一种模块化管道机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种模块化管道机器人，包括驱动模块和作业模块，所述驱动模块包括驱动电机、驱动轮以及机架，驱动轮下方连接有驱动电机，驱动轮固定在铰链四杆结构的固定杆末端，铰链四杆结构与丝杆连接，多组铰链四杆结构相对错位设置连同驱动轮、驱动电机一起形成辐射状变径结构，驱动电机带动铰链四杆结构与丝杆运动使驱动轮产生径向位置收缩，所述作业模块包括多种，各自功能不同，执行任务时选择一种安装。本实用新型专利技术装置能够形成具备不同功能的管道机器人，当使用者需要执行多场景中的不同任务时，可以便捷选装合适的作业模块，不需要重新进行设计制造，降低研发设计成本的同时也满足了用户的多样化需求。时也满足了用户的多样化需求。时也满足了用户的多样化需求。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化管道机器人


[0001]本技术涉及一种管道机器人，尤其涉及一种包括多种模块、功能多变的管道机器人。

技术介绍

[0002]管道机器人作为一种高效可靠的自动化设备，可以代替人工完成工业管道的检测、喷涂、异物清理等维修维护作业，因此被广泛应用于天然气、城市给排水石油等领域。
[0003]目前市场已经出现了各种管道机器人，但是多数管道机器人具备特定的功能和结构，设计制造成型后，功能和结构是固定不可变的，当使用者有了新的使用需求时无法被满足，需要重新进行设计开发，影响用户体验的同时增加了设计成本。

