[发明专利]管道机器人三轴差动机构

说明书

本发明涉及一种管道机器人三轴差动机构，包括输入轴，轴上固装有输入轴齿轮，还包括第一、二、三转轴及主差速轴，四个轴上均包括前、后差速轴，且前、后差速轴均通过双蜗杆差速器联接；第一、二、三后差速轴上均固装有传动齿轮且分别与输入轴齿轮啮合，传动比1:1；第四前差速轴上固装的第四前联动齿轮与第一前差速轴上固装的第一联动齿轮啮合,传动比1:1；第四后差速轴上固装的第四后联动齿轮与第二双蜗杆差速器上固装的第二联动齿轮啮合,传动比2:1；第四双蜗杆差速器上固装的第四联动齿轮与第三前差速轴上固装的第三联动齿轮啮合,传动比1:2。本发明各轮速能差速调节，具备较好的越障、转弯能力，驱动效率高，体积小，制造成本低。

技术领域

本发明属于机械工程中为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施技术领域，具体涉及一种管道机器人三轴差动机构。

背景技术

管道作为一种重要的物料运输装置被广泛应用于给水、排水、供热、供煤气、长距离运输石油和天然气、农业灌溉、水利工程等领域。但由于管道本身存在缺陷或使用过程中受到振动、热循环、腐蚀等作用，管道会发生泄露或损坏，为延长管道使用寿命，防止泄露等事故的发生，必须定期对管道进行有效的检测与维护，由于管道多在地下，管道内环境复杂且管径较小，人工检修很难进行，检修探测管道机器人应运而生。

管道机器人是针对管道的内孔精加工作业、检测、喷涂、接口焊接、异物清理等维护检修作业所研制的一种特种机器人。

现阶段常见的轮式管道机器人的各个驱动轮由各自的电机独立驱动，各驱动电机的转速也由伺服控制器根据机载传感器所获取的管况和机器人作业姿态等信息经过计算后进行调节。其不足之处在于结构与控制方法复杂、成本高，遇到不规则管壁或转弯时由于驱动轮转速调节不具备实时性而欠缺柔性，从而导致功率消耗增加，有效牵引力下降，越障能力差，驱动装置磨损加剧等问题，并且由于多个电机会占据大量空间使得这样的机器人不适于在中小管径的管道中使用。还有极少数管道机器人采用了齿轮式差速器来解决部分问题，但未能实现三轴差动调节，且每个齿轮式差速器需要对应使用四个锥齿轮，导致体积较大，结构较复杂，制造成本高，其仍然存在有效驱动力较低，越障能力差的问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种管道机器人三轴差动机构，避免各个驱动轮由各自的电机独立驱动造成体积大，各轮速调节不具备实时性而欠缺柔性的问题，达到各轮速能差速调节，具备较好的越障、转弯和管径适应能力，提升驱动效率，体积小，制造成本低的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

管道机器人三轴差动机构，包括输入轴，所述输入轴由电机驱动，所述输入轴上固定安装有输入轴齿轮，还包括第一转轴、第二转轴、第三转轴、主差速轴；

所述第一转轴包括第一前差速轴和第一后差速轴，所述第一前差速轴和第一后差速轴通过第一双蜗杆差速器联接；

所述第二转轴包括第二前差速轴和第二后差速轴，所述第二前差速轴和第二后差速轴通过第二双蜗杆差速器联接；

所述第三转轴包括第三前差速轴和第三后差速轴，所述第三前差速轴和第三后差速轴通过第三双蜗杆差速器联接；

所述主差速轴包括第四前差速轴和第四后差速轴，所述第四前差速轴和第四后差速轴通过第四双蜗杆差速器联接；

所述第一后差速轴、第二后差速轴、第三后差速轴上均固定安装有传动齿轮，三个传动齿轮均分别与所述输入轴齿轮啮合，传动比为1:1；

所述第四前差速轴上固定安装有第四前联动齿轮，所述第四前联动齿轮与第一前差速轴上固定安装的第一联动齿轮啮合,传动比为1:1；所述第四后差速轴上固定安装有第四后联动齿轮，所述第四后联动齿轮与第二双蜗杆差速器上固定安装的第二联动齿轮啮合,传动比为2:1；所述第四双蜗杆差速器上固定安装有第四联动齿轮，所述第四联动齿轮与第三前差速轴上固定安装的第三联动齿轮啮合,传动比为1:2。