對稱v型管道機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對稱V型管道機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]管道機器人是一種可沿管道自動行走，攜帶有一種或多種傳感器，在遙控操縱或計算機控制下能在極其惡劣的環(huán)境中進行一系列管道作業(yè)的機電儀一體化系統(tǒng)。各工業(yè)發(fā)達國家管道方面做了大量研究工作，其中日本從事管道機器人研究的人員最多，成果也最多。管道機器人從驅(qū)動方式看主要有車輪式、履帶式、蠕動式、爬行式等幾類。多數(shù)管道機器人是貼于管道底部爬行，對管道環(huán)境適應(yīng)能力差，特別是在管道底部有淤泥環(huán)境下，現(xiàn)有管道機器人很難爬行。另外在管道直徑有變化情況下，普通支撐于管壁的管道機器人也很難適應(yīng)。再者，一般支撐于管道兩側(cè)壁面的管道機器人在初始放入管道時比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種對稱V型管道機器人，通過銷軸連接，可以使得一側(cè)V型的兩個驅(qū)動腿向前傾斜，快速進入管道;單側(cè)驅(qū)動腿之間通過拉簧拉攏，因此機器人在管道內(nèi)具有第一級的變形能力，兩側(cè)的驅(qū)動腿之間通過彈簧連接，具有第二級變形能力，通過兩級變形，該管道機器人可以適應(yīng)更多尺寸范圍管道。也具有自適應(yīng)通過變截面管道的能力，搭載各類傳感器，可以適用于檢測多種尺寸大小管道的空蝕、破損問題。
[0004]本實用新型包括殼體、驅(qū)動電機、驅(qū)動腿一、驅(qū)動腿二、支撐桿、彈簧筒、攝像頭和驅(qū)動輪組件;所述的攝像頭設(shè)置在殼體前部;所述的彈簧筒固定在殼體內(nèi)；兩根支撐桿內(nèi)端對稱套置在彈簧筒內(nèi)，并通過彈簧連接;支撐桿外端與驅(qū)動腿一、驅(qū)動腿二的內(nèi)端通過銷軸鉸接;所述驅(qū)動腿一與驅(qū)動腿二的中部通過拉簧連接;所述的驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二內(nèi)均固定驅(qū)動電機;驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二的外端均設(shè)有驅(qū)動輪組件;所述的驅(qū)動輪組件包括主動錐齒輪、從動錐齒輪和驅(qū)動輪;所述的主動錐齒輪固定在驅(qū)動電機的輸出軸上，并與從動錐齒輪嚙合;所述的從動錐齒輪固定在驅(qū)動輪的輪軸上;驅(qū)動輪的輪軸與驅(qū)動腿鉸接。
[0005]所述的驅(qū)動腿一與驅(qū)動腿二呈V型布置。
[0006]四個驅(qū)動輪組件前后、左右均對稱設(shè)置。
[0007]本實用新型具有的有益效果:
[0008]1、方便機器人初始進入管道。通過銷軸連接，可以使得一側(cè)V型的兩個驅(qū)動腿向前傾斜，快速進入管道。
[0009]2、二級變形結(jié)構(gòu)，提高管道內(nèi)的適應(yīng)能力，可以在管徑變化較大的管內(nèi)通行:單側(cè)驅(qū)動腿之間通過拉簧拉攏，因此機器人在管道內(nèi)具有第一級的變形能力，兩側(cè)的驅(qū)動腿之間通過彈簧連接，具有第二級變形能力。
[0010]3、單側(cè)兩個驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)可以使這一側(cè)驅(qū)動腿分開，瞬間改變單側(cè)驅(qū)動輪與管壁之間的附著力，到達調(diào)整機器人姿態(tài)目的。
【附圖說明】
[ΟΟ??]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2為本實用新型初始進入管道圖；
[0013]圖3為本實用新型通過最大尺寸管道圖；
[0014]圖4為本實用新型通過中等尺寸管道圖；
[0015]圖5為本實用新型通過最小尺寸管道圖。
[0016]圖中:1、驅(qū)動電機;2、主動錐齒輪;3、從動錐齒輪;4、輪軸;5、驅(qū)動輪;6、驅(qū)動腿一；
7、銷軸;8、驅(qū)動腿一.;9、拉貪；10、支撐桿;11、彈貪；12、彈貪筒;13、殼體;14、攝像頭。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示，對稱V型管道機器人，包括殼體13、驅(qū)動電機1、驅(qū)動腿一 6、驅(qū)動腿二 8、支撐桿10、彈簧筒12、攝像頭14和驅(qū)動輪組件。攝像頭14設(shè)置在殼體前部;彈簧筒12固定在殼體內(nèi)；兩根支撐桿10內(nèi)端對稱套置在彈簧筒12內(nèi)，并通過彈簧11連接;支撐桿10外端與驅(qū)動腿一 6、驅(qū)動腿二 8的內(nèi)端通過銷軸7鉸接;驅(qū)動腿一6與驅(qū)動腿二 8呈V型布置，且中部通過拉簧9連接;驅(qū)動腿一 6和驅(qū)動腿二 8內(nèi)均固定驅(qū)動電機I;驅(qū)動腿一 6和驅(qū)動腿二 8的外端均設(shè)有驅(qū)動輪組件；四個驅(qū)動輪組件前后、左右均對稱設(shè)置;驅(qū)動輪組件包括主動錐齒輪2、從動錐齒輪3和驅(qū)動輪5;主動錐齒輪2固定在驅(qū)動電機I的輸出軸上，并與從動錐齒輪3嚙合；從動錐齒輪3固定在驅(qū)動輪5的輪軸4上;驅(qū)動輪5的輪軸4與驅(qū)動腿6鉸接。
