CN102865432A

CN102865432A - 电驱动管道内行走器

Info

Publication number: CN102865432A
Application number: CN201210310101XA
Authority: CN
Inventors: 邢彤; 孟彬
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种电驱动管道内行走器，包括车架、驱动轮和辅助滚轮，车架上沿车架的中心轴方向依次布置两个前驱动轮、两个辅助滚轮和两个后驱动轮，驱动轮与电动驱动机构连接，电动驱动机构包括电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速器、链传动机构、驱动轴、轴承和万向联轴节，链传动机构包括主动链轮、链条和被动链轮，电机的输出轴与联轴器连接，联轴器与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装主动链轮，主动链轮通过链条与被动链轮传动连接，被动链轮安装在驱动轴上，驱动轴的两端分别安装轴承，轴承与万向联轴节连接，万向联轴节与驱动轮连接。本发明提供一种提高可靠性、安全性良好、坡路行走能力强的电驱动管道内行走器。

Description

电驱动管道内行走器

技术领域

本发明涉及一种管道内行走器。

背景技术

管道机器人是管道施工中必备的一种工具，管道的封闭性以及工作环境决定了管道施工的艰难性。从结构形式来看，主要分为轮式管道机器人、脚式管道机器人、履带式管道机器人和蠕动式管道机器人。轮式管道行走装置大多采用气动或液压驱动，但难以满足坡度较大时的行走要求。

发明内容

为了克服已有管道内行走器的可靠性较差、安全性较低的不足，尤其是坡路行走能力的不足，本发明提供一种提高可靠性、安全性良好、坡路行走能力强的电驱动管道内行走器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电驱动管道内行走器，包括车架、驱动轮和辅助滚轮，所述车架上沿车架的中心轴方向依次布置两个前驱动轮、两个辅助滚轮和两个后驱动轮，从轴向上看驱动轮位于车架的下半圆，辅助滚轮位于车架的上半圆；驱动轮安装在车架上，所述驱动轮与电动驱动机构连接，所述电动驱动机构包括电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速器、链传动机构、驱动轴、轴承和万向联轴节，所述链传动机构包括主动链轮、链条和被动链轮，所述电机的输出轴与联轴器连接，所述联轴器与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装主动链轮，所述主动链轮通过链条与被动链轮传动连接，所述被动链轮安装在驱动轴上，所述驱动轴的两端分别安装轴承，所述轴承与万向联轴节连接，所述万向联轴节与驱动轮连接。

进一步，所述辅助滚轮与辅助传动机构连接，所述辅助传动机构包括机架、中空轴、滑套、支撑杆和弹簧，辅助滚轮通过一个销轴安装在支撑杆一端的滑槽内，辅助滚轮销轴压在弹簧上，支撑杆可以绕固定在车架上的回转轴转动，支撑杆的另一端通过铰链与滑套联接，所述滑套与用以驱动滑套在中空轴上滑动的电动推杆连接。

更进一步，所述驱动轴两根，所述链传动机构有两个，一个链传动机构与一根驱动轴连接。优选的方案为四轮驱动方式，当然，也可以采用前轮驱动或者后轮驱动方式。

进一步，两个驱动轮的夹角为120°并关于Y轴对称，两个辅助滚轮的夹角也为120°并关于Y轴对称，驱动轮与两个辅助滚轮的夹角为60°。

本发明的技术构思为：若电动推杆伸出，推动滑套向右滑动使支撑杆转动，辅助滚轮径向运动，当压在管道内壁上后弹簧被压缩。电动推杆伸出越长，辅助滚轮上作用的压力越大，该压力通过机架传递到驱动轮上，可增加附着力。即坡度越大时，电动推杆伸出的长度应越大，以提高行走时的附着力。

行走时，电机转动通过蜗轮蜗杆减速器驱动前主动链轮和后主动链轮转动，并带动前后驱动轴转动，前后驱动轴再通过万向联轴节驱动前后四个驱动轮同时转动，驱动轮的行走速度只取决于电机的转速，通过电机调速可以实现行走速度的调节。由于蜗轮蜗杆减速器具有自锁能力，当电机停转时，四个驱动轮就不会转动，因此，能在坡路时停住而不会溜坡。

