CN206861147U - 一种差速式自适应管道机器人 - Google Patents

Abstract

一种差速式自适应管道机器人，包括机身，在机身内部安装有差动机构，在机身两端分别设置有驱动轮与从动轮，驱动轮与差动机构相连，驱动轮与从动轮之间通过弹簧预紧变径机构相连，工作时，驱动轮的动力由置于机身内的驱动电动机通过差动机构传递给三个驱动轮，各驱动轮通过差动机构的差动调节能够按照环境约束实现机器人的自主差动行走；弹簧预紧变径机构通过弹簧的伸缩作用，实现机器人在管道内的正压力的调整，使驱动轮获得足够的正压力，以满足不同管道的工况需求；本实用新型具有良好的弯管通过性能，适合于在工程管道中应用。

Description

一种差速式自适应管道机器人

技术领域

本实用新型涉及油气管道运输，具体涉及一种差速式自适应管道机器人。

背景技术

石油工业中包含各种类型的管道，包括油气长距离输送管道、石化工厂中传递各种介质的管道、油田集油管道和供水管道等。这些管道在长期使用过程中会受到管内外介质的作用而产生腐蚀、结垢、裂纹、穿孔等现象，不但会引起管道失效，影响油气生产的正常进行，而且极易引发重大的安全事故，严重危及当地人民的生命财产安全，并可能对当地生态环境等造成灾难性后果。

随着科学技术的发展，为了有效避免上述问题，管道机器人应运而生。管道机器人是一种专门针对油气管道检修、维护的特种机器人，并期望结合无损检测技术和智能化技术实现对油气管道的在线自动无损检测和维护。

目前常见的几种管道机器人主要是：流体驱动式管道机器人、轮式管道机器人、行走式管道机器人和蠕动式管道机器人。其中，流体驱动式管道机器人，其驱动力直接来自流体，只有在具有足够压力的大管径管道内才能得到有效驱动。行走式管道机器人拥有如动物腿一样的结构，行走速率高，需要非常复杂的机械结构和多组驱动器，一般不采用。蠕动式管道机器人多采用气动的方式驱动前后端的收缩和伸长，这样的驱动方式牵引力有限，且能量损失较大。轮式运动方式具有行走速度快、拖动力大、结构简单等诸多优点，被多数大中型油气输送管道作业机器人所采用。但在通过弯管时，若轮式管道机器人不具有差动功能，某些驱动轮会产生运动干涉，从而降低了机器人的有效拖动力和加剧传动部件的磨损。

发明内容

为了克服上述现有产品的不足，本实用新型的目的在于提供一种差速式自适应管道机器人，解决作业过程中产生的运动干涉问题，使其具有良好的弯管通过性能，适合于在工程管道中应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种具有差速功能的自适应管道机器人，包括机身4，在机身4内部安装有差动机构1，在机身4两端分别设置有驱动轮2与从动轮9，所述的驱动轮2与差动机构1相连，驱动轮2与从动轮9之间通过弹簧预紧变径机构3相连。

所述的驱动轮2在机身4端部径向三等分设置，从动轮9在机身4另一端与驱动轮2对应位置三等分设置。

所述的差动机构1包括差速器与分速器8，差速器分为差速器一5、差速器二6与差速器三7，差速器一5、差速器二6与差速器三7的一端分别与驱动轮2对应相连，另一端通过支架连接在分速器8上。

所述的驱动轮2通过机身4内的驱动电动机驱动，驱动轮2通过差动机构1与驱动电动机相连。

本实用新型的有益效果：

机器人采用前轮驱动、后轮辅助支撑的方式，各驱动轮可通过差动机构根据管道形状自动调节其转速，顺利通过弯管，无运动干涉现象发生；当管道机器人行走时,三个轮子呈径向均匀分布，可以实现自定心要求，机构设计中利用对称性，抵消了机器人在运动过程中不平衡力偶的干扰，保证了整个机器人运行过程中的平稳性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为整体设计的空间分布示意图。

图3为差动机构的结构示意图。

图4为差动机构的侧视图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种具有差速功能的自适应管道机器人，其基本组成包括：差动机构1、驱动轮2(3个)、弹簧预紧变径机构3和机身4，其空间分布结构示意图如图2。

如图3图4所示：差动机构1主要由三个差速器(差速器一5、差速器二6、差速器三7)和一个分速器8组成。

本实用新型的工作原理：

工作时，驱动轮2(三个)的动力由置于机身4内的驱动电动机通过差动机构1传递给三个驱动轮2，各驱动轮2通过差动机构1的差动调节能够按照环境约束实现机器人的自主差动行走；弹簧预紧变径机构3通过弹簧的伸缩作用，实现机器人在管道内的正压力的调整，使驱动轮2获得足够的正压力，以满足不同管道的工况需求；辅助运动机构中从动轮9与行走机构中驱动轮2一一对应布置，可以通过调节其预紧量使从动轮9具有足够的预紧力，从而使从动轮9与管壁保持接触，保证了机器人在运行过程中的自位与定心要求。

Claims (4)

1.一种差速式自适应管道机器人，包括机身(4)，其特征在于，在机身(4)内部安装有差动机构(1)，在机身(4)两端分别设置有驱动轮(2)与从动轮(9)，所述的驱动轮(2)与差动机构(1)相连，驱动轮(2)与从动轮(9)之间通过弹簧预紧变径机构(3)相连。

2.根据权利要求1所述的一种差速式自适应管道机器人，其特征在于，所述的驱动轮(2)在机身(4)端部径向三等分设置，从动轮(9)在机身(4)另一端与驱动轮(2)对应位置三等分设置。

3.根据权利要求1所述的一种差速式自适应管道机器人，其特征在于，所述的差动机构(1)包括差速器与分速器(8)，差速器分为差速器一(5)、差速器二(6)与差速器三(7)，差速器一(5)、差速器二(6)与差速器三(7)的一端分别与驱动轮(2)对应相连，另一端通过支架连接在分速器(8)上。

4.根据权利要求1所述的一种差速式自适应管道机器人，其特征在于，所述的驱动轮(2)通过机身(4)内的驱动电动机驱动，驱动轮(2)通过差动机构(1)与驱动电动机相连。