[实用新型]一种自适应管道机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人的技术领域，尤其涉及对管道检测、清理、维护的机器人的技术领域。

背景技术

机器人技术是集自动控制技术、机械设计制造、人工智能、测试技术、信息技术、计算技术于一体的综合技术，代表着一个国家上述技术的发展水平和集成应用水平，也在一定程度上反映了一个国家的工业化水平。

在管道得到广泛使用的今天，管道的检测、清理、维护，成了一个亟待解决的问题。但是，管道的封闭性以及工作环境决定了这项工作的艰难。时至今日，经过各国学者的努力，虽然也已经出现了各种类别的管道机器人，但是都或多或少地存在一些不足，而且功能不够强大。

随着当代科技的迅猛发展，特别是信息技术、计算技术、智能技术的发展，使得管道机器人在理论上已经没有任何技术障碍。但是管道机器人并没有像我们预期的那样得到迅猛发展，究其原因，是根本的机械结构没有得到大的突破，也就是说，机器人在复杂管道内运行的技术实现仍然很困难。即使有个别研究机构利用复杂的智能技术和信息技术实现了这一功能，但高昂的价格使得其只能停留在实验室阶段。

对于管道的清理、修补、检测、探伤等作业，目前在技术上已经比较成熟，国内外已开发出多种功能强大、外形轻巧的装置，但由于缺少搭载这些装置的良好载体从而影响了它们的推广应用。

发明内容

本实用新型目的是提供一种具有良好的承载能力，适用于多种工作环境下的管道作业，实用价值高，拆装方便的自适应管道机器人。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型包括机身；机身的外周沿圆周方向均布至少三组驱动装置，每组驱动装置由四根第一连杆、四根第二连杆、一根滑动轴、两个滑块、一个固定件、两根压力弹簧、两根复位弹簧、四个滚轮所组成，滑动轴设置在机身的外周，滑动轴的两端分别与机身连接，固定件焊接在滑动轴的中部，两个滑块分别套置在固定件两侧的滑动轴上；两根压力弹簧分别套置在固定件与滑块之间的滑动轴的外周，两根复位弹簧分别套置在固定件外侧的滑动轴的外周；每根第一连杆的两端分别连接滑块、滚轮，每根第二连杆的两端分别与滑动轴端部、第一连杆连接；每组机身上设置动力控制装置。

比较好的是：本实用新型包括两组机身，两组机身之间通过连接软轴相互连接。

本实用新型将上述设置在滑动轴同一端的相邻两个滚轮之间通过轮轴连接，轮轴上设置从动锥齿轮，两个第一连杆相对的一侧设置电机固定座，电机固定座上设置电机，电机的一端设置与从动锥齿轮相啮合的主动锥齿轮。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、管道机器人在管内完成一系列工作，主要是依靠自身的承载能力，搭载相关工作单元。工程上对管道的检测、探伤技术已经比较成熟，唯一缺少的就是搭载这些装置的良好载体。本实用新型的管道机器人，可以以它作为载体，添加或搭载具有相关功能的附加工具组件，来完成所需要的管道内部工作。如可以安装摄像头以拍摄管内图像，可以在机身上安装探测工具，探测管道内部的状况，可以安装清洁工具用以清扫管壁，还可以作为管道内部的运输工具。本实用新型的管道机器人为搭载附加作业单元提供了良好的载体，具有良好的承载能力。

2、本实用新型的管道机器人，驱动轮部分的结构采用一种弹簧—滑块—连杆机构，轮腿具有一定的伸缩能力，各轮腿之间相互独立，互不影响。对管道变形的自适应能力较同类产品相比，有了很大的提高，机器人适应管道内径尺寸变化率的范围达±10％，可以良好地适应管道因制造误差、受载变形等原因所引起的内壁形状和尺寸的变化，具有良好的自适应性。

3、本实用新型从总体的结构来看，采用轴对称的结构设计，使机器人具有稳固的结构和良好的稳定性。同时由于机器人这样的对称结构，可以使机器人的所有腿轮，在直管道中都能与管道内壁接触，从而机器人可成功在竖直管道内爬行，具有较强的竖直攀爬能力。

4、本实用新型在结构设计上，专门针对现实管道中常用的直角弯头，通过精确的计算，设计出机器人各零部件合理的尺寸，使得机器人可以顺利地通过管道的直角弯头，实现了大曲率的转弯，可以在复杂多弯的管道内部顺利行走，对弯曲复杂管道的适应能力大大增强，具有大曲率转弯能力。

5、本实用新型的动力电源与控制电路均可以外置于管外控制平台，管内机器人通过电缆与管外控制平台连接，既减轻了机器人自身的重量，又增强了机器人操作的可靠性，大大提高了机器人系统的稳定性，提高了机器人的工作效率，具有良好的综合可靠性和稳定性。