CN2933744Y - 连杆蠕行管道机器人 - Google Patents

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张利霞
杨志成
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Abstract

本实用新型连杆蠕行管道机器人属于管道机器人领域，由两个***、若干个连杆机构、连接器首尾连接而成，它靠电能转化为连杆机构伸缩的机械能，再转化为整个装置的动能实现各种运动。本装置结构简单，成本低廉，可靠性高、安装方便、运动速度快。

Description

连杆蠕行管道机器人
所属技术领域
本实用新型涉及一种在管道中作业的蠕行机器人装置。
背景技术
目前，在众所周知的管道监测和维修领域中，经常需要机器人进入管道中作业。管道机器人大致分为两种：一种为行走机器人，另一种为蠕行机器人。行走机器人结构复杂，技术要求高，成本高，适应性和稳定性较差。蠕行机器人的适应性和稳定性较好，但也存在一些问题，如《弹簧蠕行管道机器人》(刊号ISSN1008-4274作者戴中华《2003年发明专利申请公开说明书》一文中提到弹簧蠕行管道机器人利用电磁能转化为弹簧的弹性势能，在转化为整个运动装置的动能，从而使装置运行。它存在如下问题：1，只适应铁质管道，事实上随着材料科学的发展，不同的环境需求，更多的新型材质管道出现，这种机器人就不能完全派上用场；2，对弹簧的要求较高，弹簧的弹性势能要与电磁能匹配，否则弹簧弹性过大过小都不能使弹簧正常的收缩，机器人也不能正常的工作；3，机器人装置效率低，电磁能转化为弹簧的弹性势能，再转化为整个运动装置的动能，机器人的靠的是各个弹簧的压缩依次前进，前进时后面的弹簧会对前面弹簧的压缩有反作用力，后面的***没有到达预定位置，从而使得前进的位移变小，影响了机器人的前进速度，降低了使用效率；4，可靠性差，当跨越大障碍物时，装置的电磁***D线圈依次通电，将各电磁***依次起到高于障碍物，从而跨过障碍物，因为十多个电磁***之间是相互吸引，很难控制弹簧按预定方向变形。
发明内容
为了克服现有的弹簧蠕行管道机器人的不足，本实用新型提供一种新型的连杆蠕行管道机器人，该连杆蠕行管道机器人不仅能适应进入各种材质管道中作业，而且能方便的前进后退，行进中可以因管道的管径变化调整自身的大小。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：利用电能转化为连杆机构伸缩的机械能使之运行。本实用新型由N个可伸缩的连杆机构和2个***首尾连接而成。连杆机构为单节或多节连杆均可。两端的***内部由一个头部转动电机和两个伸缩臂组合而成；头部转动电机可以调整管道机器人的运动方向，伸缩臂是一个与管壁接触不易滑动的定位装置，***和连杆机构之间有可转动的固定装置。两端的***和连杆机构之间有电动马达和齿轮盘连接，连杆机构之间连接为紧凑型多向连接器，便于机器人拐弯和翻身。电源可以内置，也可外接。
本实用新型的有益效果是，可以在各种材质的管道中行进、停留、后退，同时，方便地拐弯、调头、翻身、跨越障碍，自身结构简单，维修方便。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型在水平直管道中运动的示意图。
图2是本实用新型在管道中拐弯运动时示意图。
图3是本实用新型在竖直管道中运动的示意图。
图4是本实用新型跨越障碍时的运动示意图。
图5是本实用新型连杆机构结构示意图。
图6是本实用新型的连接器结构示意图。
图7是本实用新型的***结构示意图。
图中各部分名称如下：1.***，2.伸缩臂，3.小伸缩臂，4.电磁阀，5.连杆机构，6.连接器，7.障碍物，8.电动马达，9.齿轮盘，10.电磁阀，11.***外壳，12.管道，13.连接环，14离合装置。
具体实施方式
在图1中，由***(1)、连杆机构(5)、连接器(6)、连杆机构(5)和***(1)首尾连接而成。在***(1)上装有两个可以伸缩的伸缩臂(2)。伸缩臂(2)根据需要伸缩，当伸缩臂(2)通电时，使伸缩臂伸长到管道内壁，如果两个伸缩臂同时伸出，两个臂的张力可以使***固定不动。当机器人需要前进时，后面的***(1)伸出两个伸缩臂(2)固定后面***的位置，然后两个连杆机构(5)上的电磁阀(4)通电动作，带动小伸缩臂(3)收缩，使得两个连杆机构(5)整体延长，此时机器人身体达到最长。稳定后，前面的***(1)再伸出两个伸缩臂(2)到管道内壁；后面的***(1)收回它的两个伸缩臂(2)，两个电磁阀(4)同时伸长，两个连杆机构(5)同时收缩，此时机器人身体达到最短。这样机器人就前进了两个连杆机构(5)的伸长与收缩时身体的差距。接着进入下一个周期的运动，如此周而复始，整个装置将产生预定的动作，若交换前后***的通电顺序，整个机器人就会产生向后的动作。
在图2所示实施例中，在每个连杆机构(5)一端(与***的接触侧)分别装有齿轮盘(9)，在每个***(1)的一端装有减速的电动马达(8)。齿轮盘(9)与电动马达(8)之间是齿轮连接。当机器人需要拐弯时，电动马达(8)工作，调整前面的***(1)与连杆机构(5)之间的角度，当电磁阀(4)动作时，机器人就顺利地调整运动方向，完成拐弯动作。如果拐弯角度较小时，还可以调整两个连杆机构(5)上的电磁阀(4)先后次序，机器人部分延长身体，方便拐弯；另外，连接器(6)也可以调整两个连杆机构(5)之间的角度，机器人弯曲方便拐弯。
在图4所示实施例中，***(1)内部装有一个离合装置(14)，离合装置(14)可以切换电动马达工作负载。当机器人需要跨越障碍物(7)时，离合装置(14)通电将电动马达脱离齿轮盘(9)而与***外壳(11)上的齿轮连接，电动马达(8)调整***自身旋转90度，后面因为有连接器(6)的作用，机器人后面的部分不会影响前面部分的动作，伸缩臂(2)根据需要伸缩，当伸缩臂(2)通电时，使伸缩臂单臂伸长到***高度高于障碍物(7)高度时，机器人就可以跨越障碍物(7)继续前进了。

Claims (3)

1.一种连杆蠕行管道机器人，其特征是：由两个***、若干个连杆机构、连接器首尾连接而成。
2.根据权利要求1所述的连杆蠕行管道机器人，其特征是：连杆机构一端的齿轮盘与***的电动马达之间是齿轮连接。
3.根据权利要求1所述的连杆蠕行管道机器人，其特征是***内部有两个电动的伸缩臂。
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