[发明专利]一种柔性自驱动螺旋管道机器人

说明书

本发明公开了一种柔性自驱动螺旋管道机器人，包括张紧机构、行走机构、若干个主体机构和连接装置，相邻的主体机构通过连接装置连接，在主体机构的一侧连接有行走机构，行走机构内设有张紧装置；所述主体机构的一端连接有减速器，减速器与行走机构连接；所述张紧机构包含中心杆、滑块机构和连杆，所述中心杆与减速器连接，在中心杆上套有滑块机构和压缩弹簧，压缩弹簧通过调整螺母安装在中心杆上，所述滑块机构通过连杆与行走机构连接。本发明通过张紧装置调节驱动轮轴之间的夹角，从而调整多个驱动轮形成的外接圆半径，从而适应不同半径的管道，依靠驱动轮主动螺旋方式前进，扩大了管道机器人的使用范围。

技术领域

本发明涉及柔性自驱动螺旋管道机器人，属于机器人领域。

背景技术

现如今，管道的广泛应用给工业、农业以及日常生活提供了许多的便捷，特别是管道在石油、化工、冶金和城市供暖等气体或液体输送方面发挥巨大的作用，但由于这些管道系统的工作环境非常恶劣，管道的长期使用过程中会出现锈蚀、老化、漏孔、淤积堵塞等问题。因此，管道的监测、诊断、清理和维护就成为保障管道系统安全、畅通和高效运营的关键，由于管道的外形尺寸，所处的地理环境等客观因数的制约，人类无法直接介入进行勘测和修复已经破坏的管道。为了更加经济地完成管道的检测、故障诊断、修复，特种管道机器人成为一种极其有效可行的工程方案，从而极大地降低工程成本、工人作业的劳动强度以及危险系数。虽然管道机器人在近年来得到飞速的发展，但是管道机器人仍然存在很多技术问题，制约其在实际工程中的应用，首先，在能源供给方式上，传统依靠线缆方式供电，导致管道机器人无法长距离的作业。其次，在行走方式上，轮式、腿式、蠕动式通过摩擦方式传递动力，受机器人与管道内壁摩擦因数制约，被动螺旋机器人其前移速度和牵引力受螺旋宽度系数影响大。再次，在自适应方面，传统的管道机器人只能适应某一直径的管道，无法根据管径的变化进行自适应调整，同时在越障能力和可靠性方面也存在诸多的不足。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种柔性自驱动螺旋管道机器人，可满足在一定范围内不同管径下的自适应和越障能力，依靠本身主动螺旋方式前进，扩大了管道机器人的使用范围。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种柔性自驱动螺旋管道机器人，包括张紧机构、行走机构、若干个主体机构和连接装置，相邻的主体机构通过连接装置连接，在主体机构的一侧连接有行走机构，行走机构内设有张紧装置；所述主体机构的一端连接有减速器，减速器与行走机构连接；所述张紧机构包含中心杆、滑块机构和连杆，所述中心杆与减速器连接，在中心杆上套有滑块机构和压缩弹簧，压缩弹簧通过调整螺母安装在中心杆上，所述滑块机构通过连杆与行走机构连接。

作为优选，所述减速器包含太阳轮、行星轮、外齿轮圈和行星架，所述太阳轮与驱动电机连接，太阳轮同时与三个行星轮啮合，三个行星轮同时与外齿轮圈啮合，行星轮驱动行走机构移动。

作为优选，所述行走机构包含三个驱动轮轴，所述驱动轮轴通过万向节与行星轮轴连接，行星轮轴与行星轮固定连接，驱动轮轴的端部连接有驱动轮，通过行星轮带动驱动轮转动，驱动轮轴上套有第一滑块，第一滑块与连杆连接。

作为优选，所述驱动轮为齿轮状的橡胶轮。

作为优选，所述主体机构设有三个侧面，在相邻的侧面通过连接板连接，在连接板上设有螺栓槽，在螺栓槽内安装有两个第二滑块，第二滑块上安装有可伸缩轮腿，在可伸缩轮腿上安装有导向轮，两个可伸缩轮腿之间设有自适应弹簧。

作为优选，所述可伸缩轮腿包含外筒和支撑腿，所述外筒上设有多个定位孔，支撑腿插入到外筒内，通过定位销钉插入定位孔中固定支撑腿，从而调节可伸缩轮腿的长度。

作为优选，所述主体机构的另一侧也设有减速机构，减速器与行走机构连接，行走机构内设有张紧装置。