[发明专利]一种十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道机器人，尤其是一种十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人。

背景技术

现有主流的管道机器人有车辆式管道机器人、履带式管道机器人和行走式管道机器人。车辆式管道机器人典型的如申请号：201010240870.8、201310118019.1，这类结构的机器人设计简单，但是适应性差，很难越过管道错位障碍，且类似结构的管道机器人不能在垂直管道内爬行。履带式管道机器人典型有专利号：200910061704.9，这类管道机器人，地面附着力比一般车辆式管道机器人大，适应能力好，但是在管道内过弯会很困难，有翻车的危险。行走式管道机器人的典型结构如专利号：201310069842.8，行走式管道机器人适应性较前面两种适应性要好，但是结构复杂，可靠性差，对工作环境要求很高。目前还没一种管道机器人结构简单可靠，又可以解决管道错位障碍。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构简单可靠，又可以解决管道错位障碍的十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人，包括一个夹板和四条驱动腿，驱动腿通过销连接于夹板边上的中点位置，并通过八个弹簧固定驱动腿的周向位置，驱动腿初始位置的相互夹角为90度，相邻的两个弹簧通过一条拉索连接预紧。

作为优选，所述驱动腿包括一个电机，电机通过输出轴与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮通过轮轴与驱动轮相连接。

作为优选，所述驱动腿包括与销连接的驱动腿固定段和固定电机的驱动腿滑动段，驱动腿固定段和驱动腿滑动段之间通过固定销连接。

作为优选，所述拉索与一个解锁装置相连接。

发明有益的效果是：本发明通过巧妙的弹簧机构实现实时变形，可以在复杂管道环境里面机动灵活地穿越；本研究的管道机器人在驱动力和弹簧弹力的作用下，机器人可以牢固帖附在管壁上；由于管道环境复杂，大多数水管很潮湿，机器人的设计是让机器人始终在管道中间运动，可以最大限度的避开水和障碍物，可以越过由于大坝不均沉降造成的涵管错位障碍，这是常见管道机器人不具备的越障能力。

附图说明

图1是十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人结构简图；

图2是十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人外观图；

图3是十字结构式水库涵管隐患检测管道机器人在涵管错位处的爬行姿态图；

图4是T型管道爬行姿态图；

图5是L型管道爬行姿态图；

附图标记说明：1、电机；2-1、驱动腿滑动段；2-2、驱动腿固定段；3、输出轴；4、主动锥齿轮；5、从动锥齿轮；6、轮轴；7、驱动轮；7-1、驱动轮一；7-2、驱动轮二；7-3、驱动轮三；7-4、驱动轮四；8、销；9、夹板；10、弹簧；11、拉索；12、解锁装置；13、固定销；14、管道中心平面；15、管道机器人；16、管道前段；17、管道后段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

管道机器人的结构如图1所示。电机1固定在驱动腿滑动段2-1内侧，电机1驱动输出轴3带动主动锥齿轮4旋转，带动与4啮合的从动锥齿轮5旋转，通过轮轴6带动驱动轮7旋转，构成机器人一个驱动腿，其它三个驱动腿也按相同方式连接，驱动腿滑动段2-1和驱动腿固定段2-2通过固定销13连接，固定销13作用是可以根据管道直径大小调节驱动腿长短。驱动腿固定段2-2通过销8连接在夹板9边上的中点位置。通过八个弹簧10固定四个驱动腿的周向位置，初始位置相互夹角90度。弹簧10由四条拉索11预紧，拉索11连接解锁装置12。

管道机器人的行为方式主要有以下几种：

(1)前进后退

如图3所示，根据管道直径大小调节固定销13，使管道机器人15支撑在管道中心平面，驱动轮一7-1、驱动轮二7-2、驱动轮三7-3、驱动轮四7-4顺时针旋转，管道机器人向前行走(右边为前面)，驱动轮一7-1、驱动轮二7-2、驱动轮三7-3、驱动轮四7-4逆时针旋转，管道机器人向后行走(左边为后面)。

(2)调整姿态

驱动轮一7-1、驱动轮二7-2反向旋转，一、二轮边可以往下移动，机器人以管道为轴顺时针转；驱动轮三7-3、驱动轮四7-4反向旋转，三、四轮边可以往下移动，机器人以管道为轴逆时针转；可以调整机器人运行平面位置。

(3)大坝不均匀沉降涵管错位越障