一种管道内壁行走机器人制造技术

一种管道内壁行走机器人，包括前/后支撑行走组件及行走驱动执行组件；前/后支撑行走组件包括基架、支腿、滚轮、支撑调节舵机及三角凸轮；支撑调节舵机固装在基架上，三角凸轮同轴固装在舵机驱动轴上；三根支腿沿三角凸轮周向均布；支腿包括外/内支杆，外支杆上套装导向套筒，导向套筒与基架固连；外支杆内端与三角凸轮顶靠接触，外支杆上套装有弹簧，弹簧两端分别连接导向套筒和外支杆；内支杆部分杆体插装在空心外支杆内，内外支杆间设有定位锁紧螺钉；内支杆外表面设有标尺刻度线；内支杆最外端设置滚轮；行走驱动执行组件包括前/后行走执行舵机及前/后摆杆，前/后行走执行舵机的驱动轴之间由铰接的前/后摆杆传动连接。动轴之间由铰接的前/后摆杆传动连接。动轴之间由铰接的前/后摆杆传动连接。

【技术实现步骤摘要】
一种管道内壁行走机器人


[0001]本技术属于管道机器人
，特别是涉及一种管道内壁行走机器人。

技术介绍

[0002]随着社会的快速发展，各类管道在生产生活中的应用也越来越广泛，当管道投入使用后，不可避免的会出现一些故障，以往多由检修人员进入管道内进行检测和维修，不仅效率低下，而且管道内通常会产生一些对人体有害的气体，检修人员长时间在管道内作业，不可避免的会对身体健康带来一定危害。
[0003]为此，越来越多的可以替代人工完成管道内作业的机器人被研发出来，但整体来看这些已经研发的机器人，或多或少都存在一些局限性，例如有些机器人虽然功能完善，但结构复杂且维修困难，还有一些机器人虽然可以在管道内应用，但属于专用类型，且每种机器人只能适用于一种管径的管道，此外这些已研发的机器人普遍只能适用水平及缓倾斜的管道，对于陡倾管道以及垂直管道来说无法应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本技术提供一种管道内壁行走机器人，结构简单且容易维修，能够适应不同管径的管道，并且可以在陡倾管道以及垂直管道内应用。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种管道内壁行走机器人，包括前支撑行走组件、后支撑行走组件及行走驱动执行组件；所述前支撑行走组件和后支撑行走组件结构相同，均包括基架、支腿、滚轮、支撑调节舵机及三角凸轮；所述支撑调节舵机固装在基架上，所述三角凸轮同轴固装在支撑调节舵机的驱动轴上；所述支腿数量为三根，三根支腿沿三角凸轮周向均匀分布；所述支腿采用二级伸缩式结构，包括外支杆和内支杆，在所述外支杆上套装有导向套筒，外支杆相对于导向套筒具有轴向移动自由度，导向套筒固连在基架上；所述外支杆的内端为球面结构，外支杆内端与三角凸轮顶靠接触配合，在三角凸轮与导向套筒之间的外支杆上套装有弹簧，弹簧一端固连在导向套筒上，弹簧另一端固连在外支杆上；所述外支杆采用空心结构，所述内支杆的部分杆体插装在外支杆的中心孔内，在内支杆与外支杆之间设置有定位锁紧螺钉；在所述内支杆的杆体外表面设有标尺刻度线；所述滚轮安装在内支杆的最外端；所述行走驱动执行组件位于前支撑行走组件的基架与后支撑行走组件的基架之间。
[0006]所述行走驱动执行组件包括前行走执行舵机、后行走执行舵机、前摆杆及后摆杆；所述前行走执行舵机固装在前支撑行走组件的基架上；所述后行走执行舵机固装在后支撑行走组件的基架上；所述前摆杆的杆体前端与前行走执行舵机的驱动轴相固连，前摆杆的杆体后端与后摆杆的杆体前端相铰接，后摆杆的杆体后端与后行走执行舵机的驱动轴相固连。
[0007]本技术的有益效果：
[0008]本技术的管道内壁行走机器人，结构简单且容易维修，能够适应不同管径的
管道，并且可以在陡倾管道以及垂直管道内应用。
附图说明
[0009]图1为本技术的一种管道内壁行走机器人的立体图；
[0010]图2为本技术的一种管道内壁行走机器人的正视图；
[0011]图3为本技术的一种管道内壁行走机器人的俯视图；
[0012]图4为图2中A
‑
A剖视图；
[0013]图中，1—基架，2—支腿，21—外支杆，22—内支杆，23—导向套筒，24—弹簧，25—定位锁紧螺钉，26—标尺刻度线，3—滚轮，4—支撑调节舵机，5—三角凸轮，6—前行走执行舵机，7—后行走执行舵机，8—前摆杆，9—后摆杆。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的详细说明。