技术实现思路

[0004]技术目的：本技术的目的是提供一种包括多种模块、功能多变的管道机器人。
[0005]技术方案：本技术装置包括驱动模块和作业模块，所述驱动模块包括驱动电机、驱动轮以及机架，驱动轮下方连接有驱动电机，驱动轮固定在铰链四杆结构的固定杆末端，铰链四杆结构与丝杆连接，多组铰链四杆结构相对错位设置连同驱动轮、驱动电机一起形成辐射状变径结构，驱动电机带动铰链四杆结构与丝杆运动使驱动轮产生径向位置收缩，所述作业模块包括多种，各自功能不同，执行任务时选择一种安装，根据实际情况作业模块通过法兰式万向连轴器与驱动模块连接，或者直接安装于驱动模块前端或后端。
[0006]进一步地，所述作业模块包括机械手执行器、视觉探测相机和光源、三维地理测绘模块以及打磨模块，各作业模块包括多种形式。
[0007]进一步地，所述万向连轴器包括十字轴、传动轴叉、卡环和固定盘，所述传动轴叉一端与固定盘连接，另一端与十字轴转动连接，十字轴上设置有卡环。
[0008]进一步地，所述万向连轴器与所述机架连接。
[0009]进一步地，所述驱动轮轮轴与铰链四杆结构连接，所述驱动电机安装于轮轴下方。
[0010]有益效果：本技术与现有技术相比，具有如下优点：能够形成具备不同功能的管道机器人，当使用者需要执行多场景中的不同任务时，可以便捷选装合适的作业模块，不需要重新进行设计制造，降低研发设计成本的同时也满足了用户的多样化需求。
附图说明
[0011]图1为本技术的驱动模块结构示意图；
[0012]图2为驱动模块与夹爪式机械手执行器连接的示意图；
[0013]图3为驱动模块与惯性定位三维测绘仪连接的示意图；
[0014]图4为驱动模块与盘形打磨模块连接的示意图；
[0015]图5为驱动模块与视觉探测相机连接的示意图；
[0016]图6为万向连轴器的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术的技术方案作进一步说明。
[0018]本技术包括驱动模块1和作业模块2，由于作业模块2考虑到多功能和多场景使用需要，对其进行了模块化设计，即作业模块2包括能够与驱动模块兼容组装的至少两种模块，功能各不相同，从而形成具备不同功能的管道机器人。
[0019]如图1所示，所述驱动模块1包括驱动电机14、驱动轮15以及机架13，所述驱动轮15采用橡胶材质，与动力系统直连，一对驱动轮15下方直接连接一个驱动电机14，驱动电机14和驱动轮15整体用来实现机器人的前进、后退等功能，驱动轮15固定在铰链四杆结构11末端，通过轮轴与铰链四杆结构11连接，驱动电机14安装于轮轴下方，铰链四杆结构11与丝杆16连接，多组铰链四杆结构11相对错位设置连同驱动轮15、驱动电机14一起形成辐射状变径结构，驱动电机14带动铰链四杆结构11与丝杆16运动使驱动轮1产生径向位置收缩。每组驱动轮15和铰链四杆结构11组成一个单元结构，3组单元呈120
°
轴向均匀分布，每组驱动轮15都可以实现单独驱动，并且变径结构可以对每组驱动轮15实现单独伸缩，提高避障和过弯能力。在整体机器人结构中，变径结构和驱动轮15构成一个大的模块，采用前后2组3+3的布局形式，前后两部分成对称分布。所述机架连接各作业模块2和提供支撑。
[0020]作业模块2是机器人的执行部件，携带各种工具完成管道内部检测、异物清理等任务，所述作业模块2包括机械手执行器21、三维地理测绘模块22、打磨模块23以及视觉探测相机和光源24：
[0021]所述机械手执行器21设置于所述驱动模块1的前端或后端，从工作原理和类型上划分，机械手执行器可以是但不限于夹爪式、夹板式、磁吸式、气吸式等，具体可根据实际需要进行选择使用，如图2所示为夹爪式机械手执行器连接示意图；
[0022]所述三维地理测绘模块22通过万向连轴器3与驱动模块1连接，从工作原理和类型上划分，可以是但不限于电磁管线仪、探地雷达、惯性定位测量仪等，具体可根据实际需要进行选择使用，如图3所示为惯性定位三维测绘仪连接示意图；
[0023]所述打磨模块23通过万向连轴器3与驱动模块1连接，从工作原理和类型上划分，可以设置为盘形铣刀、三面刃铣刀、T型槽铣刀中任意一种，具体可根据实际需要进行选择使用，如图4所示为盘形打磨模块连接示意图；
[0024]所述视觉探测相机和光源22设置于所述驱动模块1的前端或后端，从工作原理和类型上划分，视觉探测相机可以是但不限于可见光(普通)相机、红外相机、紫外相机等，具体可根据实际需要进行选择使用，如图5为视觉探测相机连接示意图。
[0025]所述作业模块2根据实际情况通过法兰式万向连轴器3和驱动模块1连接，或者直接安装在驱动模块1的前端或后端机架13上，万向连轴器3一端与驱动模块1的机架13连接，另一端与作业模块2连接，所述万向连轴器3包括十字轴31、传动轴叉32、卡环33和固定盘34，所述传动轴叉32一端与固定盘34连接，另一端与十字轴31转动连接，十字轴31上设置有卡环33。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化管道机器人，其特征在于：包括驱动模块(1)和作业模块(2)，所述驱动模块(1)包括驱动电机(14)、驱动轮(15)以及机架(13)，驱动轮(15)下方连接有驱动电机(14)，驱动轮(15)固定在铰链四杆结构(11)的固定杆末端，铰链四杆结构(11)与丝杆(16)连接，多组铰链四杆结构(11)相对错位设置连同驱动轮(15)、驱动电机(14)一起形成辐射状变径结构，驱动电机(14)带动铰链四杆结构(11)与丝杆(16)运动使驱动轮(15)产生径向位置收缩，所述作业模块(2)包括多种，各自功能不同，执行任务时选择一种安装，作业模块(2)通过法兰式万向连轴器(3)与驱动模块(1)连接，或者直接安装于驱动模块(1)前端或后端。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞锦，王家豪，郭燕，唐家伟，赵海峰，汤凯，王吉霖，肖娴，孙雨婷，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：