專利名稱：一種增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于管道探測的自動化裝置，特別是涉及一種增力式傳感器
前置型圓形管道探測機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，管道探測機(jī)器人可以進(jìn)入一些形狀特定的管道中進(jìn)行工作，主要任務(wù)是將 管道中的情況通過安裝在機(jī)器人上的攝像頭或者檢測傳感器傳輸?shù)焦艿劳獾目刂剖?，由?制室人員判斷整個管道的運(yùn)行情況。但是，就目前技術(shù)而言，管道機(jī)器人大多直接由電機(jī)驅(qū) 動，運(yùn)行速度較快，動力部分輸出的功率較小。但因?yàn)楣艿纼?nèi)部情況復(fù)雜多變，為了確保機(jī) 器人的正常運(yùn)動，要求機(jī)器人的動力部分能夠以較大的功率輸出動力。同時，目前機(jī)器人裝 載攝像頭與傳感器的位置在機(jī)器人中部，由于機(jī)器人前半部分會對攝像頭與傳感器造成一 部分的遮擋與干擾，故所得到的圖像與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)時性受到很大影響，從而不能對 管道的運(yùn)行情況進(jìn)行正確診斷。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種增力式傳感器前置型圓形管道探測 機(jī)器人，能夠?qū)艿赖倪\(yùn)行情況進(jìn)行正確診斷。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種增力式傳感器前置型 圓形管道探測機(jī)器人，包括旋轉(zhuǎn)體、支撐體、驅(qū)動輪、支撐輪、大齒輪、小齒輪、驅(qū)動電機(jī)和聯(lián) 接管，所述的支撐輪以三角形狀連接在所述的支撐體的周圍；所述的驅(qū)動電機(jī)通過支撐體 與所述的小齒輪連接；所述的驅(qū)動輪以三角形狀連接在所述的旋轉(zhuǎn)體的周圍；所述的聯(lián)接 管安裝在所述的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線上；所述的大齒輪與旋轉(zhuǎn)體連接；所述的小齒輪與大齒 輪嚙合。 所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的支撐輪用彈簧與所述的支撐 體連接；所述的驅(qū)動輪用彈簧與所述的旋轉(zhuǎn)體連接。 所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的大齒輪通過連接螺釘與所述 的旋轉(zhuǎn)體相連。 所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的聯(lián)接管利用軸承分別與所述
的旋轉(zhuǎn)體和大齒輪隔離。 有益效果 由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積 極效果本實(shí)用新型采用齒輪嚙合的方式增加機(jī)器人動力系統(tǒng)的輸出力矩，從而確保機(jī)器 人能在管道內(nèi)正常運(yùn)動。與此同時通過齒輪嚙合的方式還使機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)軸線偏離了驅(qū)動 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線，并在機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)軸線上引入了聯(lián)接管，使得攝像頭與傳感器可安裝在 機(jī)器人前端，攝像頭與傳感器的信號線分布在機(jī)器人旋轉(zhuǎn)軸線上的聯(lián)接管內(nèi)，故攝像頭與 傳感器的信號線不會因?yàn)闄C(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而發(fā)生纏繞，使得攝像頭與傳感器不受干擾且實(shí)時地采集管道內(nèi)部的大量信息，從而反映整個管道的真實(shí)情況。由于驅(qū)動輪和支撐輪均 使用勁度系數(shù)大的彈簧與機(jī)器人本體間接相連，這樣的連接方式可以使機(jī)器人對圓形管道 內(nèi)徑大小具有一定的自適應(yīng)性，利用攝像頭與傳感器完成對管道內(nèi)部大量信息的采集與輸 送，使得本實(shí)用新型可用于流通具有腐蝕性、毒性氣體或者液體管道或復(fù)雜管道的內(nèi)壁及 管道腔體信息的探測。