CN210978970U - 一种管道检测蠕动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管道检测蠕动机器人，包括电磁驱动装置、十字万向轴转向结构和阿基米德螺旋片固定装置，可以使机器人在管道中自由行走并且能够适应不同的管径尺寸和管径转向。本实用新型的机器人具有速度可调、结构简单、体积较小、适用范围广、寿命长的特点。

Description

一种管道检测蠕动机器人

技术领域

本实用新型属于管道检测机器人技术领域，尤其涉及管道检测蠕动机器人。

背景技术

管道运输作为现今重要的运输途径之一，在石油运输、天然气运输和给排水运输等领域发挥着重要的作用。随着管道运输时间的增长，其内部会出现各种各样的问题，如腐蚀、裂缝、淤积等，这对管道的正常运输产生了严重的影响。因此需要对对管道经行定期检修或其它作业，以确保管道运输的正常使用。但是现有的管道检测蠕动机器人主要存在蠕动不可靠的问题，此外，还存在使用不灵活、无法适用不同管径管道的问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种蠕动式管道行走机器人，主要解决管道检测蠕动机器人蠕动不可靠的问题，同时还能解决目前管道检测机器人使用不灵活、无法适用不同管径管道的问题。

为此，本实用新型采取如下技术方案：

一种管道检测蠕动机器人，包括前机体以及通过连接结构与前机体连接的后机体，所述的前机体包括螺旋固定装置以及电磁驱动装置；

所述的螺旋固定装置包括伺服电机、预紧固定盘、预紧齿轮以及螺旋片；所述伺服电机固定安装在预紧固定盘的一个端面，预紧固定盘的另一端面安装有多个预紧齿轮，预紧齿轮与伺服电机配合连接；在所述预紧齿轮上固定有螺旋片，螺旋片在伺服电机的驱动下随着预紧齿轮的转动进行收缩和张开；

所述的电磁驱动装置包括柱状中空的外壳、电磁滑阀和支撑盘，在所述外壳内部周向设置有多个圆形滑槽，在所述圆形滑槽四周设置有电磁线圈；所述的圆形滑槽与所述的电磁滑阀的一端配合，电磁滑阀的另一端固定在支撑盘的一端；所述支撑盘的另一端与螺旋固定装置连接；在支撑盘与外壳之间的电磁滑阀上安装有弹性装置，所述弹性装置分别与支撑盘和外壳的端面接触；

前机体和后机体的结构相同并且以连接结构为对称中心。

进一步，所述的连接结构包括十字万向连接轴，所述十字万向连接轴的两端分别固定连接在前机体与后机体的外壳端面，能够使得前机体和后机体灵活转向。

进一步，在外壳的周向方向上均匀布置有三个支撑行走机构；

所述支撑行走机构包括固定底座、行走轮和伸缩杆，所述固定底座连接在外壳上，并通过铰接的形式将伸缩杆的一段连接，在伸缩杆的另一端铰接有可旋转的行走轮连接支座，行走轮与支座通过铰接的方式连接。

进一步，所述的螺旋片为基于阿基米德螺旋原理设计的螺旋片。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型采用电磁驱动装置提供前进的动力，通过电磁线圈的通电和断电使得，前(后)机体和后机体当中的伸缩弹簧处于自然平衡(压缩)状态从而使得行走机构带动外壳向前移动，真正实现蠕动功能，蠕动可靠。

(2)本实用新型的蠕动机器人，前后机体连接采用十字万向轴，可以使得整个机体在管道行走过程中灵活适应管道的转向。

(3)本实用新型的蠕动机器人，具有的机体行走机构，其中伸缩杆中装有弹簧，使得伸缩杆可以沿杆径向方向移动，以此可以适应不同管径大小的管道，并能很好地适应管道的弯曲和转向。

(4)本实用新型的蠕动机器人，采用了基于阿基米德螺旋线的性质所设计的阿基米德螺旋固定片，收缩和固定过程简单方便。同时，本实用新型的蠕动机器人，行走方式采用了电磁驱动的蠕动前进形式，控制过程简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为前机体的主视图；

