[实用新型]一种管径调节机构

说明书

本实用新型涉及一种管径调节机构，包括两组结构基本相同、对称布置在检测装置两侧的径向调节装置，均采用丝杠螺母副驱动空间彼此相隔120°的三组并联连杆结构来实现变径；两组径向调节装置中丝杠的螺距和旋向均相同且对向安装，并通过连接端面上凸台和凹槽之间的相互配合达到同步旋转的目的。本实用新型提供的管径调节机构能够适应一定范围内的管径变化，各支撑轮能够独立越过障碍而不影响整体结构的稳定性，使其作业环境适应能力大大增强；能够为旋转式管道检测装置提供稳定的支撑，从而有效克服现有技术中存在的妨碍检测装置旋转以及检测装置容易发生姿态异常等问题；结构简单且便于调整；也可用于其他需要变径的管道旋转作业机器人中。

技术领域

本实用新型涉及管道机器人技术领域，特别是涉及一种管道旋转检测机器人的管径调节机构。

背景技术

管道检测机器人是指借助于某种检测装置对管道内部腐蚀、裂纹等情况进行检测的机器人。对于工业管道而言，机器人更适于采用无需耦合剂、可实现非接触式测量的检测方法。然而在检测过程中，探头与管壁之间的距离以及探头的姿态变化都会对测量结果产生影响。另外，被测管道的直径往往不是单一尺寸，因此管道检测机器人通常利用丝杠螺母副驱动平行连杆机构来实现变径功能以提高其管径适应性。例如上海交通大学张云伟于2007年在他的博士论文“煤气管道检测机器人系统及其运动控制技术研究”中提出一种城市煤气管道检测机器人，为了适应Φ400~650mm的管径范围，其行走机构采用由滚珠丝杠螺母副驱动三组空间120°对称分布的平行连杆机构来实现行走及管径适应等功能，在主连杆和副连杆上各安装一个支撑轮与管壁保持接触，而携带着32组探头的固定式检测装置布置在行走机构的前面。为了减少探头数量以简化整体结构，可采用检测装置携带少量探头并持续旋转的方式来完成管壁周向检测。然而在旋转状态下，检测装置更容易发生姿态异常，因此旋转式管道检测装置能否获得稳定支撑则更加重要，如果仍采用平行连杆变径机构、并出于稳定支撑的目的将其布置在平行连杆机构中间，则水平杆势必会妨碍其转动；如果将其布置在平行连杆机构的外侧，则有可能因缺乏稳定支撑而在作业过程中发生姿态偏斜，这将严重影响测量结果的准确性。

此外，张云伟提出的城市煤气管道检测机器人在滚珠丝杠上、于丝杠螺母与轴套之间加入弹簧作为柔性支撑单元，以便在遇到障碍时实现自适应调节。由于平行连杆机构中各个杆件之间为刚性连接，一旦一个支撑轮在遇障时发生位置改变则会牵动整个机构一起变化。于是，相关支撑轮一起脱离与管壁的接触，待越过障碍后才能一起重新与管壁贴合。很显然，该机器人的越障稳定性能较差。

发明内容

本实用新型的目的在于针对背景技术存在的不足之处，提供一种能够稳定支撑管道旋转检测装置而不妨碍其转动，并且在越障时各支撑轮能够独立实施自适应调整的管径调节机构。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种管径调节机构，包括结构基本相同、对称布置在检测装置8两侧的前置径向调节装置和后置径向调节装置，均采用丝杠螺母副驱动三组周向均布的并联连杆结构来实现变径，所述并联连杆结构包括柔性推杆3和轮腿2，所述柔性推杆3包括缓冲组件31、外关节轴承32和内关节轴承33，并通过所述外关节轴承32与所述轮腿2相铰接、通过所述内关节轴承33与丝杠螺母6相铰接；所述轮腿2与连接支座7相铰接，其末端装有支撑轮1与管壁相接触。

进一步的技术方案，所述前置径向调节装置中的调整丝杠4与所述后置径向调节装置中的连接丝杠5的螺距和旋向均相同且对向安装，所述调整丝杠4左端加工有凸台用来与所述连接丝杠5右端的凹槽相配合以实现同步旋转。

进一步的技术方案，所述缓冲组件31为活塞311套筒313结构，其外部套装有弹簧312，所述活塞311与所述外关节轴承32相连接，所述套筒313与所述内关节轴承33相连接。