CN109458517A - 一种管道机器人的节段式转向装置 - Google Patents
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Abstract
一种管道机器人的节段式转向装置，包括第一节驱动体、第一节保持体、第二节保持体、第二节驱动体、联轴器、驱动轮、行进轮、导向轮、减速电机；第一节驱动体与第一节保持体之间用联轴器连接，第一节保持体与第二节保持体之间用联轴器连接，第二节保持体与第二节驱动体之间用联轴器连接；每节驱动体上装有三组驱动轮，每个驱动轮可以伸展收缩；每节保持体上装有三组行进轮，保持体机身内装有减速电机，每节驱动体、保持体外缘都装有三个导向轮。本发明可以实现多节以及机身较长的管道机器人的转向功能，在机身装置大致不改变的前提下，能够有效地解决机器人转向的问题，简化了过弯的机构。
Description
技术领域
本发明属于管道机器人的技术领域，涉及一种管道机器人的转向装置。
背景技术
管道是一种在油气运输，城市给排水工程和大型中央空调通风等领域得到广泛运用的物料输送载体。管道容易产生损坏与老化等问题，需要定期对管道进行检修与清理。管道机器人可以进入内部环境复杂的中小型管道内，沿管道内壁在电机的驱动下直线行走或者螺旋前进。同时其机身可以配备各类传感器组件和机械部件，能够在相关工作人员的远程操作或内部芯片的主动控制下取代人来完成管道检测与清理工作。
目前大部分管道机器人还只能运行一般的直管道，无法适应在弯道环境下的工作。通过弯管道主要靠磁吸附等机器人自身的物理特性以及一些复杂的转向方式，而这些应用极其有限。因此研究弯道处管道机器人检测维修***，有着极高的学术价值和实用价值。
管道机器人现有的转向调节方式都存在一些问题，目前能实现转向的方式有铰链式转向，双电机式转向方式，蠕动式转向方式等。铰链式转向可通过弯道，但铰链结构复杂，且只能通过坡度较小的管道；双电机控制铰式结构复杂，零件繁多，且造价高；蠕动式对机器人外形要求较高，且只能通过曲率较小的弯道。目前还没有一种科学可行，且对管道机器人外形要求不高的转向方式与机构。
发明内容
本发明的目的是提出一种管道机器人的节段式转向装置，使得管道机器人能够在转弯管道的复杂工作条件和环境下，代替人工完成相关的检验检测和安全巡查等工作，并将检测的管道各项数据传输到管理***的数据库中而提供一种可行的过弯方式。
本发明所述的一种管道机器人的节段式转向装置，将机器人机身节段式设计，分段式过弯，以替代其他的机器人转向方式并解决原有机器人难以实现转向的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种管道机器人的节段式转向装置，包括第一节驱动体、第一节保持体、第二节保持体、第二节驱动体、联轴器、驱动轮、行进轮、导向轮、减速电机。第一节驱动体与第一节保持体之间用联轴器连接，第一节保持体与第二节保持体之间用联轴器连接，第二节保持体与第二节驱动体之间用联轴器连接。每节驱动体上装有三组驱动轮，每个驱动轮可以伸展收缩；每节保持体上装有三组行进轮，保持体机身内装有减速电机，实现驱动体的螺旋前进，每节驱动体、保持体外缘都装有三个导向轮。
所述的驱动体上的三组驱动轮，按三条螺旋线分布在机身表面。可以伸展收缩运动的驱动轮，紧压管壁进行驱动。
所述的保持体上的三组行进轮，每一组轮子沿平面直线分布，三组轮子分别呈120°分布于机身表面。所述的电机为减速电机，所述的电机位于保持体内，为驱动体提供动力。
所述的驱动体、保持体外缘装有的一组导向轮为三个，呈120°分布在机身前端，所述的导向轮在直管道处不与管壁接触，转向时接触管壁，减小机身摩擦；
所述的联轴器为万向联轴器。过弯时联轴器在空间上有1个自由度，使两节机身发生相对扭转。
本发明可以实现多节以及机身较长的管道机器人的转向功能，在机身装置大致不改变的前提下，能够有效地解决机器人转向的问题，简化了过弯的机构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的转向示意图。
图中：1-导向轮；2-驱动轮；3-第一节驱动体；4-联轴器；5-行进轮；6-第一节保持体；7-减速电机；8-第二节保持体；9-第二节驱动体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的分节式转向装置包括两节驱动体与两节保持体，所述的各驱动体与保持体之间通过联轴器4连接。
所述的分节式转向装置驱动体上装有驱动轮2，通过驱动体行进带动保持体行进。
所述的分节式转向装置保持体上装有行走轮5，通过行走轮5紧压管壁使保持体行进。
所述的分节式转向装置在实施转向前，要求各驱动轮2与行走轮5保持与管壁紧压，第一节驱动体3与第一节保持体6之间通过一个联轴器4连接，第一节保持体6与第二节保持体8之间通过一个联轴器4连接，第二节保持体8与第二节驱动体9通过一个联轴器4连接，保持体内的型号电机7带动驱动体机身旋转前进，给机器人提供动力，驱动轮2与行走轮5通过伸展，压缩与管壁紧压。
所述的分节式管道机器人转向装置工作时状态如下所述：第一节驱动体3与第一节保持体6的驱动轮2与行走轮5收缩至最小尺寸，不再与管壁接触，第二节保持体8与第二节驱动体9的驱动轮2与行走轮5依然与管壁保持紧压，为第一节驱动体3与第一节保持体6前进提供动力；当第一节驱动体3与第一节保持体6通过弯道后，第一节驱动体3与第一节保持体6的驱动轮2与行走轮5上升至与管壁紧压，为第二节驱动体9与第二节保持体8通过弯道提供动力，第二节驱动体9与第二节保持体8的驱动轮2与行走轮5收缩至最小尺寸。
所述的分节式管道机器人转向装置前方出现弯道时，第一节驱动体3与第一节保持体6的驱动轮2与行走轮5收缩，从而减小机器人的轮廓尺寸，实现转向的目的。
所述的分节式管道机器人转向装置，在第一节驱动体3与第一节保持体6通过弯道后，第一节驱动体3与第一节保持体6的驱动轮2与行走轮5伸展，紧压管壁；
所述的分节式管道机器人转向装置，在第二节驱动体9与第二节保持体8通过弯道后，第二节驱动体9与第二节保持体8的驱动轮2与行走轮5伸展，紧压管壁，完成过弯。
Claims (1)
1.一种管道机器人的节段式转向装置，其特征是包括第一节驱动体、第一节保持体、第二节保持体、第二节驱动体、联轴器、驱动轮、行进轮、导向轮、减速电机；第一节驱动体与第一节保持体之间用联轴器连接，第一节保持体与第二节保持体之间用联轴器连接，第二节保持体与第二节驱动体之间用联轴器连接；每节驱动体上装有三组驱动轮，每个驱动轮可以伸展收缩；每节保持体上装有三组行进轮，保持体机身内装有减速电机，实现驱动体的螺旋前进，每节驱动体、保持体外缘都装有三个导向轮；
所述的驱动体上的三组驱动轮，按三条螺旋线分布在机身表面；可以伸展收缩运动的驱动轮，紧压管壁；
所述的保持体上的三组行进轮，每一组轮子沿平面直线分布，三组轮子分别呈120°分布于机身表面；所述的电机为减速电机，所述的电机位于保持体内；
所述的驱动体、保持体外缘装有的一组导向轮为三个，呈120°分布在机身前端；
所述的联轴器为万向联轴器；过弯时联轴器在空间上有1个自由度，使两节机身发生相对扭转。
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