本发明专利技术公开了一种采用并联机构作为驱动行走机构的管内爬行器。其特征在于：包括上平台单元、下平台单元以及直线驱动器单元；上平台单元和下平台单元的结构相同，6组直线驱动器单元通过球铰连接于相向对称布置的上平台单元和下平台单元之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管。本发明专利技术将并联机构应用于管道机器人的驱动行走机构中，通过支撑腿足交替地支撑在管道内壁上，从而使上、下平台交替地为动静平台，配合直线驱动器交替地伸缩运动，使爬行器蠕动式地前进，具有较好的灵活度和大拖动力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种管道机器人领域中应用到基于并联机构的管内爬行器。
技术介绍
管道机器人作为ー种管内移动的智能载体，通常可携带各种检测仪器或作业工具完成管内的检测或其它作业任务。近几十年来，由于科研人员的不断努力创新，并伴随机电技术、计算机技术的进步，管道机器人的发展应用十分迅速，在石油、天然气、化工原料及市政给排水工程等各个方面发挥着重要的作用。特别是在石油生产特殊エ艺以及井下エ艺技术，对管道机器人技术提出了更多、更苛刻的技术要求，主要表现在能源供给问题、弯道通过性问题、拖动カ问题、极限空间结构设计等问题，其核心技术问题就是管道机器人的构型。现有的管道机器人，在用于石油生产特殊エ艺以及井下エ艺技术中时，往往不能满足灵活度和大拖动力的要求。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
给出的现有技术问题，本专利技术提出了ー种基于并联机构的管内爬行器，该种爬行器采用蠕动式前迸，应用于管道中时，具有较好的灵活度和大拖动力。本专利技术的技术方案为 该种基于并联机构的管内爬行器，包括上平台単元、下平台单元以及直线驱动器単元；上平台単元和下平台単元的结构相同，6组直线驱动器単元通过球铰连接于相向对称布置的上平台単元和下平台単元之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管； 其中，所述上平台単元和下平台単元的主体为平台零件，其上开有120°间隔分布的3个径向槽孔和3个径向盲孔，平台零件一面安装有液动马达，另一面安装有凸轮，其中，所述的液动马达通过平台零件中心孔处的止ロ法兰结构由内六角螺栓连接于平台零件上，所述的凸轮与平台零件中心处的内孔间隙配合，构成转动副，并由紧定螺钉连接于液动马达的输出轴上；所述的凸轮由液动马达往复驱动回转； 在平台零件的侧面上连接有3组呈120°均匀间隔分布的支撑腿足単元和3组呈120°均匀间隔分布的辅助弹性支撑轮单元； 所述的支撑腿足単元由垂向螺钉、压板、滚子、滚子轴、腿、水平向螺钉、足、拉簧以及拉簧螺钉构成；其中，所述腿安装于平台零件的槽孔中，间隙配合；所述足由水平向螺钉连接于腿的端部；所述拉簧由拉簧螺钉一端连接于平台零件上，另一端连接于腿上；所述滚子轴螺纹连接于腿侧面螺纹孔内；所述滚子的孔与滚子轴间隙配合，构成转动副，所述滚子轴肩定位于滚子轴上，轴端由压板和垂向螺钉固定；所述的凸轮与滚子构成凸轮副，经拉簧的弹黃カ锁合； 所述的辅助弾性支撑轮单元由压簧、支撑轴、端盖、紧固螺钉，以及内、外卡簧，以及内、外滚轮和轮轴构成；所述压簧和支撑轴安装于平台零件的盲孔中，所述支撑轴与平台零件的盲孔自由公差配合；所述支撑轴为铣扁轴，穿过端盖的条形槽，并由端盖和紧固螺钉封装于平台零件的盲孔中；所述轮轴安装于支撑轴的孔中，间隙配合，构成转动副；所述内、夕卜滚轮安装于轮轴的两端，轴间定位，并由内、外卡簧固定； 所述的直线驱动器単元由六角螺钉、球铰座、球杆、球铰盖、球铰盖螺钉、小接头、液缸以及大接头构成；所述球铰座安装于平台零件的沉孔中，并由六角螺钉连接于平台零件上；所述球杆与球铰座和球铰盖的球表面间隙配合，构成球铰，并由球铰盖螺钉连接；所述小接头和大接头的一端与球杆螺纹连接，另一端与液缸螺纹连接。本专利技术具有如下有益效果 本专利技术的创新之处在于将并联机构应用于管道机器人的驱动行走机构中，通过支撑腿足交替地支撑在管道内壁上，从而使上、下平台交替地为动静平台，配合直线驱 动器交替地伸缩运动，使爬行器蠕动式地前迸，具有较好的灵活度和大拖动力。下面进行详细说明首先，本管内爬行器引入了并联机构，在管道机器人构型上具有创新性，丰富了管道机器人机构学的内容，具有较重要的理论意义。其次，采用了 6组直线驱动器，所以可以产生较大的拖动力，实现有限空间内的大拖动力。同时，采用的是6自由度并联机构，使爬行器具有很好的灵活性，因此本管内爬行器在弯道通过性上有很好的表现。最后，在本管内爬行器的上、下平台単元上均安装有均匀分布的3组辅助弾性支撑轮単元，保证了爬行器行走时始终处于管内轴对称状态，也保证了 3组支撑腿足単元受载均匀，也使爬行器行走时的姿态简单、行走平稳和顺畅。综上所述，本专利技术所提出的管内爬行器技术方案采用了并联机构，实现了管内机器人的一种全新的行走运动方式，丰富了管道机器人的构型，具有较重要的理论意义。