CN209654854U - 提高管道机器人适应性的拓展装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高管道机器人适应性的拓展装置，包括行走拓展组件和/或顶部拓展组件：行走拓展组件包括拓展底盘、拓展行走轮与挠性件，拓展底盘可拆卸地安装于管道机器人的下方，拓展行走轮可拆卸地安装于拓展底盘上，拓展行走轮通过挠性件连接于管道机器人的行走动力源之输出端，行走动力源用于提供管道机器人的行走动力；顶部拓展组件包括拓展顶架及突出于拓展顶架上表的顶压组，拓展顶架可拆卸地安装于管道机器人的上方，顶压组可伸缩地顶紧于管道机器人所处管道的内壁顶部。该提高管道机器人适应性的拓展装置有效地增加了管道机器人对于不同管径管道的作业环境的适应性，拓宽了应用范围。

Description

提高管道机器人适应性的拓展装置

技术领域

本实用新型属于管道机器人技术领域，具体地来说，是一种提高管道机器人适应性的拓展装置。

背景技术

管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下进行一系列管道作业的机、电、仪一体化***。

现有的管道机器人一般针对特定管径的管道设计，对于不同管径的管道适应性不足。如何增加管道机器人对于不同管道的适应能力，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种提高管道机器人适应性的拓展装置，有效地增加管道机器人对于不同管径管道的作业环境的适应性，拓宽应用范围。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种提高管道机器人适应性的拓展装置，包括行走拓展组件和/或顶部拓展组件：

所述行走拓展组件包括拓展底盘、拓展行走轮与挠性件，所述拓展底盘可拆卸地安装于管道机器人的下方，所述拓展行走轮可拆卸地安装于所述拓展底盘上，所述拓展行走轮通过挠性件连接于所述管道机器人的行走动力源之输出端，所述行走动力源用于提供所述管道机器人的行走动力；

所述顶部拓展组件包括拓展顶架及突出于所述拓展顶架上表的顶压组，所述拓展顶架可拆卸地安装于所述管道机器人的上方，所述顶压组可伸缩地顶紧于所述管道机器人所处管道的内壁顶部。

作为上述技术方案的改进，所述拓展底盘包括承载底架、底盘连接杆件与下承载板，所述拓展行走轮可拆卸地安装于所述承载底架上，所述底盘连接杆件用于连接所述承载底架与所述下承载板，所述下承载板可拆卸地安装于所述管道机器人的下方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述拓展底盘包括车轴拓宽器，所述拓展行走轮通过所述车轴拓宽器安装于所述拓展底盘上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述车轴拓宽器具有轴向伸缩能力，其轴向一端连接所述拓展底盘，另一端连接所述拓展行走轮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述车轴拓宽器为复数个并依次轴向拼接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述拓展顶架包括连接基板、顶架连接杆件与宽度拓展器，所述连接基板可拆卸地安装于所述管道机器人的顶部，所述顶架连接杆件用于连接所述连接基板与所述宽度拓展器；沿所述管道机器人的宽度方向，所述宽度拓展器的两端用于顶紧所述管道机器人所处管道的侧壁。

作为上述技术方案的进一步改进，沿所述管道机器人的宽度方向，所述宽度拓展器的两端分别设置复数个滚轮，所述复数个滚轮轴向铅垂并用于顶紧所述管道机器人所处管道的侧壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述宽度拓展器包括成对设置的拓展器部件；成对的拓展器部件之间具有沿所述管道机器人的宽度方向的相对滑动，其中任一者上远离另一者的一端设置复数个滚轮，同端设置的复数个滚轮沿所述管道机器人的前进方向直线阵列。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶压组包括伸缩杆及设置于所述伸缩杆顶端的压轮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述压轮为万向球。

