一种自适应变径多驱动轮式管道爬行装置，包括伸缩骨架、若干绕伸缩骨架的中轴分布的滚动支撑组件，伸缩骨架通过线性驱动机构连接前法兰盘与后法兰盘，其技术要点是：伸缩骨架上由第一至第三铰接点构成可压缩的变径连杆组件；第三铰接点上设有同时绕其摆动的第四铰接点和第一支撑点；第四铰接点上设有同时绕其摆动的第二支撑点和第三支撑点。可自动适应管道内径变化，对管道内壁压力可调节实现驱动力的变化，采用多个轮毂电机直接驱动，驱动效率高、行走速度快、用于管道内检测，可搭载多种检测传感器、专业摄像头，实现管道变形、表面腐蚀检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
自适应变径多驱动轮式管道爬行装置
[0001]本专利技术公开涉及管道检测的
，尤其涉及一种自适应变径多驱动轮式管道爬行装置，其主要适用于管道内检测。
技术介绍
[0002]管道被称为国家能源大动脉，对于保障国家能源供应具有重要意义。随着管道服役进入老龄化，由于腐蚀和应力作用，管道内部会出现各种类型的缺陷。因此，需要对管道进行定期的有效检测，及时排除缺陷，以减少管道破裂事故的发生。现有的管道机器人变径结构大多采用平行四边形结构，变径范围小并且变径方式比较僵硬不够灵活，过弯时可能存在个别驱动轮悬空，导致驱动能力下降。
[0003]现有的线性管道机器人，如申请公开号CN106996498A的专利技术专利申请公开“轮履串联式管道机器人”，如申请公开号CN111271543A的专利技术专利申请公开的“可变径管道机器人”，如申请公开号CN108662353A的专利技术专利申请公开的“变径管道机器人”，上述专利申请公开的技术方案通过驱动轮组件的整体向轴心缩进或推出的方式实现变径，但显然只能针对线性变径管道，而无法实现灵活“过弯”的动作。
[0004]为实现管道内的“过弯”，申请公开号CN105318141A的专利技术专利申请公开的“微型螺旋管道机器人”，该技术方案通过若干铰接串联的两端分别设有可旋转法兰盘的活动关节结构，在过弯时通过各滑轮组之间的“交错支撑”实现过弯的目的。
[0005]如申请公开号CN206637183U的技术专利公开的“转向可控的变径管道机器人”，其通过蛇形机构实现任意角度的弯折从而实现“过弯”动作。
[0006]如申请公开号CN112066155A的专利技术专利申请公开的“可差速支撑轮式管道机器人”，如申请公开号CN109140112A的专利技术专利申请公开的“管道机器人及管道检测系统”，上述技术方案虽然可在一定程度上通过电机驱动实现变径，但针对管道内复杂的管壁情况，需要配合精度较高的控制系统，才能实现变径调节，无法实现自适应，而零件增多则会显著增加控制难度、故障率与制造成本。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种自适应变径多驱动轮式管道爬行装置，解决了现有管道机器人需要适应管径变化的问题以及现有变径结构对称变径方式僵硬不灵活、过弯管时个别驱动轮悬空的问题，提高了机器人对管道直径的适应性以及机器人驱动能力。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：该自适应变径多驱动轮式管道爬行装置包括伸缩骨架、若干绕伸缩骨架的中轴分布的滚动支撑组件，伸缩骨架通过线性驱动机构连接前法兰盘与后法兰盘，其技术要点是：伸缩骨架上由第一至第三铰接点构成可压缩的变径连杆组件；第三铰接点上设有同时绕其摆动的第四铰接点和第一支撑点；第四铰接点上设有同时绕其摆动的第二支撑点和第三支撑点；
第一至第四铰接点、第一至第三支撑点均位于同一活动平面上。
[0009]进一步的，线性驱动机构为通过电机输出扭矩的丝杠、与丝杠配合的滑动螺母，第一或第二铰接点位于滑动螺母上。
[0010]进一步的，后法兰盘上设有里程记录组件。
[0011]本专利技术的优点及有益效果：整体技术方案上，通过多铰接点及多支撑点的协同配合，实现各支撑点完全支撑在管道内壁上，并通过在各支撑点上设置相互独立的驱动轮组件，有效提高了机器人对变径管道的适应能力，以及行驶过程中对管道内壁的附着力和支撑稳定性。具体结构上，通过丝杠螺母安装的受力传感器，多自由度支臂周向分布在变径机构的圆周，通过设置具有多个自由度的两级支臂，有效避免了驱动轮的悬空情况，实现对管道内壁压力可调节实现驱动力的变化和变径。
