一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于：包括内置弹簧的支撑基体，三组支撑轮子对称设于支撑基体上，连接通管一端设于支撑基体中心；轴向导轨通过轴承同轴设于连接通管上，旋转基体及其左侧的内齿轮同轴设于轴向导轨左端；设于内齿轮内部并与其啮合的小齿轮与设于支撑基体内部的直流电机连接；面板同轴设于轴向导轨外侧，面板通过三根丝杠螺母和三组连杆滑块机构与旋转基体连接，三根丝杠螺母通过齿形带连接。本实用新型专利技术提供的装置能根据作业要求和实际负载调节螺旋角大小，从而改变前进速度，以满足不同驱动力和速度的要求，具有结构简单、控制方便、调节精度高、同步性好的特点，且螺旋角调节机构有自锁功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，属于圆形管道作业装置

技术介绍
目前，大多圆形管道作业中需要由管道机器人携带传感器等工作元器件进入管道工作，由控制人员远程监控操作。螺旋前进的机器人行进速度单一，全程行进时间较长。由于携带的传感器重量不同并且管道坡度不同，导致电机的工作负载变化很大，输出功率不易满足要求。此外，机器人进入特定位置的过程及作业时的行进速度要求也都不一样，若行进速度设置过快，则功率不足，在坡度较大的或垂直的管道中容易产生驱动力不足的现象，所以大部分螺旋前进的管道机器人往往选择较慢的行进速度，这使得在非工作区域和坡度较缓或水平的管道中不仅浪费时间，而且浪费电机功率。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够根据实际负载和行进速度需要调节螺旋角进行变速的螺旋前进管道机器人。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于包括内置弹簧的支撑基体，三组支撑轮子对称设于支撑基体上，连接通管一端设于支撑基体中心；轴向导轨通过轴承同轴设于连接通管上，旋转基体及其左侧的内齿轮同轴设于轴向导轨左端；设于内齿轮内部并与其啮合的小齿轮与设于支撑基体内部的直流电机连接；面板同轴设于轴向导轨外侧，面板通过三根丝杠螺母和三组连杆滑块机构与旋转基体连接，三根丝杠螺母通过齿形带连接。优选地，所述旋转基体包括三组通过轴均布于轴向导轨上的驱动轮子，内置弹簧的轴套通过可滑移的键同轴设于轴外部；旋转基体内部还设有一个与一根丝杠螺母连接的步进电机。优选地，所述连杆滑块机构包括设于面板上的导轨，连杆一端通过滑块与导轨连接，连杆另一端通过转动副与轴套连接。本技术提供的一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人通过直流电机驱动小齿轮和内齿轮啮合传动旋转，带动旋转基体转动，进而通过倾斜的轮子带动整个机器人前进。支撑基体和连接通管用于支撑机身以防机器人轴向偏斜；通过步进电机驱动一根丝杠螺母转动，三根丝杠螺母通过齿形带传动保持同步，并带动面板沿轴向导轨滑移，从而带动滑块一边在面板上滑移，一边拉动(或推动)轴套转动，使三组驱动轮子倾角同步旋转到一定角度。驱动轮子倾角改变反映在整个机器人运动上，就是螺旋前进的螺旋角的改变以及速度的改变，借助丝杆螺母的反向自锁功能调节后能保持倾斜角不变。本技术提供的装置能根据作业要求和实际负载调节螺旋角大小，从而改变前进速度，以满足不同驱动力和速度的要求，具有结构简单、控制方便、调节精度高、同步性好的特点，且螺旋角调节机构有自锁功能。附图说明图I为本技术提供的一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人示意图；图2为本实施例中旋转基体与面板连接部分结构示意图；图3为本实施例中连杆滑块机构和旋转基体内部结构示意图；图4为本实施例中面板部分右视图； 图5为本实施例中驱动轮子处于倾斜角α位置的局部示意图；图6为本实施例中驱动轮子被调节后处于倾斜角β位置的局部示意图；附图标记说明I-支撑基体；2_连接通管；3_直流电机；4_支撑轮子；5_旋转基体；5_1_驱动轮子；5_2_轴；5_3_键；5_4_轴套；5_5_步进电机；6_小齿轮；7_内齿轮；8_面板；9_丝杠螺母；10_连杆滑块机构；11-轴向导轨；12-齿形带。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。图I为本技术提供的一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人示意图。三组支撑轮子4对称布置在内置弹簧的支撑基体I上，连接通管2 —端固定于支撑基体I中心，支撑基体I和连接通管2用于支撑机身以防机器人轴向偏斜。