且紧密围绕中小直径管道机器人大拖动力的技术指标进行设计，具有结构紧凑、弯道通过性好等特点，为管道机器人的发展注入了新的活力，为其エ业化应用打下了坚实的技术基础。附图说明 图I是本专利技术的整体结构示意图。图2是本专利技术去除波纹管后的结构示意图。图3是本专利技术所述上平台単元的结构示意图。图4是本专利技术所述下平台単元的结构示意图。图5是本专利技术所述平台零件的结构示意图。图6是本专利技术所述球铰的结构示意图。图7是以下平台所处位置形成的平台单元拆分图。图8是本专利技术所述直线驱动器的拆分图。图中I-上平台単元，2-直线驱动器単元，3-下平台単元，4-支撑腿足単元，5-辅助弾性支撑轮单元，6-平台零件，7-球铰，8-内六角螺栓，9-液动马达，10-凸轮，11-紧定螺钉，12-垂向螺钉，13-压板，14-滚子，15-滚子轴，16-腿，17-水平向螺钉，18-足，19-拉簧螺钉，20-拉簧，21-压簧，22-支撑轴，23-端盖，24-紧固螺钉，25-内卡簧，26-内滚轮，27-轮轴，28-外滚轮，29-外卡簧，30-螺钉，31-球铰座，32-球杆，33-球铰盖，34-球铰盖螺钉，35-小接头，36-液缸，37-大接头。具体实施例方式 下面结合附图对本专利技术作进ー步说明。如图I至图8所示，该种基于并联机构的管内爬行器，包括上平台単元I、下平台单元3以及直线驱动器単元2 ;上平台単元I和下平台単元3的结构相同，6组直线驱动器单元2通过球铰7连接于相向对称布置的上平台単元I和下平台単元3之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管。其中，所述上平台単元I和下平台単元3的主体为平台零件6，其上开有120°间隔分布的3个径向槽孔和3个径向盲孔，平台零件6 —面安装有液动马达9，另一面安装有凸轮10，其中，所述的液动马达9通过平台零件6中心孔处的止ロ法兰结构由内六角螺栓8连接于平台零件6上,所述的凸轮10与平台零件6中心处的内孔间隙配合,构成转动副，并由紧定螺钉11连接于液动马达9的输出轴上；所述的凸轮10由液动马达9往复驱动回转。在平台零件6的侧面上连接有3组呈120°均匀间隔分布的支撑腿足単元4和3组呈120°均匀间隔分布的辅助弹性支撑轮单元5 ;所述的支撑腿足単元4由垂向螺钉12、 压板13、滚子14、滚子轴15、腿16、水平向螺钉17、足18、拉簧20以及拉簧螺钉19构成。其中，所述腿16安装于平台零件6的槽孔中，间隙配合；所述足18由水平向螺钉17连接于腿16的端部；所述拉簧20由拉簧螺钉19 一端连接于平台零件6上，另一端连接于腿16上；所述滚子轴15螺纹连接于腿16侧面螺纹孔内；所述滚子14的孔与滚子轴15间隙配合，构成转动副，所述滚子14轴肩定位于滚子轴15上，轴端由压板13和垂向螺钉12固定；所述的凸轮10与滚子14构成凸轮副，经拉簧20的弹簧カ锁合。所述的辅助弾性支撑轮单元5由压簧21、支撑轴22、端盖23、紧固螺钉24，以及内卡簧25、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种基于并联机构的管内爬行器，包括上平台単元(I)、下平台単元(3)以及直线驱动器单元(2);上平台単元(I)和下平台単元(3)的结构相同，6组直线驱动器単元(2)通过球铰(7)连接于相向对称布置的上平台単元(I)和下平台単元(3)之间，形成6自由度并联机构，所述并联机构外套有波纹管； 其中，所述上平台単元(I)和下平台単元(3)的主体为平台零件(6)，其上开有120°间隔分布的3个径向槽孔和3个径向盲孔，平台零件(6)—面安装有液动马达(9)，另一面安装有凸轮(10)，其中，所述的液动马达(9)通过平台零件(6)中心孔处的止ロ法兰结构由内六角螺栓(8)连接于平台零件(6)上，所述的凸轮(10)与平台零件(6)中心处的内孔间隙配合，构成转动副，并由紧定螺钉(11)连接于液动马达(9)的输出轴上；所述的凸轮(10)由液云力马达(9 )往复驱动回转； 在平台零件(6)的侧面上连接有3组呈120°均匀间隔分布的支撑腿足単元(4)和3组呈120°均匀间隔分布的辅助弹性支撑轮单元(5)； 所述的支撑腿足単元(4)由垂向螺钉(12)、压板(13)、滚子(14)、滚子轴(15)、腿(16)、水平向螺钉(17)、足(18)、拉簧(20)以及拉簧螺钉(19)构成；其中，所述腿(16)安装于平台零件(6)的槽孔中，间隙配合；所述足(18)由水平向螺钉(17)连接于腿(16)的端部；所述拉簧(20)由拉簧螺钉(19) 一端连接于平台零件(6)上，另一端连接于腿(16)上；所述滚子轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：许冯平，耿岱，耿超，赵琦，夏友山，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
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