一种用于微小型管道探测机器人的运动结构以及探测机器人制造技术

本实用新型专利技术提供的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构以及探测机器人，包括六个腿部组件；每个腿部组件包括大腿和小腿，所述大腿和小腿之间通过电磁铁活动连接；所述小腿包括小腿套，所述小腿套的一端套装在电磁铁上，所述小腿套的自由端安装有棘爪和棘轮，所述棘爪和棘轮配合连接；本实用新型专利技术能够保证机器人在微型管道内的自由行走，很好地实现对管道情况的探测任务。道情况的探测任务。道情况的探测任务。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微小型管道探测机器人的运动结构以及探测机器人


[0001]本技术属于工业自动化
，具体涉及一种用于微小型管道探测机器人的运动结构以及探测机器人。

技术介绍

[0002]石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展，国家西气东输战略大力实施，各种管道作为一种重要的物料输送设施，得到了广泛应用。目前，针对大直径（D>100mm）管道的管道探测机器人的研究已经有很多，现有大直径管道机器人技术成熟，各公司产品大同小异，均采用模块化设计，管道机器人产品在技术上、外观上也很相似，这些产品针对状况较好的大直径管道可以顺利完成检测，受其尺寸和运动方式等因素阻碍，对杂物较多的小型管道则无能为力。相比较而言，针对小直径管道的微小型管道探测机器人的研究并不多见，仿生机器人的研究更少。
[0003]针对存在较多杂物的管道，现有的轮式、蠕动式等管道探测机器人不能很好的运行。而且现有的管道探测机器人体型较大，不能适应小管径管道。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种用于微小型管道探测机器人的运动结构以及探测机器人，解决了现有技术中存在的上述不足。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]本技术提供的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，包括六个腿部组件；每个腿部组件包括大腿和小腿，所述大腿和小腿之间通过电磁铁活动连接；
[0007]所述小腿包括小腿套，所述小腿套的一端套装在电磁铁上，所述小腿套的自由端安装有棘爪和棘轮，所述棘爪和棘轮配合连接。
[0008]优选地，所述大腿和电磁铁之间通过合页连接。
[0009]优选地，所述小腿套的内腔中设置有用于对电磁铁进行限位的卡环。
[0010]优选地，所述卡环上开设有安装槽，所述安装槽内配合安装有棘爪。
[0011]优选地，所述小腿套自由端的端部开设有卡槽，所述卡槽内配合安装有棘轮。
[0012]一种用于微小型管道探测机器人，包括所述的运动结构。
[0013]优选地，包括三个微型舵机，三个微型舵机依次连接；每个微型舵机上安装有两个对称布置的腿部组件。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]本技术提供的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，结构主体拥有六个大腿和六个小腿，三节支撑板，很好地模拟了蚂蚁的外在与步伐形态，具有良好的仿生性;通过大腿和电磁铁之间和合页连接，使得小腿能够根据管径的大小随意调整与大腿之间的角度，实现随意折合，能够适应小管径的要求；通过连接在微型电磁铁上的棘爪与棘轮内的齿轮，保证了机器人在正常行走状态下只能前进不能后退，只有通过对微型电磁铁的
控制，使棘爪提起，脱离与棘轮内齿轮的接触，机器人才可后退，运行稳定性较好。作为微小型探测机器人，其各个部件均采用微小型，例如微型舵机和微型电磁铁，均可保证机器人在微型管道内的自由行走，很好地实现对管道情况的探测任务，具有一定创新性。
附图说明
[0016]图1 本技术小腿剖视图；
[0017]图2 本技术整体结构正视图；
[0018]图3 本技术整体结构俯视图；
[0019]图4 本技术整体结构侧视图；
[0020]图5 本技术整体结构的等轴测图；
[0021]图6本技术腿部结构示意图；
[0022]图7本技术棘爪示意图；
[0023]图8本技术小腿部分零件的半剖图；
[0024]附图中：1
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中部支撑板；2
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微型舵机；3
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前后部支撑板；4
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舵机摇臂；5
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大腿；6，7
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两侧合页片；8
