[发明专利]一种柔性锥螺旋驱动管道机器人

说明书

本发明公开一种柔性锥螺旋驱动管道机器人，包含三个锥段、三个安装座、舵机、惰轮、中心轮、柔性轴、空心十字轴、电机、锂电池、腿杆、支撑轮，三个锥段与各自安装座可以相对转动，相连的两个安装座由虎克铰结构连接，车体外均布安装有六个腿杆，腿杆由舵机驱动，每个腿杆末端均安装有一个支撑轮，车体中心前端安装有一个电机，中心后端安装有一块锂电池，第二锥段、第三锥段与相应的安装座之间均是定轴轮系传动，三段柔性轴将电机输出轴、两个中心轮、第一锥段连接为同轴传动结构，柔性轴可以采用钢丝绳或橡胶等材质，可以很好地传递扭转力矩，并且能够很好地实现连续弯曲。

技术领域

本发明涉及一种管道机器人，尤其涉及一种柔性锥螺旋驱动管道机器人。

背景技术

管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的输送方式。管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳而且投资少、占地少、费用低，还可实现自动控制。管道运输还可省去水运或陆运过程中的中转环节，缩短运输周期，降低运输成本，提高运输效率。目前，管道运输的管道口径不断增大、运输能力大幅提高、管道运距迅速增加，而随着工作时间的增长，很多问题应运而生，如管道长期处于压力大的恶劣环境中，受到水、油混合物、硫化氢等有害物质的腐蚀，管道受蚀后，管壁变薄，易产生裂缝，造成泄露的问题，存在重大安全隐患，因此需要定时对管道进行检修，由于管道本身所具备的局限性，管道机器人应运而生。

通常地，现有管道机器人多采用以下几种结构：履带车结构，采用履带带动所述管道机器人在管道内行走；轮式结构，采用传统车轮或特殊结构的车轮与管道内壁面接触并提供驱动力，使所述管道机器人在管道内行驶。现有的管道机器人在实际应用中还存一些不足，特别是对管道的适应性差，由于机械结构的限制，所述管道机器人在管道内转弯困难，尤其是在丁字管道口的转弯问题更加突出。

寻求一种适用于各种管道检修工作的管道机器人，且所述管道机器人可适应各种管道形状，并进行转弯行走的管道机器人已成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柔性锥螺旋驱动管道机器人，该机器人可适应多种管道形状，并在管道内进行转弯行走。

本发明所采用的技术方案为：一种柔性锥螺旋驱动管道机器人，包含第一锥段、第一安装座、第二锥段、第二安装座、第三锥段、第三安装座、第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机、第五舵机、第六舵机、第二段惰轮、第三段惰轮、第二段中心轮、第三段中心轮、第一柔性轴、第二柔性轴、第三柔性轴、第一空心十字轴、第二空心十字轴、第三空心十字轴、电机、锂电池、腿杆、支撑轮，其特征在于：第一锥段安装于第一安装座，两者可以相对转动且不分离，第一锥段外锥面设有第一锥形螺旋翼，第一安装座后端设有U形叉，第二锥段安装于第二安装座，两者可以相对转动且不分离，第二安装座前端和后端均设有一个U形叉，第一安装座后端的U形叉与第二安装座前端的U形叉通过第一空心十字轴连接构成虎克铰结构，第一空心十字轴的两个相互垂直的轴分别与第一舵机(1.3)和第二舵机(2.3)的输出轴固连，第一舵机(1.3)和第二舵机(2.3)分别安装于第一安装座的后端面和第二安装座的前端面，第三锥段外锥面设有第三锥形螺旋翼，第三锥段安装于第三安装座，两者可以相对转动且不分离，第三安装座前端和后端均设有一个U形叉，第二安装座后端的U形叉与第三安装座前端的U形叉通过第二空心十字轴连接构成虎克铰结构，第二空心十字轴的两个相互垂直的轴分别与第三舵机(2.4)和第四舵机(3.3)的输出轴固连，第三舵机和第四舵机分别安装于第二安装座的后端面和第三安装座的前端面，车体前端设有U形叉，第三安装座后端的U形叉与车体前端的U形叉通过第三空心十字轴连接构成虎克铰结构，第三空心十字轴的两个相互垂直的轴分别与第五舵机和第六舵机的输出轴固连，第五舵机和第六舵机分别安装于第三安装座的后端面和车体的前端面。