本实用新型的有益效果是：

由行走拓展组件的拓展底盘与拓展行走轮拓展安装于管道机器人的下方，利用管道机器人的行走动力源驱动行走，从而增加管道机器人的底盘高度与行走轮径，使管道机器人具有于较大管径管道及较大淤泥深度下的越障行走能力，且无需额外增加驱动源而得以减少部件数量，满足不同管径管道的作业要求；

由顶部拓展组件的拓展顶架与顶压组安装于管道机器人的上方，以顶压组的伸缩运动而可顶紧于不同管径管道的内壁顶部，使管道机器人于不同管径管道中具有定位与位置保持能力，从而稳定地进行切割、修复、清淤等不同作业。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的提高管道机器人适应性的拓展装置的应用示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的提高管道机器人适应性的拓展装置的局部结构示意图。

主要元件符号说明：

P(a)-拓展装置，100-行走拓展组件，110-拓展底盘，111-承载底架，112-底盘连接杆件，113-下承载板，114-车轴拓宽器，120-拓展行走轮，130-挠性件，200-顶部拓展组件，210-拓展顶架，211-连接基板，212-顶架连接杆件，213-宽度拓展器，213a-拓展器部件，213b-滚轮，220-顶压组，221-伸缩杆，222-压轮，P(b)-管道机器人，301-行走动力源。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对提高管道机器人适应性的拓展装置进行更全面的描述。附图中给出了提高管道机器人适应性的拓展装置的优选实施例。但是，提高管道机器人适应性的拓展装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对提高管道机器人适应性的拓展装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在提高管道机器人适应性的拓展装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～2，本实施例公开一种提高管道机器人适应性的拓展装置(以下简称“拓展装置”)，该拓展装置P(a)包括行走拓展组件100与顶部拓展组件200中的至少一者，有效地增加管道机器人P(b)对于不同管径管道的作业环境的适应性，拓宽应用范围。

行走拓展组件100包括拓展底盘110、拓展行走轮120与挠性件130。其中，拓展底盘110可拆卸地安装于管道机器人P(b)的下方，充当拓展后管道机器人P(b)的实际底盘。

拓展行走轮120可拆卸地安装于拓展底盘110上，充当拓展后的管道机器人P(b)的实际行走轮。其中，拓展行走轮120可具体安装于拓展底盘110的底部或侧面。拓展行走轮120通过挠性件130连接于管道机器人P(b)的行走动力源301之输出端，仍利用管道机器人P(b)现有的行走动力源301驱动拓展行走轮120行走。

其中，行走动力源301用于提供管道机器人P(b)的行走动力，设置于管道机器人P(b)上，用于输出行走驱动力。行走动力源301的形式众多，包括旋转电机、液压马达等类型。

挠性件130的实现方式众多，包括传动带、传动绳、传动链等类型。相应地，拓展行走轮120的轮轴轴端安装有带轮、绳轮或链轮，或者该轮轴为带轮轴、绳轮轴或链轮轴。类似地，行走动力源301的输出轴端安装有带轮、绳轮或链轮，或者输出轴为带轮轴、绳轮轴或链轮轴。示范性地，在本实施例中，挠性件130为三角V带。

可以理解，管道机器人P(b)原有的行走轮即由该行走动力源301驱动。应用行走拓展组件100时，管道机器人P(b)原有的行走轮既可予以保留，亦可予以拆下。

示范性地，拓展行走轮120的轮径大于管道机器人P(b)原有的行走轮的轮径。示范性地，具有相同规格的拓展行走轮120的数量为复数个，并分布于拓展底盘110的不同位置。示范性地，拓展行走轮120具有多种轮径规格，进一步增加适配性。

基于行走拓展组件100的应用，管道机器人P(b)的外形尺寸及执行部件的高度位置实现提升，有效地增加了管道机器人P(b)的作业范围及不同淤积深度下的行走能力，于较大管径的管道中可自如地进行作业，增强不同管径管道中的环境适应性。