图3为前机体的左视图；

图4A为前机体局部视图；

图4B为圆形外壳的剖视图；

图5为电磁滑阀；

图6为十字万向连接轴；

图7A为阿基米德螺旋片收缩时的结构；

图7B为阿基米德螺旋片张开时的结构；

图7C为预紧齿轮；

图8为行走机构。

图中，1-伺服电机，101-螺栓，2-预紧支撑盘，3-预紧齿轮，4-螺旋片，5-电磁滑阀，501-电磁滑阀配合齿轮端，502-电磁滑阀配合滑槽端，6-弹性装置，7-外壳，701-圆形滑槽，8-电磁线圈，9-支撑行走结构，901-底座，902-支撑杆，903-伸缩杆，904-行走轮，10-十字万向连接轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所述的前机体以及后机体，其中的“前”“后”并没有绝对的先后顺序，名称中的“前”“后”也不是绝对不变，以机器人先进入管道的一端为前机体，否则为后机体。

另，本实用新型所述的螺旋片优先采用基于阿基米德螺旋线原理设计的螺旋片。目前，阿基米德螺旋线的应用很广泛，比如螺旋叶片，螺旋输送机等，螺旋片具体结构可以参照附图的设计，以能实现当电磁线圈通电和断电时，能随预紧齿轮一起实现收缩和展开为准。

实施例1：

本实施例提供一种管道检测蠕动机器人，包括前机体以及通过连接结构与前机体连接的后机体，所述的前机体包括螺旋固定装置以及电磁驱动装置；所述的螺旋固定装置包括伺服电机1、预紧支撑盘2、预紧齿轮3以及螺旋片4；所述伺服电机1固定安装在预紧支撑盘2的一个端面，预紧支撑盘2的另一端面安装有多个预紧齿轮3，预紧齿轮3与伺服电机1配合连接；在所述预紧齿轮3上固定有螺旋片4，螺旋片4在伺服电机1的驱动下随着预紧齿轮3的转动进行收缩和张开；所述的电磁驱动装置包括柱状中空的外壳7和电磁滑阀5，在所述外壳7内部周向设置有多个圆形滑槽701，在所述圆形滑槽701四周设置有电磁线圈8；所述圆形滑槽701与所述电磁滑阀5的一端配合，电磁滑阀5的另一端固定在预紧支撑盘2的一端；所述预紧支撑盘2的另一端与螺旋固定装置连接；在预紧支撑盘2与外壳7之间的电磁滑阀5上安装有弹性装置6，所述弹性装置6分别与预紧支撑盘2和外壳7的端面接触；前机体和后机体的结构相同并且以连接结构为对称中心。通过电磁线圈的通电和断电使得，前(后)机体和后机体当中的伸缩弹簧处于自然平衡(压缩)状态从而使得行走机构带动外壳向前移动，真正实现蠕动功能，蠕动可靠。

进一步，所述的连接结构包括十字万向连接轴10，所述十字万向连接轴10的两端分别固定连接在前机体与后机体的外壳端面，能够使得前机体和后机体灵活转向。

进一步，在外壳的周向方向上均匀布置有三个支撑行走机构9；所述支撑行走机构包括底座901、行走轮904和伸缩杆903，所述底座901连接在外壳7上，并通过铰接的形式将伸缩杆903的一端连接，在伸缩杆903的另一端铰接有可旋转的行走轮连接支座，行走轮904与行走轮连接支座通过铰接的方式连接。使得伸缩杆可以沿杆径向方向移动，以此可以适应不同管径大小的管道，并能很好地适应管道的弯曲和转向