结合图2，轴向导轨11通过轴承13同轴安装在连接通管2上，旋转基体5及其左侧的内齿轮7同轴安装在轴向导轨11左端，内齿轮7内部装有与其啮合的小齿轮6，小齿轮6与支撑基体I内部的直流电机3连接，直流电机3驱动小齿轮6和内齿轮7啮合传动旋转，带动整个机器人前进。面板8同轴安装在轴向导轨11外侧，通过三根丝杠螺母9和三组连杆滑块机构10与旋转基体5连接，三根丝杠螺母9通过齿轮带12连接。结合图3和图4，旋转基体5包括三组通过轴5-2均布于轴向导轨11上的驱动轮子5-1，内置弹簧的轴套5-4同轴安装在轴5-2外部，轴套5-4通过可滑移的键5_3与轴5_2连接，旋转基体5内部还安装了一个与一根丝杠螺母9连接的步进电机5-5。连杆滑块机构10包括安装在面板8上的导轨10-2，滑块10-3可沿导轨10-2滑动，连杆10_4 —端连接滑块10-3，另一端通过转动副10-1连接轴套5-4。当步进电机5-5转动，驱动一根丝杠螺母9转动，三根丝杠螺母9通过齿形带11传动保持同步，并带动面板8沿轴向导轨11滑移，从而带动滑块10-3 —边在面板8上的导轨10-2中滑移，一边拉动(或推动)轴套5-4转动，如图5和图6所示，三组驱动轮子5-1倾斜角从角度α同步旋转到角度β。借助丝杆螺母9的反向自锁功能，调节后易定位。权利要求1.一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于包括内置弹簧的支撑基体(I)，三组支撑轮子(4)对称设于支撑基体(I)上，连接通管(2) —端设于支撑基体(I)中心；轴向导轨(11)通过轴承(13)同轴设于连接通管(2)上，旋转基体(5)及其左侧的内齿轮(X)同轴设于轴向导轨(11)左端；设于内齿轮(X)内部并与其哨合的小齿轮(6)与设于支撑基体⑴内部的直流电机⑶连接；面板⑶同轴设于轴向导轨(11)外侧，面板⑶通过三根丝杠螺母(9)和三组连杆滑块机构(10)与旋转基体(5)连接，三根丝杠螺母(9)通过齿形带(12)连接。2.如权利要求I所述的一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于所述旋转基体(5)包括三组通过轴(5-2)均布于轴向导轨(11)上的驱动轮子(5-1)，内置弹簧的轴套通过可滑移的键(5-3)同轴设于轴(5-2)外部；旋转基体(5)内部还设有一个 与一根丝杠螺母(9)连接的步进电机(5-5)。3.如权利要求I所述的一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于所述连杆滑块机构(10)包括设于面板(8)上的导轨(10-2)，连杆(10-4) —端通过滑块(10-3)与导轨(10-2)连接，连杆(10-4)另一端通过转动副(10-1)与轴套(5_4)连接。专利摘要本技术提供了一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于包括内置弹簧的支撑基体，三组支撑轮子对称设于支撑基体上，连接通管一端设于支撑基体中心；轴向导轨通过轴承同轴设于连接通管上，旋转基体及其左侧的内齿轮同轴设于轴向导轨左端；设于内齿轮内部并与其啮合的小齿轮与设于支撑基体内部的直流电机连接；面板同轴设于轴向导轨外侧，面板通过三根丝杠螺母和三组连杆滑块机构与旋转基体连接，三根丝杠螺母通过齿形带连接。本技术提供的装置能根据作业要求和实际负载调节螺旋角大小，从而改变前进速度，以满足不同驱动力和速度的要求，具有结构简单、控制方便、调节精度高、同步性好的特点，且螺旋角调节机构有自锁功能。文档编号F16L55/32GK202647065SQ20122024108公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋角可调节的螺旋前进管道变速机器人，其特征在于：包括内置弹簧的支撑基体(1)，三组支撑轮子(4)对称设于支撑基体(1)上，连接通管(2)一端设于支撑基体(1)中心；轴向导轨(11)通过轴承(13)同轴设于连接通管(2)上，旋转基体(5)及其左侧的内齿轮(7)同轴设于轴向导轨(11)左端；设于内齿轮(7)内部并与其啮合的小齿轮(6)与设于支撑基体(1)内部的直流电机(3)连接；面板(8)同轴设于轴向导轨(11)外侧，面板(8)通过三根丝杠螺母(9)和三组连杆滑块机构(10)与旋转基体(5)连接，三根丝杠螺母(9)通过齿形带(12)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾友林，吴羊豪，马帅，周虎，林思，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：实用新型
国别省市：