本发明的有益效果主要表现在：提高可靠性、安全性良好、坡路行走能力强。

附图说明

图1是电驱动管道内行走器的示意图。

图2是图1的轴向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1和图2，一种电驱动管道内行走器，包括车架1、驱动轮和辅助滚轮8，所述车架1上沿车架的中心轴方向依次布置两个前驱动轮2、两个辅助滚轮8和两个后驱动轮9，从轴向上看驱动轮位于车架1的下半圆，辅助滚轮8位于车架1的上半圆；驱动轮安装在车架1上，所述驱动轮与电动驱动机构连接，所述电动驱动机构包括电机14、联轴器15、蜗轮蜗杆减速器16、链传动机构、驱动轴、轴承和万向联轴节，所述链传动机构包括主动链轮、链条和被动链轮，所述电机14的输出轴与联轴器15连接，所述联轴器15与蜗轮蜗杆减速器16的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器16的输出轴上安装主动链轮，所述主动链轮通过链条与被动链轮传动连接，所述被动链轮安装在驱动轴上，所述驱动轴的两端分别安装轴承，所述轴承与万向联轴节连接，所述万向联轴节与驱动轮连接。

进一步，所述辅助滚轮8与辅助传动机构连接，所述辅助传动机构包括机架19、中空轴20、滑套21、支撑杆6和弹簧7，辅助滚轮8通过一个销轴安装在支撑杆6一端的滑槽内，辅助滚轮8销轴压在弹簧7上，支撑杆6绕固定在车架上的回转轴转动，支撑杆6的另一端通过铰链与滑套21联接，所述滑套21与用以驱动滑套在中空轴上滑动的电动推杆22连接。

更进一步，所述驱动轴两根（包括前驱动轴5和后驱动轴12），所述链传动机构有两个，一个链传动机构与一根驱动轴连接，主动链轮包括前主动链轮18和后主动链轮17，所述前驱动轴5上安装前被动链轮，所述后驱动轴12上安装后被动链轮13，所述前驱动轴的两端分别安装右前轴承4和左前轴承，右前轴承4与右前万向联轴节3连接，右前万向联轴节3与右前驱动轮连接，左前轴承分别与左前万向联轴节、左前驱动轮连接；所述后驱动轴的两端分别安装右后轴承11和左后轴承，所述右后轴承与右后万向联轴节连接，所述右后万向联轴节与右后驱动轮连接，左后轴承分别与左后万向联轴节、左后驱动轮连接；。优选的方案为四轮驱动方式，当然，也可以采用前轮驱动或者后轮驱动方式。

本实施例中，行走时，电机转动通过蜗轮蜗杆减速器驱动前主动链轮和后主动链轮转动，并带动前后驱动轴转动，前后驱动轴再通过万向联轴节驱动前后四个驱动轮同时转动，驱动轮的行走速度只取决于电机的转速。由于蜗轮蜗杆减速器具有自锁能力，当电机停转时，四个驱动轮就不会转动，因此，能在坡路时停住而不会溜坡。

Claims

1.一种电驱动管道内行走器，包括车架、驱动轮和辅助滚轮，所述车架上沿车架的中心轴方向依次布置两个前驱动轮、两个辅助滚轮和两个后驱动轮，从轴向上看驱动轮位于车架的下半圆，辅助滚轮位于车架的上半圆；驱动轮安装在车架上，其特征在于：所述驱动轮与电动驱动机构连接，所述电动驱动机构包括电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速器、链传动机构、驱动轴、轴承和万向联轴节，所述链传动机构包括主动链轮、链条和被动链轮，所述电机的输出轴与联轴器连接，所述联轴器与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装主动链轮，所述主动链轮通过链条与被动链轮传动连接，所述被动链轮安装在驱动轴上，所述驱动轴的两端分别安装轴承，所述轴承与万向联轴节连接，所述万向联轴节与驱动轮连接。

2.如权利要求1所述的电驱动管道内行走器，其特征在于：所述辅助滚轮与辅助传动机构连接，所述辅助传动机构包括机架、中空轴、滑套、支撑杆和弹簧，辅助滚轮通过一个销轴安装在支撑杆一端的滑槽内，辅助滚轮销轴压在弹簧上，支撑杆绕固定在车架上的回转轴转动，支撑杆的另一端通过铰链与滑套联接，所述滑套与用以驱动滑套在中空轴上滑动的电动推杆连接。

3.如权利要求1或2所述的电驱动管道内行走器，其特征在于：所述驱动轴两根，所述链传动机构有两个，一个链传动机构与一根驱动轴连接。

4.如权利要求1或2所述的电驱动管道内行走器，其特征在于：两个驱动轮的夹角为120°并关于Y轴对称，两个辅助滚轮的夹角也为120°并关于Y轴对称，驱动轮与两个辅助滚轮的夹角为60°。