[发明专利]一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧机构及其实现方法

说明书

本发明公开了一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧机构，包括机器人本体，所述机器人本体上安装有滑移架，所述滑移架上套装有导向杆，所述滑移架上轴向安装有丝杠，所述丝杠通过丝杠螺母连接有推杆，所述推杆末端连接在机器人本体上，所述滑移架底部连接有压杆，所述机器人本体的外壁上连接有摆杆，且所述摆杆和机器人本体连接处位于推杆和机器人本体连接处的外侧，所述压杆的杆身上套装有弹簧，所述弹簧的末端连接在摆杆的杆身上，所述摆杆的末端连接有驱动轮，从而提高了管道机器人对变径管道和障碍物的通过性，以及提高了机器人本体在通过障碍时的整体稳定性。

技术领域

本发明涉及轮式管道机器人领域，具体为一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧机构及其实现方法。

背景技术

轮式管道机器人是管道机器人中最常见的一类，广泛应用于圆形管道内检测、维护等，为更好适应复杂管道环境，管道机器人必须能够适应变内径管道、具备大角度(甚至是竖直)管道爬壁功能，现有轮式管道机器人大都采用多轮驱动结构，多组驱动轮与管壁接触，靠刚性张紧机构在接触点处产生正压力，保证机器人运动方向与管道中心线P平行，使机器人能够连续运行，当遇到直径变化的管道时，其固定式的结构就不能很好的适应了。

现有的利用轮式管道机器人提供的技术方法存在以下缺陷：

(1)由于管道内径大小不一、管壁不规则、弯道或T型管道等，导致轮式管道机器人不能在管道内长时间保持正确运行姿态，严重时出现卡死、侧翻情况；

(2)爬行大角度管道时，一个或多个驱动轮脱离管壁，造成管道机器人牵引力不足，无法正常完成作业任务。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧机构及其实现方法，提高了管道机器人对变径管道和障碍物的通过性，以及提高了机器人本体在通过障碍时的整体稳定性，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧机构，包括机器人本体，所述机器人本体上安装有滑移架，所述滑移架上套装有导向杆，所述滑移架上轴向安装有丝杠，所述丝杠通过丝杠螺母连接有推杆，所述推杆末端连接在机器人本体上，所述滑移架的外壁上连接有压杆，所述机器人本体的外壁上连接有摆杆，且所述摆杆和机器人本体连接处位于推杆和机器人本体连接处的外侧，所述压杆的杆身上套装有弹簧，所述弹簧的末端连接在摆杆的杆身上，所述摆杆的末端连接有驱动轮。

优选的，所述丝杠螺母活动安装在推杆上，且所述丝杠螺母通过直齿齿轮啮合有驱动轮电机，所述丝杠和推杆的连接整体保持和导向杆平行状态；所述滑移架上设置有若干个滑移孔，且所述滑移孔均匀分布在滑移架上，所述滑移孔的数量大于等于三个，所述导向杆穿过滑移孔固定安装在机器人本体上；所述压杆和摆杆在初始工作状态时，压杆与机器人本体的夹角和摆杆与机器人本体的夹角互余。

优选的，所述滑移架上滑移孔的数量对应固定安装在机器人本体上的导向杆的数量；所述弹簧通过铰接座连接在摆杆上，且所述铰接座中间设置有贯穿槽，所述贯穿槽中间设置有定位杆，所述压杆表面设置有条形轨槽，且所述条形轨槽贯穿压杆，所述压杆延伸至贯穿槽中，且所述定位杆穿过条形轨槽。

另外本发明还设计了一种轮式管道机器人弹性爬壁张紧实现方法，包括如下步骤：

步骤100、设定管道机器人的驱动轮组数，且使得驱动轮组均匀分布在管道同一圆周内壁上；

步骤200、设定摆杆的物理参数；

步骤300、选装驱动轮电机；

步骤400、设计并安装拉紧装置；

步骤500、设计并安装滑移装置；

步骤600、设计并安装弹性装置。