[实用新型]一种全驱蠕动式管道机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机械设计技术领域，涉及一种管道行走装置，特别涉及一种管道用全驱动的蠕动式管道机器人。

背景技术

随着社会经济的快速发展，管道作为一种重要的输送方式在石油、天然气、排水给水工程以及通风系统中发挥着重要作用。随着管道使用年限的增加，管道将不可避免的出现老化、裂缝、腐蚀以及淤积等问题。如不及时预防处理而导致事故发生将势必带来一定的经济损失，也将对环境造成严重污染。因此，为了保障管道的安全与畅通无阻的工作，定期的对现有管道进行勘查与维护，就显得非常必要了。而一般管道所处位置是人手所不能及的，管道机器人的出现就恰好解决了这个问题。

目前，管道机器人按驱动方式的不同主要分为介质压差驱动、轮式驱动、爬行式驱动、腹壁式驱动、行走式驱动、蠕动式驱动和螺旋式驱动七种。而应用最为广泛主要驱动方式是轮式、蠕动式和螺旋式三种。其中，蠕动式管道机器人是通过模拟蚯蚓、毛毛虫等尺蠖类动物的伸缩运动而实现移动的，其研究也最为引人注目。目前，其实现形式有多种，主要有气压伸缩驱动、形状记忆合金伸缩驱动、电磁吸合驱动等。已研制的蠕动式管道机器人大多是由多单元节组成，每个单元节由若干保持轮架和一个锁止机构构成，运动过程中机器人需要完成运动锁止与伸缩移动两个动作，故至少需要两个动力源。而增加一个动力源将势必增大机器人的体积，若要求机器人能够适用于小直径管道，那如何解决多动力源要求与小体积要求之间的矛盾，成为实施过程中的关键点。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有的蠕动式管道机器人的运动和锁止需要单独提供动力的问题，提出了一种由单一动力驱动的全驱蠕动式管道机器人。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：全驱蠕动式管道机器人，包括单元节和连接单元节的万向节，其特征在于，单元节包括安装架、轮腿组件、锁止组件和传动组件，轮腿组件、锁止组件和传动组件安装于安装架上，其中轮腿组件用于支撑机器人在管道内壁行走，锁止组件用于锁定单元节，传动组件用于根据电机驱动带动锁止组件动作和单元节相对运动。

进一步的，相邻单元节的传动组件之间通过钢丝软轴连接，用于根据单个动力源实现单元节全驱动。

进一步的，传动组件包括螺纹管、丝杆和传动齿轮，螺纹管具有管内螺纹和位于螺纹管两端旋向相反的两组管外螺纹，管内螺纹与丝杆螺纹匹配，用于根据电机驱动螺纹管转动的传动齿轮与螺纹管固定连接，丝杆一端与万向节相连接；锁止组件包括由两直杆在一端铰接组成的V型伸缩杠杆，其中铰接端包括锁紧橡胶块，两直杆的另一端分别与一内螺纹滑块铰接，内螺纹滑块分别与螺纹管两端的管外螺纹螺纹连接。

进一步的，两内螺纹滑块之间设置有用于使内螺纹滑块与螺纹管管外螺纹接触的弹簧。

进一步的，轮腿组件包括与安装架连接的套筒，套筒内的调压弹簧和轮子，所述调压弹簧用于将轮腿抵紧在管道内壁。

进一步的，锁紧组件采用可调锁紧橡胶组件替代锁紧橡胶块，可调节锁紧橡胶组件包括与V型伸缩杠杆铰接端铰接的两个橡胶块和连接两橡胶块中部的弹簧。

进一步的，驱动电机与传动组件之间通过钢丝软轴连接。

进一步的，上述单元节包括三组轮腿组件和锁止组件，以120°间隔安装在安装架周围。

进一步的，上述内螺纹滑块之间的弹簧在滑块距离取较小值时被压缩，取较大值时被拉伸。

本实用新型的有益效果：本实用新型的机器人采用单电机驱动，利用钢丝软轴的传动距可变性将电机的输出力矩传递到各个移动单元节，保证了各单元节的驱动同步性。另外，单元节中采用了具有内外螺纹的螺管和传动丝杆与锁紧架配合，通过电机驱动其正反转，实现了前后单元节交替锁止。并使机器人产生伸缩前进或后退运动。本实用新型采用单电机驱动方式，有效的减少了动力源，缩小了机器人体积，减小了能耗，使之更适用于小直径，远距离管道内使用，在管道检测、管道维护等方面有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的全驱蠕动式管道机器人结构示意图；

图2是图1所示机器人的轴向视图；

图3是本实用新型的全驱蠕动式管道机器人单元节的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的全驱蠕动式管道机器人单元节的剖视图；

图5是本实用新型优选实施例的全驱蠕动式管道机器人锁止组件安装原理图；

图6是本实用新型的机器人的工位示意图，其中A和B为机器人工作的两个不同工位。