[0019]該對稱V型管道機器人，工作原理如下:
[0020]驅(qū)動電機I驅(qū)動主動錐齒輪2轉(zhuǎn)動，與主動錐齒輪2嚙合的從動錐齒輪3通過輪軸4帶動驅(qū)動輪5旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動腿一 6、驅(qū)動腿二 8可繞銷軸7轉(zhuǎn)動，并根據(jù)管道實際情況拉動拉簧9，在彈力作用下，四個驅(qū)動輪組件的驅(qū)動輪緊貼管壁，在驅(qū)動力作用下管道機器人沿著管壁前行。
[0021]如圖2所示，該管道機器人在開始進入管道時，對稱的兩個驅(qū)動腿一6、驅(qū)動腿二8繞銷軸7轉(zhuǎn)動一個角度，使得管道機器人前端變窄小于管道直徑，前部的兩個驅(qū)動輪5進入管道后，帶動管道機器人前行，隨后后部的兩個驅(qū)動輪也進入管道。
[0022]如圖3、4、5所示，單側(cè)驅(qū)動腿一 6、驅(qū)動腿二8之間通過拉簧9拉攏，因此機器人在管道內(nèi)具有第一級的變形能力，驅(qū)動腿一6、驅(qū)動腿二8與其對稱的驅(qū)動腿之間通過彈簧11連接，具有第二級變形能力，通過兩級變形，該管道機器人可以適應(yīng)更多尺寸范圍管道。
[0023]該對稱V型管道機器人通過由銷軸連接的鉸鏈和彈簧實現(xiàn)二級實時變形，可以在開始階段方便快速進入管道，能夠在尺寸不同的管道內(nèi)通行;可以隨管道尺寸自動調(diào)整角度，在驅(qū)動力和彈簧彈力的作用下，該管道機器人可以牢固貼附在管壁上；由于管道環(huán)境復(fù)雜，多數(shù)管道底部有積水、淤泥等障礙物，該管道機器人始終在管道中間通行，可以最大限度地避底部水、淤泥等障礙物。該管道機器人每個驅(qū)動腿由一個驅(qū)動電機，通過電機轉(zhuǎn)向可以調(diào)整姿態(tài)，更有利于管道機器人在復(fù)雜的環(huán)境中工作。
[0024]上述實施例僅表示本實用新型的個案，任何依據(jù)本實用新型技術(shù)方案的結(jié)合，如:驅(qū)動輪增加，電機位置的改變，均理解為未脫離本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.對稱V型管道機器人，包括殼體、驅(qū)動電機、驅(qū)動腿一、驅(qū)動腿二、支撐桿、彈簧筒、攝像頭和驅(qū)動輪組件，其特征在于:所述的攝像頭設(shè)置在殼體前部;所述的彈簧筒固定在殼體內(nèi)；兩根支撐桿內(nèi)端對稱套置在彈簧筒內(nèi)，并通過彈簧連接;支撐桿外端與驅(qū)動腿一、驅(qū)動腿二的內(nèi)端通過銷軸鉸接;所述驅(qū)動腿一與驅(qū)動腿二的中部通過拉簧連接;所述的驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二內(nèi)均固定驅(qū)動電機;驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二的外端均設(shè)有驅(qū)動輪組件;所述的驅(qū)動輪組件包括主動錐齒輪、從動錐齒輪和驅(qū)動輪;所述的主動錐齒輪固定在驅(qū)動電機的輸出軸上，并與從動錐齒輪嚙合;所述的從動錐齒輪固定在驅(qū)動輪的輪軸上;驅(qū)動輪的輪軸與驅(qū)動腿鉸接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱V型管道機器人，其特征在于:所述的驅(qū)動腿一與驅(qū)動腿二呈V型布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱V型管道機器人，其特征在于:四個驅(qū)動輪組件前后、左右均對稱設(shè)置。
【專利摘要】本實用新型公開了對稱V型管道機器人。普通管道機器人很難適應(yīng)變直徑管道，且初始放入管道較困難。本實用新型的彈簧筒固定在殼體內(nèi)；兩根支撐桿內(nèi)端對稱套置在彈簧筒內(nèi)，并通過彈簧連接；支撐桿外端與驅(qū)動腿一、驅(qū)動腿二的內(nèi)端通過銷軸鉸接；驅(qū)動腿一與驅(qū)動腿二的中部通過拉簧連接；驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二內(nèi)均固定驅(qū)動電機；驅(qū)動腿一和驅(qū)動腿二的外端均設(shè)有驅(qū)動輪組件；驅(qū)動輪組件包括主動錐齒輪、從動錐齒輪和驅(qū)動輪；主動錐齒輪固定在驅(qū)動電機的輸出軸上，并與從動錐齒輪嚙合；從動錐齒輪固定在驅(qū)動輪的輪軸上；驅(qū)動輪的輪軸與驅(qū)動腿鉸接。本實用新型可使一側(cè)V型的兩個驅(qū)動腿向前傾斜快速進入管道，且可以自適應(yīng)通過變截面管道。
【IPC分類】F16L55/32, F16L55/40
【公開號】CN205315946
【申請?zhí)枴緾N201620018495
【發(fā)明人】徐高歡, 謝怡杰, 楊光, 張夏良, 錢錦芳, 潘聰華
【申請人】浙江水利水電學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日