拓展底盘110的结构形式众多，示范性地，拓展底盘110包括承载底架111、底盘连接杆件112与下承载板113。

承载底架111用于实现结构承载，拓展行走轮120可拆卸地安装于承载底架111上而得到可靠支持。其连接方式包括螺纹连接、销接、钉接等类型，并可方便地实现拆装。

底盘连接杆件112的下端连接于承载底架111，而上端连接于下承载板113。下承载板113可拆卸地安装于管道机器人P(b)的下方，用于直接连接承载管道机器人P(b)。

示范性地，拓展底盘110包括车轴拓宽器114，拓展行走轮120通过车轴拓宽器114安装于拓展底盘110上。换言之，车轴拓宽器114沿车轴轴向，一端连接于拓展底盘110，另一端连接于拓展行走轮120。

车轴拓宽器114的作用至少在于，增加车轴的长度而使拓展行走轮120的位置相应外移，从而提升拓展行走轮120对拓展底盘110的支撑能力。车轴拓宽器114的数量根据实际需要而决定，示范性地，车轴拓宽器114为复数个并依次轴向拼接，从而增加适配范围。

车轴拓宽器114可通过不同形式实现。

示范性地，车轴拓宽器114具有轴向伸缩能力，其轴向一端连接拓展底盘110，另一端连接拓展行走轮120。例如，车轴拓宽器114包括导套及可滑动地保持于导套上的滑轴，导套连接于拓展底盘110，滑轴连接于拓展行走轮120，通过滑轴与导套的相对滑动而调节车轴的长度。

另一种示范，车轴拓宽器114为不可伸缩的轴段，通过不同尺寸规格的车轴拓宽器114的匹配或多个车轴拓宽器114的依次轴向拼接而实现所需的拓宽目的。

顶部拓展组件200包括拓展顶架210及突出于拓展顶架210上表的顶压组220。其中，拓展顶架210可拆卸地安装于管道机器人P(b)的上方，与管道机器人P(b)保持固定。

顶压组220具有伸缩运动能力，当其伸出时可顶紧于管道机器人P(b)所处管道的内壁顶部，实现位置定位与位置保持，于执行切割、修复、清淤等不同作业过程保持位置稳定。基于伸缩运动能力，顶压组220具有对于不同管径管道的适应性。

拓展顶架210的实现方式众多。示范性地，拓展顶架210包括连接基板211、顶架连接杆件212与宽度拓展器213。连接基板211可拆卸地安装于管道机器人P(b)的顶部，实现于管道机器人P(b)顶部的可靠固定，其连接方式包括螺纹连接、销接、钉接等类型，并可方便地实现拆装。顶架连接杆件212的上端连接于连接基板211，而下端连接于宽度拓展器213，实现刚性连接。

其中，沿管道机器人P(b)的宽度方向，宽度拓展器213的两端用于顶紧管道机器人P(b)所处管道的侧壁，进一步保持定位可靠性与位置保持稳定性。通过宽度拓展器213与顶压组220的共同顶压定位，管道机器人P(b)与所处管道之间实现准确定位。

宽度拓展器213与管道侧壁的顶压作用，可通过宽度拓展器213的外缘实现。或者，示范性地，沿管道机器人P(b)的宽度方向，宽度拓展器213的两端分别设置复数个滚轮213b，用于顶紧作用于管道机器人P(b)所处管道的侧壁。补充说明，管道机器人P(b)的宽度方向亦即为航向轴方向，该方向位于水平面内并与管道机器人P(b)的前进方向(即横滚轴方向)保持垂直。

其中，该复数个滚轮213b轴向铅垂，通过滚轮213b的圆周轮面与管道的侧壁发生顶压作用。示范性地，同端设置的复数个滚轮213b沿管道机器人P(b)的前进方向(即横滚轴方向)直线阵列。补充说明，于滚轮213b形式下，宽度拓展器213兼具导向作用，使管道机器人P(b)沿管道的延伸方向准确前进或后退。

示范性地，宽度拓展器213包括成对设置的拓展器部件213a。成对的拓展器部件213a之间具有沿管道机器人P(b)的宽度方向的相对滑动，从而实现宽度方向的外形尺寸的调节。

