CN202252615U - 蠕动式管道检测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蠕动式管道检测机器人，包括导向机构、蠕动推进机构和设于导向机构与蠕动推进机构之间的伸缩驱动装置，导向机构、蠕动推进机构分别通过万向节与伸缩驱动装置相连。蠕动推进机构包括张紧杆、螺旋支座和支承轮组，张紧杆与万向节相连，螺旋支座套于张紧杆外，支承轮组沿螺旋支座周向均匀布置，支承轮组连支承轮组支杆，支承轮组支杆穿过导向孔与张紧杆上的锥形段接触，导向机构和蠕动推进机构的结构相同，安装方向也相同。该机器人具有负载能力高，管径变化适应能力强，且弯管通过能力强的优点。

Description

蠕动式管道检测机器人

技术领域

本实用新型涉及一种用于管道检测的机器人。

背景技术

在当今社会，各种各样的管道在各个领域得到了广泛的应用。这些管道使用过程中，就需要对其进行检测，以保障管道***安全、畅通和高效运行。但管道所处的环境，人一般不能直接到达，或不允许直接介入，且由于管道内径较小、内部结构错综复杂，使得检测难度很大。目前关于管道的检测，通常采用工程量十分大的抽检方法，不但劳动强度大、效益低，而且由于随机抽样法经常出现漏检，因而准确率低，效果并不理想。

目前出现了一类用于管道作业的机器人，它能代替人进入管道进行检测和维修，减少了管道的报废率。但这类机器人普遍存在一些缺陷：结构尺寸不易减小，适应管径变化的能力差，在弯管、U形管处的通过性不好。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构尺寸小，管径变化适应能力强，且在弯管、U形管通过能力强的蠕动式管道检测机器人。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种蠕动式管道检测机器人，该机器人包括导向机构、蠕动推进机构和伸缩驱动装置。蠕动推进机构包括张紧杆、呈套筒状的螺旋支座和沿螺旋支座周向均匀布置的至少三组支承轮组，张紧杆通过万向节与伸缩驱动装置相连，螺旋支座套设于张紧杆外，支承轮组连有支承轮组支杆，支承轮组支杆穿过导向孔与张紧杆接触。伸缩驱动装置由座体、电机、保持架和螺母架组成；座体通过万向节与导向机构相连，电机尾部装设于座体上，保持架固定于电机前端，并空套于电机的输出轴上，保持架上还设有一槽体，螺母架滑设于槽体内，电机的输出轴设有螺纹段，并通过螺纹段与螺母架连接，螺母架通过万向节与张紧杆相连。导向机构和蠕动推进机构的结构相同，并安装方向相同。

作为本实用新型的一种优选方式，张紧杆与支承轮组支杆接触部分设有锥形段；张紧杆还设有螺纹段，螺纹段与锥形段小径端相连，螺纹段上靠近万向节的一端装设有张紧螺母，张紧螺母和螺旋支座之间设有压缩弹簧。

(三)有益效果

本实用新型的管道检测机器人中支承轮组的多自由度设计、张紧杆的锥形段结构设计以及压缩弹簧的预压紧设计，使导向机构和蠕动推进机构能够主动适应弯管、U形管和变管径处的管径变化情况，改善了管道机器人对复杂管道的通过能力，并使机器人径向尺寸减小，更适于在微小管道中工作。

附图说明

图1为本实用新型的蠕动式管道检测机器人的结构示意图。

图2为本实用新型的蠕动式管道检测机器人的立体结构示意图。

图3为本实用新型的蠕动推进机构的放大结构示意图。

图4为图3的B-B剖面视图。

图5为蠕动推进机构的立体结构示意图。

图6为蠕动推进机构拆除支承轮组后的结构示意图。

图7为导向机构的放大结构示意图。

图8为伸缩驱动装置的放大结构示意图。

图9为伸缩驱动装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实用新型的蠕动式管道检测机器人，包括导向机构1、蠕动推进机构2和伸缩驱动装置3，伸缩驱动装置3设于导向机构1与蠕动推进机构2之间，导向机构1和蠕动推进机构2分别通过一件万向节4与伸缩驱动装置3相连。如图9和图10所示，伸缩驱动装置3由座体300、电机301、保持架302和螺母架303组成，电机301尾部装设于座体300上，保持架302固定于电机301前端，并空套于电机301的输出轴上，保持架302上还设有一槽体，螺母架303滑设于该槽体内，电机301的输出轴设有螺纹段，并通过该螺纹段与螺母架303连接。电机301启动后，螺母架303在槽体的约束下，只可作直线伸缩运动，不会产生转动。

