[发明专利]一种单驱双向蠕行式管道清理机器人

说明书

本发明公开了一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，包括前机体组件、传动组件和后机体组件；其中，所述传动组件由一个动力驱动，且通过连杆机构、齿轮机构和等休凸轮机构的传动作用，实现前机体组件和后机体组件沿径向的交替收缩与支撑，以及前机体组件和后机体组件之间的轴向伸缩，同时实现清淤刀盘的同步旋转，从而实现机器人沿管道正反双向的蠕动式行走以及管道清理作业。本发明稳定可靠，紧凑实用，实现了在管径变化较大的管道内的单驱双向蠕动行走和管道清理，有效提高了管道机器人的越障性和对管径变化的适应性，提高了管道机器人的续航能力，对管径变化较大的水平管道清理具有实际工程意义。

技术领域

本发明涉及一种水平管道清理机器人技术领域，尤其是一种基于等休凸轮组协调作用，在管径变化较大的水平管道内实现单驱双向蠕动行走的管道清理机器人。

背景技术

近年来，国内外对管道清理的自动化和智能化作业需求不断增长。目前，国内的清理方式主要是依赖人工完成，工作环境复杂恶劣，劳动强度大，且危险程度高。在清管作业过程中，蠕动式管道机器人具有更大的牵引能力和地形适应性，更适合管道清理作业，但是，现有的清管机器人和清管器大多只具有单向行走能力，在管道清理的过程中，一旦遇到特殊障碍物使机器人无法继续前行，同时也不能后退，导致机器人卡滞在管内。而对于现有的双向蠕动式管道清理机器人，则需要多个动力才能实现正反双向行走和管道清理，动力源多，控制复杂。因此，针对机器人遇障无法向后退出或驱动数量过多的情况，从实际情况出发，研制开发出一种稳定可靠、紧凑实用的单驱双向蠕行式管道清理机器人，从而为水平管道灵活清淤的实现提供基础。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，利用等休凸轮组的协调作用，实现在管径变化较大的水平管道内的单驱双向蠕动行走和管道清理，有效提高管道机器人的越障性和对管径变化的适应性。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种单驱双向蠕行式管道清理机器人，包括前机体组件、传动组件和后机体组件；

其中，所述传动组件由一个动力驱动，且通过连杆机构、齿轮机构和等休凸轮机构的传动作用，实现前机体组件和后机体组件沿径向的交替收缩与支撑，以及前机体组件和后机体组件之间的轴向伸缩，同时实现清淤刀盘的同步旋转，从而实现机器人沿水平管道正反双向的蠕动式行走以及管道清理作业。

优选的，所述前机体组件包括前机壳、清淤刀盘、前机架、上下两侧的前弹性伸缩臂以及左右两侧的前弹性支撑轮；

其中，所述前机壳套装在前机架外，且与前机架固接；清淤刀盘设置于前机架前侧，其包括轮盘、沿轮盘周向均布的刀杆以及与刀杆固接的清淤刀片；

所述前弹性伸缩臂(主动式)包括弹性橡胶垫、滑动杆、第一压簧、弹簧限位片以及滚子，且弹性橡胶垫设置于滑动杆的顶端；所述第一压簧套装在滑动杆上，并通过滑动杆底部的弹簧限位片实现第一压簧的下限位；滑动杆一侧外壁处设置有连通底部的凹槽，所述滚子通过支撑杆安装于凹槽底部(即滚子采用偏置安装)，并通过支撑杆沿凹槽的滑动固定实现滚子与滑动杆间距的调整，以适应不同管道的径向尺寸；所述前弹性伸缩臂的底部穿过前机壳，并通过前机壳实现滑动杆上第一压簧的上限位；

所述前弹性支撑轮(被动式)包括伸缩轴、套设于伸缩轴外的伸缩套及设置于伸缩轴顶端的轮子，且伸缩套内设置有与伸缩轴底部相连的第二压簧，通过第二压簧实现伸缩轴与伸缩套的伸缩运动，从而实现前弹性支撑轮长度的弹性调整，以适应不同管道的径向尺寸；所述前弹性支撑轮通过伸缩套设置于前机壳的左右两侧。

优选的，所述后机体组件包括后机壳、后机架、上下两侧的后弹性伸缩臂以及左右两侧的后弹性支撑轮；其中，所述后机壳套装在后机架外，且与后机架固接；所述后弹性伸缩臂及后弹性支撑轮的结构(包括组件结构及与后机壳的连接关系)分别与前机体组件中的前弹性伸缩臂、前弹性支撑轮相同。