当成对的拓展器部件213a之间相对接近时，拓展后的管道机器人P(b)的宽度尺寸压缩；当成对的拓展器部件213a之间相对远离时，拓展后的管道机器人P(b)的宽度尺寸增加。

同时，在成对的拓展器部件213a之中，其中任一者上远离另一者的一端设置复数个滚轮213b，使宽度拓展器213沿管道机器人P(b)的宽度方向的两端均具有复数个滚轮213b。示范性地，同端设置的复数个滚轮213b沿管道机器人P(b)的前进方向直线阵列，形成多点接触式承载导向结构，使运动方向更为准确且运动更为平稳。

顶压组220的结构形式众多。示范性地，顶压组220包括伸缩杆221及设置于伸缩杆221顶端的压轮222。伸缩杆221具有伸缩运动能力，通过伸缩运动而调整位于其顶端的压轮222的高度位置。例如，伸缩杆221包括导套及可滑动地保持于导套上的滑杆，导套安装于拓展顶架210上，滑杆的末端设置压轮222。

压轮222可较佳地作用于管道内壁的顶部。示范性地，压轮222为万向球。万向球具有全向转动自由度，亦即球轴承。由此，压轮222可自适应地调节而与管道内壁的顶部保持贴合作用。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，包括行走拓展组件和/或顶部拓展组件：

所述行走拓展组件包括拓展底盘、拓展行走轮与挠性件，所述拓展底盘可拆卸地安装于管道机器人的下方，所述拓展行走轮可拆卸地安装于所述拓展底盘上，所述拓展行走轮通过挠性件连接于所述管道机器人的行走动力源之输出端，所述行走动力源用于提供所述管道机器人的行走动力；

所述顶部拓展组件包括拓展顶架及突出于所述拓展顶架上表的顶压组，所述拓展顶架可拆卸地安装于所述管道机器人的上方，所述顶压组可伸缩地顶紧于所述管道机器人所处管道的内壁顶部。

2.根据权利要求1所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述拓展底盘包括承载底架、底盘连接杆件与下承载板，所述拓展行走轮可拆卸地安装于所述承载底架上，所述底盘连接杆件用于连接所述承载底架与所述下承载板，所述下承载板可拆卸地安装于所述管道机器人的下方。

3.根据权利要求1所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述拓展底盘包括车轴拓宽器，所述拓展行走轮通过所述车轴拓宽器安装于所述拓展底盘上。

4.根据权利要求3所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述车轴拓宽器具有轴向伸缩能力，其轴向一端连接所述拓展底盘，另一端连接所述拓展行走轮。

5.根据权利要求3所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述车轴拓宽器为复数个并依次轴向拼接。

6.根据权利要求1所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述拓展顶架包括连接基板、顶架连接杆件与宽度拓展器，所述连接基板可拆卸地安装于所述管道机器人的顶部，所述顶架连接杆件用于连接所述连接基板与所述宽度拓展器；沿所述管道机器人的宽度方向，所述宽度拓展器的两端用于顶紧所述管道机器人所处管道的侧壁。

7.根据权利要求6所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，沿所述管道机器人的宽度方向，所述宽度拓展器的两端分别设置复数个滚轮，所述复数个滚轮轴向铅垂并用于顶紧所述管道机器人所处管道的侧壁。

8.根据权利要求7所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述宽度拓展器包括成对设置的拓展器部件；成对的拓展器部件之间具有沿所述管道机器人的宽度方向的相对滑动，其中任一者上远离另一者的一端设置复数个滚轮，同端设置的复数个滚轮沿所述管道机器人的前进方向直线阵列。

9.根据权利要求1所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述顶压组包括伸缩杆及设置于所述伸缩杆顶端的压轮。

10.根据权利要求9所述的提高管道机器人适应性的拓展装置，其特征在于，所述压轮为万向球。