如图3至图6所示，蠕动推进机构2包括张紧杆200、呈套筒状的螺旋支座210和沿螺旋支座210周向均匀布置的至少三组支承轮组220。本实施例中，支承轮组220设有三组，螺旋支座210上沿轴向开设有滑槽211，并沿径向设有与各支承轮组220对应的导向孔212，螺旋支座210套设于张紧杆200外，张紧杆200由锥形段201、螺纹段202和滑杆段203构成，锥形段201小径端连接螺纹段202，大径端连接滑杆段203，螺纹段202通过一万向节4与伸缩驱动装置3的螺母架303相连，螺纹段202上靠近伸缩驱动装置3的一端装设有张紧螺母230和弹簧垫片270，张紧螺母230与螺旋支座210之间设有压缩弹簧240，压缩弹簧240一端通过弹簧垫片270定位，另一端通过螺旋支座210定位，通过调节张紧螺母230的位置，可以调节压缩弹簧240的预压紧力大小。锥形段201和滑杆段203位于螺旋支座210内，滑杆段203上设有与之固定的导向销204，导向销204的一部分滑设于螺旋支座210的滑槽211内，滑杆段203通过导向销204与螺旋支座210的滑槽211滑动配合，当伸缩驱动装置3的螺母架303通过万向节4带动张紧杆200作旋转运动时，可通过导向销204将旋转运动传递给整个蠕动推进机构2，使蠕动推进机构2在管道内螺旋运动，从而带动整个机器人运动。螺旋支座210上的导向孔212内套设有支承轮组支杆250，支承轮组支杆250一端与对应的支承轮组220相连，另一端呈球头状，并延伸至螺旋支座210内与锥形段201接触配合，在压缩弹簧240的弹力作用下，锥形段201可推动支承轮组支杆250沿轴向伸缩，改变蠕动推进机构2的外径，使蠕动推进机构2张紧在管道内，同时，支承轮组220可获得相对螺旋支座210沿支承轮组支杆250轴线方向的移动自由度，使机器人的蠕动推进机构2具有较好的变管径适应能力，并且支承轮组支杆250与锥形段201的接触配合形成楔块结构，当机器人负载增大时，负载力传递到锥形段201，在楔块结构的作用下，可使支承轮组220对管壁的正压力增大，从而增大支承轮组220与管壁之间的摩擦力，即实现支承轮组220与管道间的摩擦力随负载的增大而增大，提高机器人行进牵引力，解决了用于驱动机器人运动的摩擦力不易增大，造成负载能力受限的问题。螺旋支座210外套设有对支承轮组支杆250伸缩限位的防护套260，可防止支承轮组支杆250脱离螺旋支座210。支承轮组220包括螺旋轮架221和两件螺旋轮222，螺旋轮架221中部通过销轴与支承轮组支杆250铰接，螺旋轮架221可绕销轴灵活旋转，使得支承轮组220获得一绕该铰接点的转动自由度，支承轮组220在移动自由度和转动自由度的共同支持下，更容易满足微小管道机器人在弯管、U形管和变管径处的几何通过条件和运动约束条件。

如图7所示，导向机构1和蠕动推进机构2的结构相同，并安装方向相同。导向机构中的张紧杆上的滑杆段通过万向节4与伸缩驱动装置3的座体300相连。

本实用新型的蠕动式管道检测机器人启动后，由伸缩驱动装置3输出旋转力矩，驱动蠕动推进机构2旋转，通过支承轮组220沿管壁的螺旋前进带动机器人整体向前运动，导向机构1在机器人另一端起支承作用，支承轮组220的多自由度设计、张紧杆200的锥形段结构设计以及压缩弹簧240的预压紧设计，使导向机构1和蠕动推进机构2能够主动适应弯管、U形管和变管径处的管径变化情况，改善了微小管道机器人对复杂管道的通过能力，并使机器人径向尺寸减小，更适于在微小管道中工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种蠕动式管道检测机器人，其特征在于：该机器人包括导向机构(1)、蠕动推进机构(2)和置于所述导向机构(1)和所述蠕动推进机构(2)之间的伸缩驱动装置(3)；所述伸缩驱动装置(3)由座体(300)、电机(301)、保持架(302)和螺母架(303)组成，所述座体(300)与通过万向节(4)与所述导向机构(1)相连，所述电机(301)尾部装设于所述座体(300)上，所述保持架(302)固定于所述电机(301)前端，并空套于所述电机(301)的输出轴上，所述保持架(302)上还设有一槽体，所述螺母架(303)滑设于所述槽体内，所述电机(301)的输出轴设有螺纹段，并通过所述螺纹段与所述螺母架(303)连接；所述蠕动推进机构(2)包括张紧杆(200)、呈套筒状的螺旋支座(210)和沿螺旋支座(210)周向均匀布置的至少三组支承轮组(220)，所述张紧杆(200)通过所述万向节(4)与所述螺母架(303)相连，所述螺旋支座(210)套设于所述张紧杆(200)外，所述支承轮组(220)连有支承轮组支杆(250)，所述支承轮组支杆(250)穿过导向孔(212)与所述张紧杆(200)接触。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述张紧杆(200)与所述支承轮组支杆(250)接触部分设有锥形段(201)；所述张紧杆(200)还设有螺纹段(202)，所述螺纹段(202)与所述锥形段(201)的小径端相连，所述螺纹段(202)上靠近所述万向节(4)的一端装设有张紧螺母(230)，所述张紧螺母(230)和所述螺旋支座(210)之间设有压缩弹簧(240)。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：所述导向机构(1)和所述蠕动推进机构(2)的结构相同，并安装方向相同。

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