所述的螺旋片为基于阿基米德螺旋原理设计的螺旋片，能在伺服电机的驱动下随着预紧齿轮一起转动，实现收缩和伸开。

本实用新型管道检测蠕动机器人的使用原理如下：

将蠕动机器人置于要检测的管道中时，由电磁驱动装置提供前进的动力。具体实施时，首先由固定在前机体预紧支撑盘2上的伺服电机1驱动预紧齿轮3转动，使得固定在预紧齿轮3上的阿基米德螺旋片4向外伸展，直至接触到管壁并产生一定的预紧力，此时电磁线圈8未通电，前机体和后机体当中的伸缩弹簧6处于自然平衡状态。然后将电磁线圈8通电，电磁滑阀5在受到电磁力的作用下进行移动，使得伸缩弹簧6处于压缩状态，在此过程中由于电磁力的作用使得前机体和后机体中的圆形外壳7在行走机构9的支撑下向前移动，当伸缩弹簧6的预紧力和电磁力平衡时机体停止移动。接下来，后机体中的伺服电机1驱动阿基米德螺旋片4张紧于管壁，前机体中的阿基米德螺旋片4收回，然后将电磁线圈8断电，此时整个机体又在伸缩弹簧6预紧力的作用下向前移动，直至伸缩弹簧6处于自然平衡状态(如图7A和7B所示，分别为阿基米德螺旋片处于收缩和张开时的结构状态)。接下来通过控制电磁线圈8的通电与断电状态就可以驱动机器人反复执行上述过程，实现蠕动前进的功能。

进一步，如图6所示，是用于连接前后机体的十字万向轴，可以使得整个机体在管道行走过程中灵活适应管道的转向。如图8所示为机体的行走机构，其中伸缩杆903中装有弹簧，使得伸缩杆可以沿杆径向方向移动。此行走机构9可以适应不同管径大小的管道。

Claims (4)

1.一种管道检测蠕动机器人，包括前机体以及通过连接结构与前机体连接的后机体，其特征在于，所述前机体包括螺旋固定装置以及电磁驱动装置；

所述螺旋固定装置包括伺服电机(1)、预紧支撑盘(2)、预紧齿轮(3)以及螺旋片(4)；所述伺服电机(1)固定安装在预紧支撑盘(2)的一个端面，预紧支撑盘(2)的另一端面安装有多个预紧齿轮(3)，预紧齿轮(3)与伺服电机(1)配合连接；在所述预紧齿轮(3)上固定有螺旋片(4)，螺旋片(4)在伺服电机(1)的驱动下随着预紧齿轮(3)的转动进行收缩和张开；

所述电磁驱动装置包括柱状中空的外壳(7)和电磁滑阀(5)，在所述外壳(7)内部周向设置有多个圆形滑槽(701)，在所述圆形滑槽(701)四周设置有电磁线圈(8)；所述圆形滑槽(701)与所述电磁滑阀(5)的一端配合，电磁滑阀(5)的另一端固定在预紧支撑盘(2)的一端；所述预紧支撑盘(2)的另一端与螺旋固定装置连接；在预紧支撑盘(2)与外壳(7)之间的电磁滑阀(5)上安装有弹性装置(6)，所述弹性装置(6)分别与预紧支撑盘(2)和外壳(7)的端面接触；

所述前机体和后机体的结构相同并且以所述连接结构为对称中心对称。

2.如权利要求1所述管道检测蠕动机器人，其特征在于，所述连接结构包括十字万向连接轴(10)，所述十字万向连接轴(10)的两端分别固定连接在前机体与后机体的外壳端面，能够使得前机体和后机体灵活转向。

3.如权利要求1所述管道检测蠕动机器人，其特征在于，在外壳的周向方向上均匀布置有三个支撑行走机构(9)；

所述支撑行走机构包括底座(901)、行走轮(904)和伸缩杆(903)，所述底座(901)连接在外壳(7)上，并通过铰接的形式将伸缩杆(903)的一端连接，在伸缩杆(903)的另一端铰接有可旋转的行走轮连接支座，行走轮(904)与行走轮连接支座通过铰接的方式连接。

4.如权利要求1所述管道检测蠕动机器人，其特征在于，所述螺旋片为基于阿基米德螺旋原理设计的螺旋片。

Images