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式中管道探測機(jī)器人的總體裝配圖； 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式中管道探測機(jī)器人的正向視圖； 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式中管道探測機(jī)器人的原理結(jié)構(gòu)局部剖視圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本 實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申 請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。 本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，包括 旋轉(zhuǎn)體1、支撐體5、驅(qū)動輪2、支撐輪7、大齒輪3、小齒輪4、驅(qū)動電機(jī)6和聯(lián)接管8，所述的 支撐輪7以三角形狀連接在所述的支撐體5的周圍；所述的驅(qū)動電機(jī)6通過支撐體5與所 述的小齒輪3連接；所述的驅(qū)動輪2以三角形狀連接在所述的旋轉(zhuǎn)體1的周圍；所述的聯(lián)接 管8安裝在所述的旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)軸線上；所述的大齒輪3與旋轉(zhuǎn)體1連接；所述的小齒 輪4與大齒輪3嚙合。由于采用齒輪嚙合的方式增加機(jī)器人動力系統(tǒng)的輸出力矩，從而確
保機(jī)器人能在管道內(nèi)正常運(yùn)動，與此同時通過齒輪嚙合的方式還使機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)軸線偏離 了驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線，為有線攝像頭和傳感器的布線工作創(chuàng)造了條件。由于在機(jī)器人旋 轉(zhuǎn)軸線上引入聯(lián)接管，聯(lián)接管的前端可加載攝像頭與傳感器，即在機(jī)器人的前端安裝攝像 頭與傳感器，所以能夠更為準(zhǔn)確的得知管道內(nèi)的真實(shí)情況。 所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的支撐輪7用彈簧與所述的支
撐體5連接；所述的驅(qū)動輪2用彈簧與所述的旋轉(zhuǎn)體1連接。由于驅(qū)動輪2和支撐輪7均
使用彈性系數(shù)大的彈簧與機(jī)器人本體間接相連，這樣的連接方式可以使機(jī)器人對圓形管道
內(nèi)徑大小具有一定的自適應(yīng)性，再利用攝像頭與傳感器完成對管道內(nèi)部大量信息的采集與
輸送，使得機(jī)器人可用于流通具有腐蝕性、毒性氣體或者液體管道或復(fù)雜管道的內(nèi)壁及管
道腔體信息的探測。所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的大齒輪3通過連接
螺釘10與所述的旋轉(zhuǎn)體1相連。所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人的聯(lián)接
管8利用軸承9分別與所述的旋轉(zhuǎn)體1和大齒輪3隔離，這樣的結(jié)構(gòu)保證分布在機(jī)器人旋
轉(zhuǎn)軸線上的聯(lián)接管內(nèi)的攝像頭與傳感器的信號線不會因?yàn)闄C(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而發(fā)生纏繞，
同時避免金屬管壁造成的信號失真，這樣便完成了管道內(nèi)部信號的采集與輸送。 圖1所示的是管道探測機(jī)器人的總體裝配圖，其中，三個支撐輪7安裝在機(jī)器人支
撐體5的周圍，這三個支撐輪7和支撐體5用于支撐機(jī)器人和承載驅(qū)動電機(jī)6。驅(qū)動電機(jī)6
通過支撐體5和聯(lián)軸器驅(qū)動小齒輪4旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動與其嚙合的大齒輪3帶動旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，這種采用小齒輪4驅(qū)動大齒輪3的方式增加了動力系統(tǒng)的輸出力矩。由于小齒輪4帶動大 齒輪3做旋轉(zhuǎn)，所以小齒輪4為主動齒輪，大齒輪3為從動齒輪。三個驅(qū)動輪2以三角形狀， 且與水平面呈一定角度連接在旋轉(zhuǎn)體1的周圍，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體1旋轉(zhuǎn)時，可以驅(qū)動整個機(jī)器人在 圓形管道內(nèi)進(jìn)行前進(jìn)和后退。 