[0012]为解决对称结构变径方式僵硬不灵活的问题，通过设置可伸展的变径连杆机构，通过单电机即可实现机构整体的变径，通过一级支臂和二级支臂的“无动力”配合，实现自适应支撑。
[0013]为解决过弯管时个别驱动轮悬空的问题，各滚动支撑组件通过设置两铰接点的三个独立驱动轮，可在更广阔的弧度范围内实现各驱动轮所在支撑点的独立支撑。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的等轴侧视结构示意图。
[0015]图2为本专利技术主视结构示意图。
[0016]图3为本专利技术实施例装置支臂结构图。
[0017]图4为本专利技术的使用状态示意图。
[0018]图5为本专利技术的工作原理示意图。
[0019]图6为本专利技术的另一种使用状态示意图。
[0020]附图标记说明：1 伸缩骨架11 前法兰盘、12 后法兰盘、13 电机、14 丝杠、15 滑动螺母、16 变径连杆组件、17 中轴2 滚动支撑组件21 第一铰接点、22 第二铰接点、23 第三铰接点、24 第四铰接点、25 一级支臂、26 二级支臂、27 驱动轮271 第一支撑点、272 第二支撑点、273 第三支撑点3 里程记录组件4 管道内壁。
具体实施方式
[0021]以下结合图1~6，通过具体实施例详细说明本专利技术的内容。
[0022]实施例1如图1~4所示，该自适应变径多驱动轮式管道爬行装置包括伸缩骨架1、若干（本实施例以六个为例进行说明）绕伸缩骨架的中轴17分布的滚动支撑组件2，伸缩骨架1通过线
性驱动机构连接前法兰盘11与后法兰盘12。
[0023]后法兰盘12内通过电机座（附图未标记）固定电机13，在电机13的输出端衔接丝杠14一端，丝杠14另一端通过轴承座（附图未标记）限位在前法兰盘11内，丝杠14上配合设置滑动螺母15。变径连杆组件16主要包括一对连杆，连杆中部铰接作为第三铰接点23，变径连杆组件16铰接在前法兰盘11与滑动螺母15之间，从而在电机13驱动丝杠14带动滑动螺母15活动时实现第三铰接点23的平移，达到机构整体的缩径或扩径变化。滑动螺母15与变径连杆组件16之间设有压力传感器（附图未标记），用于调节支臂对管道内壁的压力，由于驱动轮与管道表面摩擦系数一定，所以通过调节压壁力，实现增大或减小爬行装置的驱动力。
[0024]本领域技术人员应当知晓的，在本专利技术构思的前提下，电机通过输出扭矩间接实现螺母的线性运动，针对这一技术特征的组合，公知常识中存在诸多等同替代方案，例如通过输出往复线性动力的推杆电机等，只要能够驱动滑动螺母靠近或远离前法兰盘，由于其解决的技术问题和技术效果基本相同，应当被认为是等同技术方案。而对于电机的安装位置，无论是安装在前法兰盘，还是安装在后法兰盘，并调整相应轴承座或电机座的位置亦能实现同样的功能，也应认为是等同技术方案。
[0025]滚动支撑组件2包括铰接在变径连杆组件16第三铰接点23上的一级支臂20，一级支臂20前端设置位于第一支撑点上的驱动轮，一级支臂20的后端设置位于第四铰接点24上的二级支臂26，二级支臂26的第二支撑点272和第三支撑点273上分别设置驱动轮。各驱动轮27上通过设置独立的轮毂驱动电机（图中未示出）提供动力。
[0026]为方便记录机器人的行进里程与定位，在后法兰盘12的底部通过底座安装里程记录组件3，滚轮10与管道内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自适应变径多驱动轮式管道爬行装置，包括伸缩骨架、若干绕伸缩骨架的中轴分布的滚动支撑组件，伸缩骨架通过线性驱动机构连接前法兰盘与后法兰盘，其特征在于：伸缩骨架上由第一至第三铰接点构成可压缩的变径连杆组件；第三铰接点上设有同时绕其摆动的第四铰接点和第一支撑点；第四铰接点上设有同时绕其摆动的第二支撑点和第三支撑点；第一至第...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤银龙，宋华东，张军，李涛，宋云鹏，张文强，
申请(专利权)人：国机传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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