滑动块，5为第一连杆，6为第二连杆，7为主动水平杆，8为主动弹力杆，9为转向组件，10为主动轮组件，11为第三连杆，12为第四连杆，13为从动水平杆，14为从动弹力杆，15为从动轮组件，16为第一连接轴，17为丝杠，18为第二连接轴，19为变径驱动电机，20为转向电机，21为第一齿轮，22为第二齿轮，23为轮架，24为主动电机，25为第一链轮，26为主动轮，27为第二链轮，28为链条，29为第一外柱，30为滑杆，31为第二外柱，32为第一万向球轮，33为第一弹簧，34为第一滑孔，35为第二滑孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：包括第一中心块、与第一中心块固定连接的第二中心块、与第二中心块固定连接的第三中心块、滑动式安装在第二中心块和第三中心块之间的滑动块、均安装在滑动块的主动滑动机构和从动滑动机构；主动滑动机构包括与第一中心块铰接的第一连杆、与第二中心块铰接的第二连杆、两端分别与第一连杆和第二连杆铰接的主动水平杆、两端分别与滑动块和第二连杆铰接的主动弹力杆、安装在主动水平杆上的转向组件、与转向组件输出端连接的主动轮组件；从动滑动机构包括与第一中心块铰接的第三连杆、与第二中心块铰接的第四连杆、两端分别与第三连杆和第四连杆铰接的从动水平杆、两端分别与滑动块和第四连杆铰接的从动弹力杆、安装在从动水平杆上的从动轮组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：包括第一中心块、与第一中心块固定连接的第二中心块、与第二中心块固定连接的第三中心块、滑动式安装在第二中心块和第三中心块之间的滑动块、均安装在滑动块的主动滑动机构和从动滑动机构；主动滑动机构包括与第一中心块铰接的第一连杆、与第二中心块铰接的第二连杆、两端分别与第一连杆和第二连杆铰接的主动水平杆、两端分别与滑动块和第二连杆铰接的主动弹力杆、安装在主动水平杆上的转向组件、与转向组件输出端连接的主动轮组件；从动滑动机构包括与第一中心块铰接的第三连杆、与第二中心块铰接的第四连杆、两端分别与第三连杆和第四连杆铰接的从动水平杆、两端分别与滑动块和第四连杆铰接的从动弹力杆、安装在从动水平杆上的从动轮组件。


2.按照权利要求1所述的一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：第一中心块和第二中心块之间设有第一连接轴，第一连接轴的两端分别固定在第一中心块和第二中心块上，第二中心块和第三中心块之间设有丝杠和第二连接轴，丝杠的两端分别转动式安装在第二中心块和第三中心块上，第二连接轴的两端分别固定在第二中心块和第三中心块上，滑动块上设有导向孔和螺纹孔，滑动块通过螺纹孔套在丝杠上，滑动块通过导向孔套在第二连接轴上。


3.按照权利要求2所述的一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：驱动轮带转向的管道机器人还包括安装在第一连接轴上的变径驱动电机；变径驱动电机的输出端与丝杠固定连接。


4.按照权利要求1所述的一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：转向组件包括安装在主动水平杆上的转向电机、与电机输出端固定连接的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮；第二齿轮的输出端与主动轮组件固定连接。


5.按照权利要求4所述的一种驱动轮带转向的管道机器人，其特征在于：主动轮组件包括与第二齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：文桂林，魏巍，刘杰，刘冰，陈梓杰，陈高锡，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44