圖2所示的是管道探測機(jī)器人的正向視圖，支撐輪7采用非固定式連接的方式與 支撐體5相連，驅(qū)動輪2同樣采用非固定式連接的方式與旋轉(zhuǎn)體1相連，即都使用彈性系數(shù) 大的彈簧連接。這樣的連接方式可以使機(jī)器人對圓形管道內(nèi)徑大小具有一定的自適應(yīng)性， 從而增加機(jī)器人的使用范圍。從圖中可發(fā)現(xiàn)，采用主動小齒輪4和從動大齒輪3嚙合的方 式，使得驅(qū)動電機(jī)6的旋轉(zhuǎn)軸線偏離了旋轉(zhuǎn)體1的旋轉(zhuǎn)軸線，從而為有線攝像頭和傳感器的 布線工作創(chuàng)造了條件。 從圖3中可知，主動小齒輪4和從動大齒輪3的嚙合是靠聯(lián)接管8和驅(qū)動電機(jī)6的 軸心距不變來保證的。當(dāng)從動大齒輪4旋轉(zhuǎn)時，通過連接螺釘10帶動旋轉(zhuǎn)體1轉(zhuǎn)動。機(jī)器 人所攜帶的攝像頭和傳感器安裝在聯(lián)接管8的前端，即整個機(jī)器人的前端。旋轉(zhuǎn)體1和從 動大齒輪4通過軸承9與聯(lián)接管8分離，這樣的結(jié)構(gòu)保證了當(dāng)旋轉(zhuǎn)體1與從動大齒輪3在 旋轉(zhuǎn)時，聯(lián)接管8保持靜止?fàn)顟B(tài)，從而防止了攝像頭和傳感器的信號線纏繞而造成的損壞， 攝像頭與傳感器的信號線通過聯(lián)接管的內(nèi)腔，送出至控制室，使得技術(shù)人員能夠不受干擾 且實(shí)時地看到管道內(nèi)部的大量信息。
權(quán)利要求一種增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，包括旋轉(zhuǎn)體(1)、支撐體(5)、驅(qū)動輪(2)、支撐輪(7)、大齒輪(3)、小齒輪(4)、驅(qū)動電機(jī)(6)和聯(lián)接管(8)，其特征在于，所述的支撐輪(7)以三角形狀連接在所述的支撐體(5)的周圍；所述的驅(qū)動電機(jī)(6)通過支撐體(5)與所述的小齒輪(4)連接；所述的驅(qū)動輪(2)以三角形狀連接在所述的旋轉(zhuǎn)體(1)的周圍；所述的聯(lián)接管(8)安裝在所述的旋轉(zhuǎn)體(1)的旋轉(zhuǎn)軸線上；所述的大齒輪(3)與旋轉(zhuǎn)體(1)連接；所述的小齒輪(4)與大齒輪(3)嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，其特征在于，所 述的支撐輪(7)用彈簧與所述的支撐體(5)連接；所述的驅(qū)動輪(2)用彈簧與所述的旋轉(zhuǎn) 體(1)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，其特征在于，所 述的大齒輪(3)通過連接螺釘(10)與所述的旋轉(zhuǎn)體(1)相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，其特征在于，所 述的聯(lián)接管(8)利用軸承(9)分別與所述的旋轉(zhuǎn)體(1)和大齒輪(3)隔離。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種增力式傳感器前置型圓形管道探測機(jī)器人，包括旋轉(zhuǎn)體、支撐體、驅(qū)動輪、支撐輪、大齒輪、小齒輪、驅(qū)動電機(jī)和聯(lián)接管，所述的支撐輪以三角形狀連接在支撐體的周圍；所述的驅(qū)動電機(jī)通過支撐體與小齒輪連接；所述的驅(qū)動輪以三角形狀連接在旋轉(zhuǎn)體的周圍；所述的聯(lián)接管安裝在旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線上；所述的大齒輪與旋轉(zhuǎn)體連接；所述的小齒輪與大齒輪嚙合。由于采用齒輪嚙合的方式，增加了機(jī)器人動力系統(tǒng)的輸出力矩，從而確保機(jī)器人能在管道內(nèi)正常運(yùn)動。與此同時還使機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)軸線偏離了驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線，使得攝像頭與傳感器可安裝在機(jī)器人前端，從而能夠?qū)艿赖倪\(yùn)行情況進(jìn)行正確診斷。
文檔編號F17D5/00GK201547503SQ20092021412
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者吳月明, 周虎, 陳棟梁 申請人:東華大學(xué)