[0015]如图1～4所示，一种管道内壁行走机器人，包括前支撑行走组件、后支撑行走组件及行走驱动执行组件；所述前支撑行走组件和后支撑行走组件结构相同，均包括基架1、支腿2、滚轮3、支撑调节舵机4及三角凸轮5；所述支撑调节舵机4固装在基架1上，所述三角凸轮5同轴固装在支撑调节舵机4的驱动轴上；所述支腿2数量为三根，三根支腿2沿三角凸轮5周向均匀分布；所述支腿2采用二级伸缩式结构，包括外支杆21和内支杆22，在所述外支杆21上套装有导向套筒23，外支杆21相对于导向套筒23具有轴向移动自由度，导向套筒23固连在基架1上；所述外支杆21的内端为球面结构，外支杆21内端与三角凸轮5顶靠接触配合，在三角凸轮5与导向套筒23之间的外支杆21上套装有弹簧24，弹簧24一端固连在导向套筒23上，弹簧24另一端固连在外支杆21上；所述外支杆21采用空心结构，所述内支杆22的部分杆体插装在外支杆21的中心孔内，在内支杆22与外支杆21之间设置有定位锁紧螺钉25；在所述内支杆2的杆体外表面设有标尺刻度线26；所述滚轮3安装在内支杆22的最外端；所述行走驱动执行组件位于前支撑行走组件的基架1与后支撑行走组件的基架1之间。
[0016]所述行走驱动执行组件包括前行走执行舵机6、后行走执行舵机7、前摆杆8及后摆杆9；所述前行走执行舵机6固装在前支撑行走组件的基架1上；所述后行走执行舵机7固装在后支撑行走组件的基架1上；所述前摆杆8的杆体前端与前行走执行舵机6的驱动轴相固连，前摆杆8的杆体后端与后摆杆9的杆体前端相铰接，后摆杆9的杆体后端与后行走执行舵机7的驱动轴相固连。
[0017]下面结合附图说明本技术的一次使用过程：
[0018]首先根据管道的实际管径，对所有支腿2的长度进行调整，先松开定位锁紧螺钉25，解除内支杆22与外支杆21之间的限位，之后根据标尺刻度线26调节内支杆22的伸长量，使支腿2的长度与管道的管径相适配，最后旋紧定位锁紧螺钉25，恢复内支杆22与外支杆21之间的限位。
[0019]将机器人送入需要作业的管道内，首先启动后支撑行走组件的支撑调节舵机4，以驱动后支撑行走组件的三角凸轮5旋转，通过三角凸轮5的旋转运动，使外支杆21内端由三角凸轮5的峰谷段滑向三角凸轮5的峰顶段，进而带动后支撑行走组件的三根支腿2沿着导向套筒23向圆周侧移动，直到支腿2最外端的滚轮3顶紧管道内壁，此时后支撑行走组件与
管道内壁实现卡紧固定。
[0020]当后支撑行走组件与管道内壁处于卡紧固定状态后，启动前支撑行走组件的支撑调节舵机4，以驱动前支撑行走组件的三角凸轮5旋转，使外支杆21内端由三角凸轮5的峰顶段滑向三角凸轮5的峰谷段，在弹簧24的弹簧力作用下，带动前支撑行走组件的三根支腿2沿着导向套筒23向圆心侧移动，保证前支撑行走组件的三根支腿2不产生对管道内壁的径向顶撑力。
[0021]当前支撑行走组件的支撑状态调整好后，启动后行走执行舵机7，驱动后摆杆9逆时针旋转，直到后摆杆9与前摆杆8之间达到平直状态，在后摆杆9与前摆杆8之间变为平直状态的过程中，会带动前支撑行走组件整体向前移动一个步距。
[0022]当前支撑行走组件的向前移动一个步距后，启动前支撑行走组件的支撑调节舵机4，以驱动前支撑行走组件的三角凸轮5旋转，通过三角凸轮5的旋转运动，使外支杆21内端由三角凸轮5的峰谷段滑向三角凸轮5的峰顶段，进而带动前支撑行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道内壁行走机器人，其特征在于：包括前支撑行走组件、后支撑行走组件及行走驱动执行组件；所述前支撑行走组件和后支撑行走组件结构相同，均包括基架、支腿、滚轮、支撑调节舵机及三角凸轮；所述支撑调节舵机固装在基架上，所述三角凸轮同轴固装在支撑调节舵机的驱动轴上；所述支腿数量为三根，三根支腿沿三角凸轮周向均匀分布；所述支腿采用二级伸缩式结构，包括外支杆和内支杆，在所述外支杆上套装有导向套筒，外支杆相对于导向套筒具有轴向移动自由度，导向套筒固连在基架上；所述外支杆的内端为球面结构，外支杆内端与三角凸轮顶靠接触配合，在三角凸轮与导向套筒之间的外支杆上套装有弹簧，弹簧一端固连在导向套筒上，弹簧另一端固连在外支杆上；所述外支杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，王扬，闫周，张凤宇，于皓同，何美慧，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：新型
国别省市：