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电磁铁；9
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小腿套；10
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棘爪；11
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棘轮；12，13，14，15
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六角螺栓；16
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螺母；17
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轴承；18，19
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销轴；20
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皮筋
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0026]参见图1
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8，本技术提供的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，具体连接关系为：将三个微型舵机2分别通过六角螺栓14、15固定在中部支撑板1和前后部支撑板3上；中部支撑板1和前后部支撑板3通过销轴19连接。
[0027]每个微型舵机2上安装有两个对称布置的腿部组件。
[0028]所述腿部组件包括大腿5和小腿，所述小腿包括小腿套9和棘轮11。
[0029]大腿5通过舵机摇臂4和六角螺栓13固定在微型舵机2上；两侧合页片6、7通过六角螺栓12将大腿5与电磁铁8固定连接，皮筋20两端分别夹在合页片6与大腿5之间、合页片7与电磁铁8之间。
[0030]电磁铁8的自由端安装有小腿套9，所述小腿套9的内腔中有用于对电磁铁8进行限位的台阶。
[0031]所述台阶上开设有安装槽，所述安装槽内间隙配合棘爪10，棘爪10可以绕其圆柱轴旋转。
[0032]所述小腿套9自由端的端部开设有卡槽，所述卡槽内配合安装有销轴18，所述销轴18上套装有轴承17，所述棘轮11套装在轴承17上。
[0033]通过以上设计，采用六个大腿、六个小腿和三节支撑板的结构，很好地模拟了蚂蚁的外在与步伐形态，具有良好的仿生性。
[0034]为了解决运行的单向性，进行独特的结构创新：
[0035]通过间隙配合在小腿套9上的可旋转的棘爪10与棘轮11内的齿轮的配合，使得棘轮11只能顺时针转动。上紧连接两侧合页片6、7与大腿5和电磁铁8的六角螺栓12，以夹紧皮筋，皮筋绷紧使得小腿有向外伸展的趋势，使得棘轮11保持与管壁贴合，贴合后，若棘轮11
有逆时针运动的趋势，但是会因为棘爪10卡住棘轮11使整个机器人躯体向前运动，保证了机器人在正常行走状态下只能前进不能后退。需要后退时，接通电磁铁电源，使电磁贴8吸起模具钢3d打印出的棘爪10，使棘爪10与棘轮11脱离接触，棘轮11才能逆时针转动，机器人才可后退，运行稳定性较好。
[0036]本技术具体工作时：
[0037]舵机带动大腿5前后摆动，大腿5通过合页（两侧合页片6、7以及中间的轴）传动给小腿，如图6，带动小腿（电磁铁8、小腿套9、棘爪10、棘轮11、轴承17、销轴18）前后摆动，与此同时合页由于皮筋20紧绷，有合拢的趋势，使小腿整体有向外伸展的趋势，因此棘轮11可以保持与管壁贴合，当大腿5前摆时，棘轮11由于装在轴承17上发生滚动，使得小腿向前移动，当大腿5后摆时，棘爪10卡住棘轮11，棘轮11与管壁静摩擦，棘轮11静止不动，棘轮11带动整个机身前进。通过6个微型舵机2带动大腿5前后摆动，可以模拟蚂蚁的前进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，其特征在于，包括六个腿部组件；每个腿部组件包括大腿和小腿，所述大腿和小腿之间通过电磁铁(8)活动连接；所述小腿包括小腿套(9)，所述小腿套(9)的一端套装在电磁铁(8)上，所述小腿套(9)的自由端安装有棘爪(10)和棘轮(11)，所述棘爪(10)和棘轮(11)配合连接。2.根据权利要求1所述的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，其特征在于，所述大腿和电磁铁(8)之间通过合页连接。3.根据权利要求1所述的一种用于微小型管道探测机器人的运动结构，其特征在于，所述小腿套(9)的内腔中设置有用于对电磁铁(8)进行限位的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟豪，王晨曦，彭洪伟，杜福星，刘永生，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：